一種石英坩堝成型模具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種石英坩堝成型模具，包括金屬合金模具、外模具、多孔合金底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、旋轉(zhuǎn)軸，所述的金屬合金鋼模具的外層套有外模具，所述的金屬合金鋼模具的底部裝有多孔合金底座，所述的多孔合金底座置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，本發(fā)明具有強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、高效利用熱能、降低電能消耗的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提高了熔制溫度，能夠快速去除原料中的金屬雜質(zhì)，解決了原材料只能依靠進(jìn)口石英砂的弊端，而且通過(guò)高溫熔制提高了顆粒間的緊密結(jié)合度，減少了氣泡數(shù)量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，充分節(jié)約了能源，降低了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種石英坩堝成型模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及用于拉制單晶硅的石英坩堝生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及一種石英坩堝成型模具。

【背景技術(shù)】
[0002]單晶硅是轉(zhuǎn)化太陽(yáng)能、電能的主要材料。晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料，其市場(chǎng)占有率在90%以上，而且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期也依然是太陽(yáng)能電池的主流材料。高純的單晶硅棒是單晶硅太陽(yáng)電池的原料，硅純度要求99.999%。
[0003]石英坩堝是拉制單晶硅的消耗性器皿，每生產(chǎn)一爐單晶硅就用掉一只石英坩堝。石英坩堝是單晶硅生產(chǎn)關(guān)鍵必需品。因此單晶硅的需求量和石英坩堝的需求量是成正比的。全國(guó)單晶硅行業(yè)年需坩堝數(shù)量在280-360萬(wàn)只左右。目前國(guó)內(nèi)年生產(chǎn)能力僅為200萬(wàn)只，遠(yuǎn)不能滿足國(guó)內(nèi)單晶硅行業(yè)的需求。
[0004]目前，國(guó)內(nèi)石英坩堝生產(chǎn)企業(yè)使用的生產(chǎn)設(shè)備源于上世紀(jì)70年代初從日本引進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，該項(xiàng)技術(shù)設(shè)備自動(dòng)化程度不高，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中更多的依靠人工來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0005]生產(chǎn)石英坩堝的核心技術(shù)在于熔制模具。目前的熔制模具主要是采用石墨模具和鋼模模具，其普遍存在的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):①熔制溫度較低，很難剔除原料中的金屬雜質(zhì)需加裝水冷套，模具耐高溫性能差；③模具使用壽命較短，每個(gè)石墨模具能夠熔制200只坩堝左右，而用生鐵澆鑄的鋼模模具也只能達(dá)到600只左右；④原材料要求較高，不能使用品質(zhì)較低的國(guó)產(chǎn)石英砂，只能依賴價(jià)格昂貴的進(jìn)口石英砂；⑤熔制時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低；⑥能耗太高，電費(fèi)負(fù)擔(dān)較重。
[0006]隨著光伏行業(yè)的復(fù)蘇，作為基礎(chǔ)材料的制備容器，石英i甘禍必定向著高品質(zhì)，低能耗，大直徑，高拉晶成功率方向發(fā)展，光伏行業(yè)的快速發(fā)展對(duì)石英坩堝在大直徑、高純度、氣泡少、雜質(zhì)分布高均勻、規(guī)格精度高，耐溫性能好等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域提出了更高的要求。又由于制備石英坩堝的核心技術(shù)在于熔制模具，因此，迫切需要一種新的石英坩堝熔制模具的出現(xiàn)來(lái)填補(bǔ)市場(chǎng)空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的弊端，提供一種強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、電能消耗低、節(jié)約能源、氣泡數(shù)量少、生產(chǎn)周期短、成本又低的石英坩堝成型模具。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種石英坩堝成型模具，包括金屬合金模具、外模具、多孔合金底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、旋轉(zhuǎn)軸，所述的金屬合金模具的外層套有外模具，所述的金屬合金模具的底部裝有多孔合金底座，所述的多孔合金底座置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸。其中，所述的金屬合金模具與所述的外模具之間形成一個(gè)空腔，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有真空管道，所述的真空管道與所述的空腔相通并且穿過(guò)水冷套和金屬合金模具的中心孔，所述的真空管道在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部匯集成一個(gè)真空管道與外部的抽氣泵相連接。
