[发明专利]一种石墨合金组合型铸造料舟

说明书

本发明公开了一种石墨合金组合型铸造料舟，涉及冶金技术领域。本发明包括石墨舟，石墨舟内部及上沿安装有内衬舟槽；石墨舟下端及周侧面安装合金承托座；内衬舟槽包括带延边搭接在石墨舟上端的矩形槽体；矩形槽体周侧面固定有向下延伸的挡圈；挡圈周侧面开有多个与合金承托座配合的矩形槽口；合金承托座与矩形槽口连接部通过金属粘接剂连接。本发明整体以内部的石墨舟作为内部廉价的增强基体，在石墨舟内部安装用于反应的内衬舟槽，在下部及周侧安装合金承托座，增强整体结构的夹持强度，降低制造成本。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别是涉及一种石墨合金组合型铸造料舟。

背景技术

钼元素在元素周期表中位于第VIB 族，为高熔点高强度金属，弹性模量高，膨胀系数小导电导热性能优良，是高温合金理想的基体材料。在钼粉中添加适量的稀土元素，经过粉末冶金、压力加工方法制取的稀土钼板具有良好的高温力学性能和工艺性能，作为舟皿、隔热屏、高温结构件等，广泛应用于高温炉、电子元器件、发热体及钢铁冶炼等行业。

国内金属粉末的纯度及其相关产品质量较国外同类产品仍有一定的差距，国内生产Mo-1粉的质量分数是99.95％，W粉的质量分数是99.99％，而早在十多年前，日本已经能够生产出质量分数为99.9999％的钼粉和钨粉。生产高纯度的金属粉末，需要严控生产的各个环节，采用氢气还原法其中一个重要的环节是高温还原生产过程。该过程中使用一种叫“料舟”的容器盛放MoO2、WO2或MoO3、WO3粉末，在高温下将其还原为金属钼或钨粉。在钼或钨的氧化物被还原时，新生态的金属原子具有较大的活性，其与料舟材料发生的少量固溶和微弱反应都将使金属粉末受到污染而影响金属粉末的纯度和品质。制备钼粉需要选用高温合金的料舟作为载体，并能在高温、变载荷的苛刻环境中长期工作。国内生产的钼粉载体大多采用镍基高温合金料舟，由于其中的低熔点金属会在高温环境下逐渐析出渗入钼粉，致使高纯钼粉的杂质元素含量难以控制。因此，对于生产高纯度的金属粉末，料舟成为影响金属粉末纯度的主要原因之一，是金属粉末生产中的关键部件。因此为保证金属粉末的纯度，可选用金属粉末同介质材料作为料舟材料，如用纯钼或纯钨材料做料舟，虽然解决了钼粉、钨粉受杂质污染的问题，但推舟时不能承受巨大推力，料舟使用寿命较短，通常一个月左右就出现料舟变形或破裂失效，生产稳定性差，且料舟无法重复使用，成本高，若由纯钼或钨材料制作成均流型双层舟皿，增加了生产成本，所以采用同介质金属材料制成料舟不可取；另一种方法，在非还原金属材料制造的料舟内铺垫同介质金属片，如钼片、钨片，但在高温环境下钼片、钨片硬脆、韧性差，易产生内裂现象，实用性不佳。

当前，镍基高温合金料舟强度低、易变形，导致钼粉生产的设备故障率较高，现有料舟的粘粉问题和耐用问题较为突出。针对这一难题，世界顶尖难熔金属企PLANSEE、HC.STARK使用18管炉生产高纯钼粉，选用钼舟作为载体。钼舟头尾相顶依次穿过炉管，钼舟内的MoO2粉在1000℃左右的高温环境中与氢气发生还原反应生成杂质元素含量极低的高纯钼粉。由于上述钼舟制备技术在国内尚属空白，借助当前已有添加稀土元素制备钼合金的理论基础和加工技术，采用在钼粉中掺杂稀土元素镧的方法制备出钼镧合金板，并首次完成了钼镧料舟的成功制备。钼镧合金料舟承受长期变温变载荷后的断裂是由于空位迁移与滑移面上的位错滑移所导致韧窝撕裂，提高了材料的服役寿命，其机制为变形不均匀的蠕变断裂，具有典型的塑性变形特征。

现有的钼合金料舟制造成本高，结构强度低，可使用时间短的问题，结合石墨舟的低廉成本特点，本申请文件提供一种石墨合金组合型铸造料舟，利用各自的特性组合，增加强度的同时降低成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨合金组合型铸造料舟，整体以内部的石墨舟作为内部廉价的增强基体，在石墨舟内部安装用于反应的内衬舟槽，在下部及周侧安装合金承托座，增强整体结构的夹持强度，降低制造成本，解决了现有的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：