一种高真空度保温器皿的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高真空度保温器皿的制备工艺，包括以下步骤：(1)对由钛制备而成的内胆和由不锈钢制备而成的外壳进行放气；(2)内胆口部与外壳口部通过焊接形成固定密封连接；(3)在内胆和外壳之间形成的夹层内放置吸气片；(4)将由不锈钢制备而成的底部与外壳进行焊接，底部预留抽真空的通气孔；(5)将底部朝下置于抽真空设备中，加热并抽真空，加热温度低于250℃；(6)对通气孔进行封堵，并取出。本发明专利技术首先通过放气使钛和不锈钢所含的气体大量减少，后期使用过程中，钛和不锈钢残留的少量气体在真空夹层内释放后，足以被吸气片吸收，从而保证真空度可长久维持，维持时间在2年以上，大大延长保温器皿的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高真空度保温器皿的制备工艺
本专利技术属于保温器皿的制备
，具体涉及一种高真空度保温器皿的制备工艺。
技术介绍
保温器皿一般是由陶瓷或不锈钢加上真空层制作而成的容器，顶部有盖，密封严实，真空绝热层能使装在内部的水等液体延缓散热，以达到保温的目的，例如保温杯，保温瓶等，目前保温杯普遍使用的是不锈钢保温杯，这种保温杯内胆和外壳均由不锈钢制成，而不锈钢耐腐蚀性差，会和很多酸性的溶液反应，导致内胆受损，引起不锈钢所含的铬、镍、锰元素迁移，给使用者的健康带来隐患。钛具有亲生物性，对人体不产生过敏反应，纯净的钛，在紫外线照射下还有一定杀菌作用，保鲜效果好，目前已有较多采用钛金属制备的保温杯，但这种保温杯的内胆和外壳均由钛制成，而钛金属价格高昂，外壳采用钛金属造成资源浪费，因而，内胆采用钛金属，外壳采用不锈钢的保温杯受到越来越多的关注。钛在高温下性质十分活泼，很易和氧、氮、碳等元素化合，钛的冶炼过程一般都在800℃以上的高温下进行，虽然在真空或惰性气体保护气氛下操作，但最终制备的钛金属内都会存在气体，这些气体主要是氢气、氮气和氧气，在固态金属表面，它们能以分子形式产生物理吸附，当气体同金属表面的结合力大于气体分子内部的结合力时产生化学吸附，在金属表面形成薄层，吸附在金属表面的气体分子可以分解成原子从金属表面扩散入内部。同样地，不锈钢在熔炼过程中也会吸收较多的气体，虽然也进行了脱氢、脱氧等步骤，但成品中仍含有较多氢气。现有技术通常在保温器皿的真空夹层中放置吸气片，通过吸气片吸收钛和不锈钢释放的气体，以维持真空度，但目前的吸气片吸气量有限，真空度仅能保持2-3个月，保温效果差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对上述现有真空保温器皿真空度维持时间短、保温效果差的问题，本专利技术提供一种高真空度保温器皿的制备工艺。本专利技术采用的技术方案如下：一种高真空度保温器皿的制备工艺，包括以下步骤：(1)对由钛制备而成的内胆和由不锈钢制备而成的外壳进行放气；(2)内胆口部与外壳口部通过焊接形成固定密封连接；(3)在内胆和外壳之间形成的夹层内放置吸气片；(4)将由不锈钢制备而成的底部与外壳进行焊接，底部预留抽真空的通气孔；(5)将底部朝下置于抽真空设备中，加热并抽真空，加热温度低于250℃；(6)对通气孔进行封堵，并取出。CN2016213249534指出，钛金属保温杯不能保证夹层真空度的原因是，钛金属表面存在的自然氧化保护膜使其始终处于化学惰性状态，采用传统的填料密封存在微观间隙、裂纹。这是目前普遍认为的钛金属保温杯真空度维持时间短的原因，而忽略了钛和不锈钢本身含有较多气体，后期使用过程中，缓慢释放，而吸气片吸气量有限。本专利技术在保温器皿的制备过程中，首先对由钛制备而成的内胆和由不锈钢制备而成的外壳进行放气，显著降低钛和不锈钢在生产过程中引入的气体，然后将内胆口部和外壳口部焊接在一起，使内胆和外壳之间形成夹层，在夹层内放置吸气片，再焊接不锈钢的底部，通过底部预留的通气孔对夹层抽真空。本专利技术首先通过放气使钛和不锈钢所含的气体大量减少，后期使用过程中，钛和不锈钢残留的少量气体在真空夹层内释放后，足以被吸气片吸收，从而保证真空度可长久维持，维持时间在2年以上，大大延长保温器皿的使用寿命。进一步地，步骤(1)中，放气的方法为：分别将内胆和外壳置于真空设备中加热，并连续抽真空30-40min。金属表面吸附的气体随温度升高而减少，通过加热除去吸附气体。金属内部的气体为原子状态，可在金属内部扩散，当金属周围气氛中气体的分压低于金属内部气体浓度时，金属内的气体向外扩散，因此，本专利技术放气时将内胆和外壳置于真空设备中加热，金属内部气体向外扩散后迅速被抽走，始终保证金属周围气氛中气体的分压低于金属内部气体浓度。进一步地，放气时的加热温度为100-200℃。进一步地，步骤(2)中，内胆口部和外壳口部通过过渡件焊接在一起。进一步地，过渡件包括位于外侧的不锈钢层，通过激光熔覆在不锈钢层内壁上依次形成钒层和钛层。高温焊接时，钛容易与不锈钢中的C、Cr、Ni结合而生成复杂的金属化合物，引起焊接处开裂或者产生气孔，造成焊接质量不过关。其中，最突出的问题就是钛容易与钢中的Fe发生反应生成TiFe、TiFe2、Ti2Fe等化合物，这些都属于较为硬脆的金属化合物，会很大程度上影响焊接接头的塑性，引起脆性的增加。