[0009]所述的金屬合金模具設(shè)有多個(gè)微氣孔。
[0010]所述的外模具去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，外模具內(nèi)部填充的是石英棉。
[0011]其使用方法包括如下步驟:
步驟一、用抽氣泵給模具系統(tǒng)抽氣，控制其真空度為0.0lpa?0.lpa ；
步驟二、向模具內(nèi)投入石英砂原料；
步驟三、真空電弧高溫熔制原料，控制熔制溫度為2200° C?2600° C，電極棒起弧電壓130V?150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具；
步驟四、將模具內(nèi)部的溫度略微降低；
步驟五、變換的傾角，較高溫下再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料；
步驟六、再次真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2200°C?2600°C，電擊棒起弧電壓130V?150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具；
步驟七、自然冷卻脫離模具。
[0012]本發(fā)明所具有的有益效果為:一方面，本發(fā)明通過(guò)對(duì)熔制模具材質(zhì)的改進(jìn)，采用鎢鑰鋅合金模具，提高了模具強(qiáng)度，使模具在高溫熔制過(guò)程中不會(huì)爆裂，降低了模具的消耗和熱處理能耗，減少了能源浪費(fèi)，延長(zhǎng)了模具使用壽命。另一方面，本發(fā)明通過(guò)模具夾層的改進(jìn)，解決了傳統(tǒng)模具外部需提供為模具降溫的水冷套，水冷套內(nèi)流通循環(huán)水，必須有循環(huán)水池及循環(huán)水泵，而且在產(chǎn)品熔制完成脫模時(shí)要進(jìn)行降溫脫模，這種模具操作復(fù)雜、生產(chǎn)成本高，模具材料的消耗和熱處理能耗高的問(wèn)題。本發(fā)明采用保溫石英棉，解決了模具外部需提供水冷套降溫，造成熱處理能耗的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本高的弊端，通過(guò)改進(jìn)后有效解決了熱量損失，提高熱能利用率，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目的。
[0013]本發(fā)明的使用方法所產(chǎn)生的有益效果為:本發(fā)明在使用時(shí)采用的是“真空電弧高溫熔制”技術(shù)，在石英砂熔制坩堝時(shí)，提高模具系統(tǒng)的真空度，同時(shí)降低電極棒的起弧電壓。壓力的提升可以使石英砂顆粒間的結(jié)合更加緊密，這樣大大降低了降低顆粒與顆粒之間的空隙，因而在很大程度上降低了氣泡出現(xiàn)的概率，提高拉制單晶硅的拉制成晶率。另外，在熔制過(guò)程中，提高了熔制溫度，一方面能夠快速去除國(guó)產(chǎn)石英砂原料中鋰、鋁、鉀、鈉等金屬雜質(zhì)，解決了原料只能依賴進(jìn)口石英砂的弊端，大幅降低了生產(chǎn)成本。另一方面，模具內(nèi)溫度提高后，石英坩堝模內(nèi)表面呈現(xiàn)的液態(tài)化更加徹底，降低液態(tài)石英的粘稠度，使坩堝內(nèi)表層液態(tài)石英內(nèi)部的氣泡快速釋放，起到了快速移除氣泡的作用，同時(shí)使石英坩堝的外層石英砂顆粒緊密結(jié)合，提高石英坩堝的強(qiáng)度，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了熔制時(shí)間，使單個(gè)成品熔制時(shí)間減至9分鐘，提高了生產(chǎn)效率，原材料利用率提高到85%以上，降低了生產(chǎn)成本，真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明的縱向剖面示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明的斜視示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明的俯視示意圖。
[0017]圖中:1為金屬合金模具，2為外模具，3為多孔合金底座，4為旋轉(zhuǎn)臺(tái)，5為旋轉(zhuǎn)軸?！揪唧w實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅局限于以下實(shí)施例。
[0019]實(shí)施例1
