一种化学气相沉积炉罐的成型工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种化学气相沉积炉罐的成型工艺，罐体内外分别设有若干加筋环，相邻加筋环之间通过纵向筋相连；所述罐体内的加筋环均为刚性加筋环，所述罐体外的加筋环均为韧性加筋环

【技术实现步骤摘要】
一种化学气相沉积炉罐的成型工艺


[0001]本专利技术属于气相沉积反应领域，涉及一种气相沉积反应设备制备技术，具体涉及一种化学气相沉积炉罐的成型工艺
。

技术介绍

[0002]炉罐是空心叶片专用
CVD
（化学气相沉积）装备的核心零部件，同时也是进行内控表面涂层加工的重要部分，由于炉罐长期工作在高温
、
腐蚀性气氛中，其强度会逐渐变差，结构的稳定性以及实用的安全性和可靠性逐渐变差，使用寿命发生缩短
。
目前主要应用的炉罐制造技术通过在炉罐罐体外加强筋结构，以达到提高其使用寿命的目的，但是在长期的使用中，仍不能很好地满足提高寿命的要求
。
[0003]1.
炉罐在使用过程中，温度最高可达
1000
多度， 在使用过程中炉罐材料的强度在长期高温作用下，会出现一定程度的下降，减少使用寿命
。
[0004]2.
炉罐在使用时，其内部的反应存在着腐蚀性气体，尤其会产生氯离子，在高温下对罐体材料发生很强的腐蚀作用，破坏罐体结构，降低罐体稳定性
。
[0005]3.
反应镀膜过程中，炉罐内长期呈现负压状态，在长期高温
、
自重以及内外压力差的作用下，炉罐会发生蠕变变形，导致其可靠性以及结构稳定性变差
。
[0006]4.
在长期高温环境下，炉罐表面与空气接触，极易发生表面氧化，从而进一步减少炉罐的使用寿命
。
[0007]5.
>炉罐在这些高温
、
氯离子腐蚀以及负压的综合作用下会发生压溃失效，从而大大减少其使用寿命
。
[0008]因此，急需一种技术进一步提高化学气相沉积炉罐的耐用性和稳定性
。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种化学气相沉积炉罐成型工艺，通过设计该炉罐结构和成型工艺明显提高炉罐的使用寿命
。
[0010]为了实现上面所述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一方面，本专利技术提供一种化学气相沉积炉罐，包括罐体，所述罐体内外分别设有若干加筋环，相邻加筋环之间通过纵向筋相连；所述罐体内的加筋环均为刚性加筋环，所述罐体外的加筋环均为韧性加筋环
。
[0011]本专利技术在罐体内外分别设置刚性加筋环和韧性加筋环，利用刚性加筋环抗腐蚀性能和抗压性能优于韧性加筋环特点，通过内外设置避免各自的缺点，使用各自优点，同时内刚外韧增强设置，通过内部刚度抵御负压造成的蠕变，通过外部柔性提高微小变形情况下罐体的稳定性，使得本申请的炉罐寿命远大于单侧增强
。
[0012]优选的，所述刚性加筋环为同轴焊接于罐体内壁的高碳钢钢环，所述韧性加筋环为同轴焊接于罐体外壁的低碳钢钢环
。
[0013]优选的，所述罐体内壁的刚性加筋环和外壁的韧性加筋环均为等间距设置，并且
相应刚性加筋环和韧性加筋环高度相对应
。
[0014]优选的，所述纵向筋为垂直焊接于罐体表面的条形钢板
。
[0015]优选的，所述罐体内壁设有将刚性加筋环覆盖的抗腐蚀涂层
。
[0016]优选的，所述罐体由上锥段
、
圆柱段和底座段焊接相连组成，采用分段式设计，便于加工制备；所述加筋环设置于罐体的圆柱段
。
[0017]优选的，所述底座段四周设有用于增强强度和便于连接的裙边
。
[0018]另一方面，本专利技术提供一种化学气相沉积炉罐的成型工艺，包括以下步骤：步骤
1、
材料准备，选取轧制合金板作为罐体制备材料，选取高碳钢钢环作为罐体内加筋环，选用低碳钢钢环作为外加筋环；步骤
2、
弯曲成型，将轧制合金板按照炉罐尺寸下料，并对板材弯曲成型，得到罐体；步骤
3、
组装，将弯曲成型的板材焊接组装为炉罐罐体，在罐体上焊接内加筋环和外加筋环；步骤
4、
制备涂层，采用气相沉积工艺在罐体内表面制备
Y
改性铝化物涂层，得到化学气相沉积炉罐，
Y