本专利技术通过过渡件将内胆和外壳焊接在一起，避免钛和不锈钢直接焊接，而过渡件从外至内包括不锈钢层、钒层和钛层，并且相互之间通过激光熔覆形成冶金结合，结合强度高，焊接时，只需将外壳与不锈钢层焊接，内胆与钛层焊接即可，同种金属的焊接采用简单的氩弧焊即可实现，钒层则可在焊接时避免不锈钢与钛直接接触。进一步地，钒层厚度为0.5-1mm。进一步地，激光熔覆时，将熔覆金属粉末与有机粘结剂充分混合，均匀涂覆在不锈钢内壁上，然后烘干；以氩气作为保护气体，工艺参数为：激光功率2-3KW、束斑直径2-4mm、扫描速度3-5mm/s、保护气体流量5-15L/min。进一步地，步骤(3)中，吸气片为由生物质炭层和钯层间隔设置的多层结构。现有吸气片多由钯制成，块状金属钯能吸收大量氢气，常温下，1体积海绵钯可吸收900体积氢气，1体积胶体钯可吸收1200体积氢气，但是，钯在40～50℃，吸收的氢气即大部释出，本专利技术吸气片为由生物质炭层和钯层间隔设置的多层结构，生物质炭是指由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质，它含有具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团，生物质炭对CO、CO2等气体具有强大的吸附能力，一方面，辅助钯吸收气体，并且对碳氮具有很好的固定作用，吸收后不易重新释放，另外，当环境温度较高，导致钯吸收的氢气释放时，由于钯与生物质炭形成层状结构，释放的氢大部分被生物质炭吸附，显著降低环境高温对真空度的影响。进一步地，在进行步骤(2)之间，在内胆外壁包裹绝热纸，有利于进一步阻隔热量传递。进一步地，步骤(4)中，通气孔的直径为4-8mm，现有技术中，通气孔的直径通常小于1mm，难以抽真空，真空度较低，本专利技术增大通气孔的直径，可获得较高的真空度，提高保温效果。进一步地，步骤(4)中，通气孔的直径为6mm。进一步地，步骤(5)中，加热温度为180℃-240℃。本专利技术在180℃下抽真空，夹层的真空度可达2.0×10-3Pa，升温至240℃，真空度可达2.0×10-4Pa，远优于现有保温器皿。进一步地，步骤(6)中，采用与通气孔配合的封堵块进行封堵，封堵块由纯铝制成。通气孔可设计为喇叭口形状，且直径从外至内逐渐减小，纯铝较软，不易损伤外壳，且封堵块设有密封圈，保证封堵块与通气孔之间的密封性。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术首先通过放气使钛和不锈钢所含的气体大量减少，后期使用过程中，钛和不锈钢残留的少量气体在真空夹层内释放后，足以被吸气片吸收，从而保证真空度可长久维持，维持时间在2年以上，大大延长保温器皿的使用寿命；2.现有技术中，为解决钛和不锈钢的连接问题，通常引入机械连接结构，不但增加加工、装配成本，而且密封效果差，真空度低，降低保温效果和使用寿命，而本专利技术设计的过渡件从外至内包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高真空度保温器皿的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对由钛制备而成的内胆和由不锈钢制备而成的外壳进行放气；(2)内胆口部与外壳口部通过焊接形成固定密封连接；(3)在内胆和外壳之间形成的夹层内放置吸气片；(4)将由不锈钢制备而成的底部与外壳进行焊接，底部预留抽真空的通气孔；(5)将底部朝下置于抽真空设备中，加热并抽真空，加热温度低于250℃；(6)对通气孔进行封堵，并取出。

【技术特征摘要】
1.一种高真空度保温器皿的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)对由钛制备而成的内胆和由不锈钢制备而成的外壳进行放气；(2)内胆口部与外壳口部通过焊接形成固定密封连接；(3)在内胆和外壳之间形成的夹层内放置吸气片；(4)将由不锈钢制备而成的底部与外壳进行焊接，底部预留抽真空的通气孔；(5)将底部朝下置于抽真空设备中，加热并抽真空，加热温度低于250℃；(6)对通气孔进行封堵，并取出。2.根据权利要求1所述的一种高真空度保温器皿的制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，放气的方法为：分别将内胆和外壳置于真空设备中加热，并连续抽真空30-40min。3.根据权利要求1所述的一种高真空度保温器皿的制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，内胆口部和外壳口部通过过渡件焊接在一起。4.根据权利要求3所述的一种高真空度保温器皿的制备工艺，其特征在于，所述过渡件包括位于外侧的不...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚辉武，
申请(专利权)人：南充辉泓真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51