如圖1、圖2和圖3所示，一種石英坩堝成型模具，包括金屬合金模具1、外模具2、多孔合金底座3、旋轉(zhuǎn)臺(tái)4、旋轉(zhuǎn)軸5，所述的金屬合金內(nèi)模具1的外層套有外模具2，所述的金屬合金模具1的底部裝有多孔合金底座3，所述的多孔合金底座置3于旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)4下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸5。其中，所述的金屬合金模具1與所述的外模具2之間形成一個(gè)空腔，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有真空管道，所述的真空管道與所述的空腔相通并且穿過(guò)外模具2和金屬合金模具1的中心孔，所述的真空管道在旋轉(zhuǎn)軸5的內(nèi)部匯集成一個(gè)真空管道與外部的抽氣泵相連接。
[0020]模具在使用時(shí)，首先抽氣泵通過(guò)與其相連接的真空管道給金屬合金模具系統(tǒng)抽氣，使其真空度為0.05pa，然后向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，當(dāng)模具系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到所需要的真空度后開(kāi)始加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)到2300°C，控制電極棒起弧電壓130V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將石英砂熔化成坩堝壁。待坩堝壁成型后，將金屬合金模具內(nèi)的溫度略微降低，再變換金屬合金模具的傾角，再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，接著加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)2300°C，控制電極棒起弧電壓130V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將第二次投入的石英砂熔化成坩堝底。最后是自然冷卻成型坩堝脫離模具。
[0021]本發(fā)明的內(nèi)模具采用的是鎢、鑰、鋅合金模具，提高了模具強(qiáng)度，使模具在高溫熔制過(guò)程中不會(huì)爆裂，降低了模具的消耗和熱處理能耗，減少了能源浪費(fèi)，延長(zhǎng)了模具使用壽命。本發(fā)明在使用時(shí)，采用“真空電弧高溫熔制”技術(shù)，同時(shí)提高了模具系統(tǒng)的真空度和降低了電極棒的起弧電壓。模具在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，石英砂可以快速的依附在模具內(nèi)表面，壓力的提升可以使石英砂顆粒間的結(jié)合更加緊密，這樣大大降低了降低顆粒與顆粒之間的空隙，因而在很大程度上降低了氣泡出現(xiàn)的概率，提高拉制單晶硅的拉制成晶率。另外，在熔制過(guò)程中熔制溫度的提高，一方面能夠快速去除國(guó)產(chǎn)石英砂原料中鋰、鋁、鉀、鈉等金屬雜質(zhì)，解決了原料只能依賴進(jìn)口石英砂的弊端，大幅降低了生產(chǎn)成本。另一方面，模具內(nèi)溫度提高后，石英坩堝模內(nèi)表面呈現(xiàn)的液態(tài)化更加徹底，降低液態(tài)石英的粘稠度，使坩堝內(nèi)表層液態(tài)石英內(nèi)部的氣泡快速釋放，達(dá)到快速移除氣泡，使石英坩堝的外層石英砂顆粒緊密結(jié)合，提高石英坩堝的強(qiáng)度，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了熔制時(shí)間，使單個(gè)成品熔制時(shí)間減至9分鐘，提高了生產(chǎn)效率，原材料利用率提高到85%以上，降低了生產(chǎn)成本，真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0022]綜上，本發(fā)明具有強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、電能消耗低、節(jié)約能源、氣泡數(shù)量少、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0023]實(shí)施例2
如圖1、圖2和圖3所示，一種石英坩堝成型模具，包括金屬合金模具1、外模具2、多孔合金底座3、旋轉(zhuǎn)臺(tái)4、旋轉(zhuǎn)軸5，所述的金屬合金內(nèi)模具1的外層套有外模具2，所述的金屬合金模具1的底部裝有多孔合金底座3，所述的多孔合金底座置3于旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)4下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸5。其中，所述的金屬合金模具1與所述的外模具2之間形成一個(gè)空腔，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有真空管道，所述的真空管道與所述的空腔相通并且穿過(guò)外模具2和金屬合金模具1的中心孔，所述的真空管道在旋轉(zhuǎn)軸5的內(nèi)部匯集成一個(gè)真空管道與外部的抽氣泵相連接。
[0024]所述的金屬合金模具1設(shè)有多個(gè)微氣孔。
