本發明涉及一種籽晶軸制造技術，尤其是一種寶石爐籽晶軸的制造工藝。
背景技術：
藍寶石是一種簡單配位型氧化物晶體。具有優異的光學性能、機械性能和化學穩定性，被廣泛的應用于民用航天、半導體襯底、紅外軍事裝置、衛星空間技術、高強度激光的窗口材料等，同時晶體生長設備，單晶生長爐也隨之得到了飛速的發展。通常藍寶石晶體生長爐的籽晶運動裝置，包括爐體、溫場、籽晶運動機構、籽晶夾具。通過籽晶軸連接籽晶夾具及籽晶運動機構，實現籽晶在晶體生長過程中的不同運動狀態。因籽晶軸屬于長軸中空結構，內部有循環冷卻水，距離溫場距離近，外部溫度高。根據晶體生長的工藝要求，對籽晶的旋轉及升降運動都有嚴格的要求，保證結晶界面的穩定性，這就需要籽晶軸無論從材質及結構上都要有要求，傳統的籽晶軸采用氬弧焊，因異種金屬焊接時熔接質量不易保證，易產生內部缺陷，在以后的使用中產生漏水風險，造成安全隱患，影響使用效果。
技術實現要素：
有鑒于此，本發明的主要目的就在于提供一種寶石爐籽晶軸的制造工藝。
為了解決上述問題，本發明提供了一種寶石爐籽晶軸的制造工藝，包括如下步驟：
步驟1)制備籽晶軸軸體及籽晶軸軸頭備用；
步驟2)將步驟1)的籽晶軸軸體采用淬火趁熱校直，淬火加熱時籽晶軸體呈自由懸吊狀態，籽晶軸體在淬火介質中冷卻到180-200℃時，從冷卻介質中取出籽晶軸體，趁熱校直；
步驟3)高溫時效,籽晶軸軸體重新加熱到550-650℃，保溫2h,隨爐冷卻，以消除殘余應力。
步驟4)在高溫時效后進行粗車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra6.3，直線度達到1mm/m；
步驟5)鉆深孔，在籽晶軸軸體中心位置鉆φ15mm深孔貫通；
步驟6)步驟5)后進行半精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.5mm/m；
步驟7)高溫或中溫時效，籽晶軸軸體重新加熱到250-300℃，保溫12h,隨爐冷卻，以消除加工殘余應力；
步驟8)在步驟7)后進行精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.1mm/m；
步驟9)淬火、趁熱校直、回火；回火在專用深井油罐中進行，籽晶桿自由懸吊在油罐中，油溫為160-180℃，保溫4～8h，然后空冷或隨爐冷卻；
步驟10)粗磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.05mm/m；
步驟11)低溫時效；籽晶軸軸體粗磨之后懸掛于120～160℃的油罐中，進行一次時長為24小時的時效，時效之后隨油爐冷卻；
步驟12)真空釬焊，將步驟11)后的籽晶軸軸體與制備的籽晶軸頭使用專用工裝固定后放入真空釬焊爐，進行真空釬焊；
步驟13)精磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra0.8，直線度達到0.02mm/m；
步驟14)螺紋加工成型。
優選的，所述籽晶軸軸體材質為4cr13。
優選的，所述籽晶軸軸體的軸體中空，內部通冷卻水。
優選的，所述籽晶軸軸頭材質為鉻鋯銅cucrzr，其組成組分質量百分比為：cr：0.1～0.8，zr：0.3～0.6，余量為cu。
優選的，步驟12)真空釬焊之前，將籽晶軸軸體與籽晶軸頭放入加有除油劑的清洗液中,加熱進行超聲清洗1～2小時,再用丙酮浸泡,取出烘干待用；籽晶軸軸體與籽晶軸焊接頭之間的組裝間隙保證在0.02～0.1mm之間，焊接時，焊接釬料選用銀銅鈀釬料。
本發明用制備的籽晶軸根據使用環境及條件，籽晶軸焊接頭的位置更接近高溫區，同時與籽晶夾頭連接，需要導熱性能好并具有良好的高溫機械性能，故選用鉻鋯銅cucrzr。焊接方式為真空釬焊，能保證良好的真空氣密性和機械強度，避免了采用普通氬弧焊，因兩種不同材料焊接熔點不同，焊接時熔接質量很難保證，易產生內部缺陷，在以后的使用中產生漏水風險，造成安全隱患。
附圖說明
為了易于說明，本發明由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
圖1為本發明種籽晶軸的結構示意圖；
其部件的名稱以及標注如下
1.籽晶軸軸體；
2.籽晶軸焊接頭。
具體實施方式
下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
實施例1
本發明提供了一種寶石爐籽晶軸的制造工藝，包括如下步驟：
步驟1)制備籽晶軸軸體及籽晶軸軸頭備用；
步驟2)將步驟1)的籽晶軸軸體采用淬火趁熱校直，淬火加熱時籽晶軸體呈自由懸吊狀態，籽晶軸體在淬火介質中冷卻到180時，從冷卻介質中取出籽晶軸體，趁熱校直；
步驟3)高溫時效,籽晶軸軸體重新加熱到550℃，保溫2h,隨爐冷卻，以消除殘余應力。
步驟4)在高溫時效后進行粗車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra6.3，直線度達到1mm/m；
步驟5)鉆深孔，在籽晶軸軸體中心位置鉆φ15mm深孔貫通；
步驟6)步驟5)后進行半精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.5mm/m；
步驟7)高溫或中溫時效，籽晶軸軸體重新加熱到250℃，保溫12h,隨爐冷卻，以消除加工殘余應力；
步驟8)在步驟7)后進行精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.1mm/m；
