專利名稱：等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳化硅石墨坩堝成型裝置，特別是一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置。
背景技術(shù)：
碳化硅石墨坩堝為一陶瓷深底的碗狀容器，具有體積密度大、耐高溫、傳熱快、耐酸堿侵蝕、高溫強(qiáng)度大、抗氧化性能高等特點(diǎn)，使用壽命是粘土石墨坩堝的3倍?，F(xiàn)有的熔煉金屬銅Cu、鋁Al、金Au、銀Ag等的碳化硅石墨坩堝的主要材料為氧化硅、三氧化二鋁、氧化鈣、氮化硼、氧化鎂以及石墨，還有一些微量元素:如鐵、銅等，坩堝的使用溫度一般為1200 1700°C，坩堝的使用壽命較短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，可以延長制備的碳化硅石墨坩堝的使用壽命。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，缸體內(nèi)設(shè)有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之間設(shè)有鋼絲層，鋼絲層內(nèi)設(shè)有超高壓腔，橡膠模具和金屬模具通過支撐架安裝在超高壓腔內(nèi)，超高壓腔與預(yù)加壓泵和增壓油缸連通。鋼絲層的兩端設(shè)有上法蘭和下法蘭。所述的橡膠模具上設(shè)有注料口。所述的金屬模具位于橡膠模具的內(nèi)部。本發(fā)明提供的一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，利用液體介質(zhì)不可壓縮的性質(zhì)和均勻傳遞壓力的性質(zhì)從各個方向?qū)Τ尚哇釄暹M(jìn)行均勻加壓，當(dāng)液體介質(zhì)通過壓力泵注入超高壓腔時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，其壓強(qiáng)大小不變且均勻地傳遞到各個方向。此時(shí)超高壓腔中的坩堝粉料在各個方向上受到的壓力是均勻的和大小一致的，通過上述方法使坩堝粉料成型致密，避免出現(xiàn)冷縮和氣孔的缺陷，從而延長了碳化硅石墨坩堝的使用壽命。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:上法蘭1，注料口 2，鋼絲層3，橡膠模具4，成型坩堝5，金屬模具6，超高壓腔7，下法蘭8，預(yù)加壓泵9，增壓油缸10，上活塞11，下活塞12，缸體13。
具體實(shí)施例方式如圖1中，一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，缸體13內(nèi)設(shè)有上活塞11和下活塞12，上活塞11和下活塞12之間設(shè)有鋼絲層3，鋼絲層3內(nèi)設(shè)有超高壓腔7，橡膠模具4和金屬模具6通過支撐架安裝在超高壓腔7內(nèi)，超高壓腔7與預(yù)加壓泵9和增壓油缸10連通。鋼絲層3的兩端設(shè)有上法蘭I和下法蘭8。所述的橡膠模具4上設(shè)有注料口 2。彈性地橡膠模具4在受到液體介質(zhì)壓力時(shí)產(chǎn)生的變形傳遞到橡膠模具4中的坩堝粉料，坩堝粉料與模具壁的摩擦力小，成型坩堝5受力均勻，密度分布均一，產(chǎn)品性能有很大提高。所述的金屬模具6位于橡膠模具4的內(nèi)部。具體使用方法為:
一、粉體預(yù)處理
預(yù)處理為通過造粒工藝提高粉體的流動性，加入粘結(jié)劑和潤滑劑減少粉體內(nèi)摩擦力，提高黏結(jié)強(qiáng)度，使之適應(yīng)成型工藝需要。1.選料及破粉料
把原材料中的雜質(zhì)及廢料部分檢選出來，檢驗(yàn)合格后進(jìn)行破粉料。主要原料為石墨、蠟石、硼砂、高嶺土、金屬硅和粘結(jié)劑。2.配捆料
將稱量好的各種粉料依一定的順序倒入攪拌機(jī)中，攪拌速度根據(jù)粉料的多少來調(diào)節(jié)，先攪拌數(shù)分鐘后加入硼砂水再攪拌，然后將攪拌好的料倒入混輾機(jī)混輾數(shù)小時(shí)，混輾后的泥料放入捆料池，在一定的溫度捆料數(shù)日后再進(jìn)行第二次放入混輾機(jī)混壓。在過程中加入粘結(jié)劑使粉料粘結(jié)。用量:每IOOOg的粉料中加入20 60ml的粘結(jié)劑。二、裝模制備碳化硅石墨坩堝坯料
將第一步驟中制得的碳化硅石墨坩堝原材料裝入橡膠模具4型腔中，放入等靜壓機(jī)的超高壓腔7，安裝好金屬模具6，控制上活塞11和下活塞12到適于成型坯料的高度。進(jìn)行預(yù)加壓，預(yù)加壓泵9輸出的液體直接進(jìn)入超高壓腔7，缸內(nèi)壓力逐漸增加，當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，約5 IOMPa預(yù)加壓結(jié)束，這時(shí)預(yù)加壓泵9輸出的液體經(jīng)液壓油路自動轉(zhuǎn)換，進(jìn)入增壓油缸10，實(shí)現(xiàn)高壓液體的連續(xù)輸出。根據(jù)成型坩堝5的大小調(diào)節(jié)壓強(qiáng)，使成型的坩堝坯料達(dá)到理想的致密程度。加壓速度應(yīng)適當(dāng)；針對不同的粉體和坯體形狀，選擇合適的加壓壓力和保壓時(shí)間；同時(shí)選擇合適的卸壓速度。制備好的碳化硅石墨坩堝坯料經(jīng)干燥、上釉后，燒結(jié)制成品坩堝。采用本發(fā)明的裝置制備的成品坩堝無冷縮和氣孔缺陷，使用壽命長。
權(quán)利要求
1.一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，其特征在于:缸體(13)內(nèi)設(shè)有上活塞(11)和下活塞(12)，上活塞(11)和下活塞(12)之間設(shè)有鋼絲層(3)，鋼絲層(3)內(nèi)設(shè)有超高壓腔(7),橡膠模具(4)和金屬模具(6)通過支撐架安裝在超高壓腔(7)內(nèi)，超高壓腔(7)與預(yù)加壓泵(9)和增壓油缸(10)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，其特征在于:鋼絲層(3 )的兩端設(shè)有上法蘭(I)和下法蘭(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，其特征在于:所述的橡膠模具(4 )上設(shè)有注料口( 2 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，其特征在于:所述的金屬模具(6 )位于橡膠模具(4 )的內(nèi)部。
全文摘要
一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，缸體內(nèi)設(shè)有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之間設(shè)有鋼絲層，鋼絲層內(nèi)設(shè)有超高壓腔，橡膠模具和金屬模具通過支撐架安裝在超高壓腔內(nèi)，超高壓腔與預(yù)加壓泵和增壓油缸連通。本發(fā)明提供的一種等靜壓碳化硅石墨坩堝成型裝置，利用液體介質(zhì)不可壓縮的性質(zhì)和均勻傳遞壓力的性質(zhì)從各個方向?qū)Τ尚哇釄暹M(jìn)行均勻加壓，當(dāng)液體介質(zhì)通過壓力泵注入超高壓腔時(shí)，根據(jù)流體力學(xué)原理，其壓強(qiáng)大小不變且均勻地傳遞到各個方向。此時(shí)超高壓腔中的坩堝粉料在各個方向上受到的壓力是均勻的和大小一致的,通過上述方法使坩堝粉料成型致密，避免出現(xiàn)冷縮和氣孔的缺陷，從而延長了碳化硅石墨坩堝的使用壽命。
文檔編號B28B3/00GK103085158SQ20111034450
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者周琰 申請人:中科恒達(dá)石墨股份有限公司