[0025]所述的外模具2去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，外模具內(nèi)部填充的是石英棉。
[0026]模具在使用時(shí)，首先抽氣泵通過(guò)與其相連接的真空管道給金屬合金模具系統(tǒng)抽氣，使其真空度為0.07pa，然后向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，當(dāng)模具系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到所需要的真空度后開(kāi)始加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)到2400°C，控制電極棒起弧電壓140V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將石英砂熔化成坩堝壁。待坩堝壁成型后，將金屬合金模具內(nèi)的溫度略微降低，再變換金屬合金模具的傾角，再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，接著加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)2400° C，控制電極棒起弧電壓140V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將第二次投入的石英砂熔化成坩堝底。最后是自然冷卻成型坩堝脫離模具。
[0027]本發(fā)明的內(nèi)模具采用的是鎢、鑰、鋅合金模具，提高了模具強(qiáng)度，使模具在高溫熔制過(guò)程中不會(huì)爆裂，降低了模具的消耗和熱處理能耗，減少了能源浪費(fèi)，延長(zhǎng)了模具使用壽命。本發(fā)明的外模具去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，內(nèi)部填充保溫石英棉，解決了模具外部需提供水冷套降溫，造成熱處理能耗的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本高的弊端，通過(guò)改進(jìn)后有效解決了熱量損失，提高熱能利用率。本發(fā)明在使用時(shí)，采用“真空電弧高溫熔制”技術(shù)，同時(shí)提高了模具系統(tǒng)的真空度和降低了電極棒的起弧電壓。模具在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，石英砂可以快速的依附在模具內(nèi)表面，壓力的提升可以使石英砂顆粒間的結(jié)合更加緊密，這樣大大降低了降低顆粒與顆粒之間的空隙，因而在很大程度上降低了氣泡出現(xiàn)的概率，提高拉制單晶硅的拉制成晶率。另外，在熔制過(guò)程中熔制溫度的提高，一方面能夠快速去除國(guó)產(chǎn)石英砂原料中鋰、鋁、鉀、鈉等金屬雜質(zhì)，解決了原料只能依賴進(jìn)口石英砂的弊端，大幅降低了生產(chǎn)成本。另一方面，模具內(nèi)溫度提高后，石英坩堝模內(nèi)表面呈現(xiàn)的液態(tài)化更加徹底，降低液態(tài)石英的粘稠度，使坩堝內(nèi)表層液態(tài)石英內(nèi)部的氣泡快速釋放，達(dá)到快速移除氣泡，使石英坩堝的外層石英砂顆粒緊密結(jié)合，提高石英坩堝的強(qiáng)度，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了熔制時(shí)間，使單個(gè)成品熔制時(shí)間減至9分鐘，提高了生產(chǎn)效率，原材料利用率提高到85%以上，降低了生產(chǎn)成本，真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0028]綜上，本發(fā)明具有強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、電能消耗低、節(jié)約能源、氣泡數(shù)量少、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0029]實(shí)施例3
如圖1、圖2和圖3所示，一種石英坩堝成型模具，包括金屬合金模具1、外模具2、多孔合金底座3、旋轉(zhuǎn)臺(tái)4、旋轉(zhuǎn)軸5，所述的金屬合金內(nèi)模具1的外層套有外模具2，所述的金屬合金模具1的底部裝有多孔合金底座3，所述的多孔合金底座置3于旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)4下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸5。其中，所述的金屬合金模具1與所述的外模具2之間形成一個(gè)空腔，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有真空管道，所述的真空管道與所述的空腔相通并且穿過(guò)外模具2和金屬合金模具1的中心孔，所述的真空管道在旋轉(zhuǎn)軸5的內(nèi)部匯集成一個(gè)真空管道與外部的抽氣泵相連接。
[0030]所述的金屬合金模具1設(shè)有多個(gè)微氣孔。
[0031]所述的外模具2去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，外模具內(nèi)部填充的是石英棉。