步驟9)淬火、趁熱校直、回火；回火在專用深井油罐中進行，籽晶桿自由懸吊在油罐中，油溫為160℃，保溫4h，然后空冷或隨爐冷卻；
步驟10)粗磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.05mm/m；
步驟11)低溫時效；籽晶軸軸體粗磨之后懸掛于120℃的油罐中，進行一次時長為24小時的時效，時效之后隨油爐冷卻；
步驟12)真空釬焊，將步驟11)后的籽晶軸軸體與制備的籽晶軸頭使用專用工裝固定后放入真空釬焊爐，進行真空釬焊；
步驟13)精磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra0.8，直線度達到0.02mm/m；
步驟14)螺紋加工成型。
實施例2
本發明提供了一種寶石爐籽晶軸的制造工藝，包括如下步驟：
步驟1)制備籽晶軸軸體及籽晶軸軸頭備用；
步驟2)將步驟1)的籽晶軸軸體采用淬火趁熱校直，淬火加熱時籽晶軸體呈自由懸吊狀態，籽晶軸體在淬火介質中冷卻到200℃時，從冷卻介質中取出籽晶軸體，趁熱校直；
步驟3)高溫時效,籽晶軸軸體重新加熱到650℃，保溫2h,隨爐冷卻，以消除殘余應力。
步驟4)在高溫時效后進行粗車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra6.3，直線度達到1mm/m；
步驟5)鉆深孔，在籽晶軸軸體中心位置鉆φ15mm深孔貫通；
步驟6)步驟5)后進行半精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.5mm/m；
步驟7)高溫或中溫時效，籽晶軸軸體重新加熱到300℃，保溫12h,隨爐冷卻，以消除加工殘余應力；
步驟8)在步驟7)后進行精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.1mm/m；
步驟9)淬火、趁熱校直、回火；回火在專用深井油罐中進行，籽晶桿自由懸吊在油罐中，油溫為180℃，保溫8h，然后空冷或隨爐冷卻；
步驟10)粗磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.05mm/m；
步驟11)低溫時效；籽晶軸軸體粗磨之后懸掛于160℃的油罐中，進行一次時長為24小時的時效，時效之后隨油爐冷卻；
步驟12)真空釬焊，將步驟11)后的籽晶軸軸體與制備的籽晶軸頭使用專用工裝固定后放入真空釬焊爐，進行真空釬焊；
步驟13)精磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra0.8，直線度達到0.02mm/m；
步驟14)螺紋加工成型。
實施例3
本發明提供了一種寶石爐籽晶軸的制造工藝，包括如下步驟：
步驟1)制備籽晶軸軸體及籽晶軸軸頭備用；
步驟2)將步驟1)的籽晶軸軸體采用淬火趁熱校直，淬火加熱時籽晶軸體呈自由懸吊狀態，籽晶軸體在淬火介質中冷卻到190℃時，從冷卻介質中取出籽晶軸體，趁熱校直；
步驟3)高溫時效,籽晶軸軸體重新加熱到600℃，保溫2h,隨爐冷卻，以消除殘余應力。
步驟4)在高溫時效后進行粗車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra6.3，直線度達到1mm/m；
步驟5)鉆深孔，在籽晶軸軸體中心位置鉆φ15mm深孔貫通；
步驟6)步驟5)后進行半精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.5mm/m；
步驟7)高溫或中溫時效，籽晶軸軸體重新加熱到280℃，保溫12h,隨爐冷卻，以消除加工殘余應力；
步驟8)在步驟7)后進行精車處理，使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.1mm/m；
步驟9)淬火、趁熱校直、回火；回火在專用深井油罐中進行，籽晶桿自由懸吊在油罐中，油溫為170℃，保溫6h，然后空冷或隨爐冷卻；
步驟10)粗磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra3.2，直線度達到0.05mm/m；
步驟11)低溫時效；籽晶軸軸體粗磨之后懸掛于140℃的油罐中，進行一次時長為24小時的時效，時效之后隨油爐冷卻；
步驟12)真空釬焊，將步驟11)后的籽晶軸軸體與制備的籽晶軸頭使用專用工裝固定后放入真空釬焊爐，進行真空釬焊；
步驟13)精磨；使得籽晶軸軸體表面粗糙度達ra0.8，直線度達到0.02mm/m；
步驟14)螺紋加工成型。
參照實施例1至實施例3，本發明在改變溫度條件下，其得到的籽晶軸軸體均符合本發明的設計要求和使用要求，因此，當在本發明限定的溫度條件下，得到的籽晶軸軸體均為優選的結果。
為了達到更好的效果，在本發明中，所述籽晶軸軸體材質為4cr13。所述籽晶軸軸體的軸體中空，內部通冷卻水。所述籽晶軸軸頭材質為鉻鋯銅cucrzr，其組成組分質量百分比為：cr：0.1～0.8，zr：0.3～0.6，余量為cu。
步驟12)真空釬焊之前，將籽晶軸軸體與籽晶軸頭放入加有除油劑的清洗液中,加熱進行超聲清洗1～2小時,再用丙酮浸泡,取出烘干待用；籽晶軸軸體與籽晶軸焊接頭之間的組裝間隙保證在0.02～0.1mm之間，焊接時，焊接釬料選用銀銅鈀釬料。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內，本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。