改性铝化物涂层中
Y
的质量百分比为
10
％
~30
％
。
[0019]优先的，所述轧制合金板的轧制工艺选用粗轧双新轴，道次压下量
10~25mm、
初轧温度
1000
‑
1050℃、
终轧温度
810
‑
850℃。
[0020]优先的，所述轧制合金板为镍基高温合金，牌号包括
M247、K444、K452、In718。
[0021]优先的，所述罐体的上锥段
、
圆柱段和底座段分别轧制或者弯曲成型，然后焊接相连
。
[0022]优先的，组装时，板材之间焊接过程中选择 ERNiCrMo
‑1材料作为焊接过程的填充材料，其主要元素有
Fe、Mn、Co、Cr、Mo、Ni
，其强度高于所选镍基高温合金板材
。
[0023]优先的，组装时，选择
100
‑
150A
，
10
‑
15V
的电压电流进行焊接，焊接过程中使用氩气作为保护气体，并以
100
‑
135mm/min
的速度焊接，确保焊接均匀，采取焊接6层的焊接工艺对罐体结构进行连接
。
[0024]本专利技术还提供所述化学气相沉积炉罐的成型工艺中制备涂层的工艺如下：步骤
4.1、
配制渗剂，所述渗剂包括
AlY、AlFe、NH4Cl
，通过调整渗剂各组分配比，使得
Al、Y
摩尔比为6‑8：2‑4，渗剂中
NH4Cl
质量占比为
1%
ꢀ‑ꢀ
2%
，将渗剂铺撒在气相沉积室内底部；步骤
4.2、
将焊接好的炉罐罐体置于气相沉积室内渗剂上方；步骤
4.3、
沉积，将气相沉积室升温至沉积温度并通入工艺气体进行
Al、Y
共沉积，在沉积过程中控制气相沉积室内压力在4‑
60 kPa
范围内循环变化；达到所需沉积厚度后停止通入工艺气体，结束沉积，在炉罐罐体内表面制备
Y
改性铝化物涂层
。
[0025]优选的，所述
Y
改性铝化物涂层的厚度为
10
‑
30 μ
m。
[0026]优选的，所述炉罐罐体与铺撒渗剂之间距离为
90
‑
110 mm。
[0027]优选的，所述沉积温度为
900
‑
1100℃
，沉积时间为
1.5
‑
3 h。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于，包括以下步骤：材料准备，选取轧制合金板作为罐体制备材料，选取高碳钢钢环作为罐体内加筋环，选用低碳钢钢环作为外加筋环；弯曲成型，将轧制合金板按照炉罐尺寸下料，并对板材弯曲成型，得到罐体；组装，将弯曲成型的板材焊接组装为炉罐罐体，在罐体上焊接内加筋环和外加筋环；制备涂层，采用气相沉积工艺在罐体内表面制备
Y
改性铝化物涂层，得到化学气相沉积炉罐，
Y
改性铝化物涂层中
Y
的质量百分比为
10
％
~30
％
。2.
根据权利要求1所述化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于：相邻加筋环之间通过纵向筋相连，所述纵向筋为垂直焊接于罐体表面的条形钢板
。3.
根据权利要求1所述化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于：所述罐体由上锥段
、
圆柱段和底座段焊接相连组成，所述加筋环设置于罐体的圆柱段
。4.
根据权利要求3所述化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于：所述底座段四周设有用于增强强度和便于连接的裙边
。5.
根据权利要求1所述化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于：所述轧制合金板的轧制工艺选用粗轧双新轴，道次压下量
10~25mm、
初轧温度
1000
‑
1050℃、
终轧温度
810
‑
850℃。6. 根据权利要求1所述化学气相沉积炉罐的成型工艺，其特征在于：组装时，板材之间焊接过程中...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙清云，吴勇，陈辉，杨甫，夏思瑶，
申请(专利权)人：中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：