[0032]模模具在使用時(shí)，首先抽氣泵通過(guò)與其相連接的真空管道給金屬合金模具系統(tǒng)抽氣，使其真空度為0.09pa，然后向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，當(dāng)模具系統(tǒng)內(nèi)達(dá)到所需要的真空度后開(kāi)始加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)到2500°C，控制電極棒起弧電壓150V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將石英砂熔化成坩堝壁。待坩堝壁成型后，將金屬合金模具內(nèi)的溫度略微降低，再變換金屬合金模具的傾角，再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料，接著加熱模具使其內(nèi)部溫度達(dá)2500° C，控制電極棒起弧電壓150V，并通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)金屬合金模具高速旋轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)金屬合金模具內(nèi)石英砂的均勻成型，電極放電以及高溫將第二次投入的石英砂熔化成坩堝底。最后是自然冷卻成型坩堝脫離模具。
[0033]本發(fā)明的內(nèi)模具采用的是鎢、鑰、鋅合金模具，提高了模具強(qiáng)度，使模具在高溫熔制過(guò)程中不會(huì)爆裂，降低了模具的消耗和熱處理能耗，減少了能源浪費(fèi)，延長(zhǎng)了模具使用壽命。本發(fā)明的外模具去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，內(nèi)部填充保溫石英棉，解決了模具外部需提供水冷套降溫，造成熱處理能耗的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本高的弊端，通過(guò)改進(jìn)后有效解決了熱量損失，提高熱能利用率。本發(fā)明在使用時(shí)，采用“真空電弧高溫熔制”技術(shù)，同時(shí)提高了模具系統(tǒng)的真空度和降低了電極棒的起弧電壓。模具在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，石英砂可以快速的依附在模具內(nèi)表面，壓力的提升可以使石英砂顆粒間的結(jié)合更加緊密，這樣大大降低了降低顆粒與顆粒之間的空隙，因而在很大程度上降低了氣泡出現(xiàn)的概率，提高拉制單晶硅的拉制成晶率。另外，在熔制過(guò)程中熔制溫度的提高，一方面能夠快速去除國(guó)產(chǎn)石英砂原料中鋰、鋁、鉀、鈉等金屬雜質(zhì)，解決了原料只能依賴進(jìn)口石英砂的弊端，大幅降低了生產(chǎn)成本。另一方面，模具內(nèi)溫度提高后，石英坩堝模內(nèi)表面呈現(xiàn)的液態(tài)化更加徹底，降低液態(tài)石英的粘稠度，使坩堝內(nèi)表層液態(tài)石英內(nèi)部的氣泡快速釋放，達(dá)到快速移除氣泡，使石英坩堝的外層石英砂顆粒緊密結(jié)合，提高石英坩堝的強(qiáng)度，同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量，縮短了生產(chǎn)周期，節(jié)約了熔制時(shí)間，使單個(gè)成品熔制時(shí)間減至9分鐘，提高了生產(chǎn)效率，原材料利用率提高到85%以上，降低了生產(chǎn)成本，真正達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
[0034]綜上，本發(fā)明具有強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)、電能消耗低、節(jié)約能源、氣泡數(shù)量少、生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0035]以上所述只是本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明做出的任何形式的限制。應(yīng)當(dāng)指出，任何本專(zhuān)業(yè)內(nèi)的普通技術(shù)人員都可以根據(jù)上述實(shí)施例揭示的技術(shù)內(nèi)容做出若干改進(jìn)。在未脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，根據(jù)本發(fā)明的方案內(nèi)容做出的任何改進(jìn)都落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種石英坩堝成型模具，其特征在于:包括金屬合金模模具、外模具、多孔合金底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、旋轉(zhuǎn)軸，所述的金屬合金模具的外層套有外模具，所述的金屬合金模具的底部裝有多孔合金底座，所述的多孔合金底座置于旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)下面設(shè)置有旋轉(zhuǎn)軸，其中，所述的金屬合金模具與所述的外模具之間形成一個(gè)空腔，所述的旋轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有真空管道，所述的真空管道與所述的空腔相通并且穿過(guò)外模具和金屬合金模具的中心孔，所述的真空管道在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)部匯集成一個(gè)真空管道與外部的抽氣泵相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:所述的金屬合金模具設(shè)有多個(gè)微氣孔。
3.如權(quán)利要求1所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:所述的外模具去掉了原來(lái)水冷套的冷水循環(huán)器，外模具內(nèi)部填充的是石英棉。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:其使用方法包括如下步驟: 步驟一、用抽氣泵給模具系統(tǒng)抽氣，控制其真空度為0.0lpa?0.1pa ； 步驟二、向模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟三、真空電弧高溫熔制原料，控制熔制溫度為2200° C?2600° C，電極棒起弧電壓130V?150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟四、將模具內(nèi)部的溫度略微降低； 步驟五、變換模具的傾角，較高溫下再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟六、再次真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2200°C?2600°C，電極棒起弧電壓130V?150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟七、自然冷卻脫離模具。
5.如權(quán)利要求4所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:其使用方法包括如下步驟: 步驟一、用抽氣泵給模具系統(tǒng)抽氣，控制其真空度為0.0lpa?0.1pa ； 步驟二、向模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟三、真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2300°C，電極棒起弧電壓130V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟四、將模具內(nèi)部的溫度略微降低； 步驟五、變換模具的傾角，較高溫下再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟六、再次真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2300° C，電極棒起弧電壓130V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟七、自然冷卻脫離模具。
6.如權(quán)利要求4所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:其使用方法包括如下步驟: 步驟一、用抽氣泵給模具系統(tǒng)抽氣，控制其真空度為0.0lpa?0.1pa ； 步驟二、向模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟三、真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2400°C，電極棒起弧電壓140V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟四、將模具內(nèi)部的溫度略微降低； 步驟五、變換模具的傾角，較高溫下再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟六、再次真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2400° C，電極棒起弧電壓140V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟七、自然冷卻脫離模具。
7.如權(quán)利要求4所述的一種石英坩堝成型模具，其特征在于:其使用方法包括如下步驟: 步驟一、用抽氣泵給模具系統(tǒng)抽氣，控制其真空度為0.0lpa?0.1pa ； 步驟二、向模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟三、真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2500°C，電極棒起弧電壓150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟四、將模具內(nèi)部的溫度略微降低； 步驟五、變換的傾角，較高溫下再次向金屬合金模具內(nèi)投入石英砂原料； 步驟六、再次真空電弧高溫熔制原料，其中熔制溫度為2500°C，電極棒起弧電壓150V，然后高速旋轉(zhuǎn)模具； 步驟七、自然冷卻脫離模具。
【文檔編號(hào)】C03B20/00GK104402204SQ201410673404
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月24日
【發(fā)明者】孫占喜, 李濤, 陳官元, 姚剛, 藺崇召 申請(qǐng)人:許昌天戈硅業(yè)科技有限公司