CN101289187B - 一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 - Google Patents
一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101289187B CN101289187B CN200810055229XA CN200810055229A CN101289187B CN 101289187 B CN101289187 B CN 101289187B CN 200810055229X A CN200810055229X A CN 200810055229XA CN 200810055229 A CN200810055229 A CN 200810055229A CN 101289187 B CN101289187 B CN 101289187B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arc surface
- pan
- crucible
- cylinder
- handle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，属石墨材料加工技术领域，用于解决石墨坩锅耗材量大、生产成本高的问题。所述方法包括粗车原料、分割为瓣、加工圆弧面锅底、切出芯料、精车成形等步骤，按上述方法切出的芯料可制成另一规格的石墨坩锅。本发明摒弃传统生产工艺，设计出一种“套裁”利用原料的方法，使得一个原料可制成不同规格的多个石墨坩锅。采用本发明方法可大幅度降低原料耗费量，每个石墨坩埚所需原料可节约近2万元左右。此外，还可大大减少切削产生的石墨粉末，有利于净化环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种石墨制品的制备方法，特别是用于单晶硅生产的、由几瓣分体拼合而成的石墨坩锅，属石墨材料加工技术领域。
背景技术
在单晶硅生产中，需要用到一种坩埚，该坩埚由石英坩锅和石墨坩锅套装而成。为防止在高温工作环境下产生膨胀变形，石墨坩锅由几瓣相同的分体块拼合而成，石英坩锅就套装在这几瓣(一般是三瓣)构成的石墨坩锅内。石墨坩锅呈口杯形，其底部内表面为圆弧面，底部外表面与另设的底座匹配。目前，生产这种石墨坩锅的主要工艺过程如下：粗车成形(挖出芯料、留足余量、制成坩锅形状)——划线锯瓣(将锅体划线、锯削成瓣)——铣削(铣削各单瓣体拼接面)——精车(将各单瓣体组合后箍紧精车为成品)。上述生产工艺的突出缺点在于：粗车成形工序中用扎刀、圆弧勾刀挖出的芯料只可用作下脚料，一根柱状原料只能加工一个石墨坩埚，由此浪费了昂贵的原料，增加了生产成本。此外，切削下来的大量石墨粉末只能作为废物处理，石墨粉末还会严重污染周围环境。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种可节省大量原料、利用一根原料“套裁”制成多个不同规格的多瓣组合式石墨坩锅的制备方法。
本发明所称问题是以下述技术方案解决的：
一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，它按下述步骤进行：
a.粗车原料：将棒状原料根据所加工成品坩锅的规格留出余量，切制成圆柱体；
b.分割为瓣：将上述圆柱体均匀锯削成几瓣扇形截面柱体，精铣各扇形截面柱体的轴向拼接面；
c.加工圆弧面锅底：在扇形截面柱体上切出圆弧面锅底，该圆弧面锅底与成品坩锅底部内圆弧面相同；
d.切出芯料：将上述已切出圆弧面锅底的各扇形截面柱体拼合成圆柱体并箍紧，由上述圆柱体远离圆弧面锅底端开始切出环状槽，该环状槽与所述圆弧面锅底的弧面平滑吻接，环状槽切割到与圆弧面锅底贯通为止，即挖出一端为圆弧面的柱体芯料；
e.精车成形；将挖出芯料后的余下部分精车内外表面至成品坩锅尺寸；
将上述d步骤挖出的芯料箍紧，圆弧面端平头、确定基准面后，即可重复c、d、e步骤制成另一小规格的石墨坩锅。
上述多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，所述加工圆弧面锅底工序采用如下步骤：
将所述扇形截面柱体固定在回转工作台上，使扇形截面柱体的中心轴线CE平行于回转工作台的水平基准面，使待加工的圆弧面锅底球心O同时位于该中心轴线CE和切削刀具旋转中心的延长线上；
将切削刀头固定在弧形刀体上，弧形刀体固定在刀柄上，弧形刀体的曲率半径为圆弧面锅底的半径R，刀柄的旋转中心应穿过球心O；
以O点的垂线为转动中心使回转工作台缓慢旋转，同时，使切削刀具旋转，直到扇形截面柱上切削出的圆弧面锅底中心线与刀柄中心线重和为止。
上述多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，所述刀体为薄壁球冠状，其球面半径R与所加工的锅底内圆弧表面半径相匹配，刀头位于刀体下缘，刀柄位于刀体上部球冠顶部，所述刀柄由主柄和偏心柄组成，偏心柄位于刀柄根部，主柄位于偏心柄上部，偏心柄与刀体中心的偏心距e为10～20毫米，偏心柄高度H为30～50毫米。
上述多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，在所述刀体外廓上增设手动杆，手动杆与刀体形成可拆卸连接；所述偏心柄处设有支撑块，支撑块高度与偏心柄高度尺寸相匹配；在切削前期、中期刀具360度旋转，支撑块安装、手动杆未安装；切削后期停车卸下支撑块，安装上手动杆，将刀具的偏心柄调整到远离工件圆弧面锅底的一侧，人工推拉手动杆驱动刀具在180度(比如120度)内往复摆动，工件仍随回转工作台缓慢旋转进行切削，直到工件圆弧面锅底中心线与刀柄中心线重和为止。
本发明针对现有多瓣体石墨坩锅生产工艺耗材量大、生产成本高的问题进行了改进，它摒弃传统生产工艺，将原料先锯成几瓣扇形截面柱体，然后通过铣圆弧面锅底、车削环状槽的工序挖出近似圆柱体的芯料，再将挖出芯料后的余部精车制成成品坩锅。以上述方法挖出的芯料可用以制作另一较小规格的多瓣体石墨坩锅，使得一个原料可“套裁”制成不同规格的多个石墨坩锅。采用本发明方法生产多瓣体石墨坩锅可大幅度降低原料耗费量，每个石墨坩埚所需原料可节约近2万元左右，使生产企业通过降低成本获得可观的经济收益，其优势是不言而喻的。此外，还可以大大减少切削产生石墨粉末，有利于净化环境。
附图说明
图1是本发明“套裁”原料原理示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是将切制出圆弧面锅底的扇形截面柱体拼合后的示意图；
图4是环状槽与圆弧面锅底贯通后的示意图；
图5是在扇形截面柱体加工出圆弧面锅底的示意图；
图6是切割刀具结构示意图；
图7是图6的俯视图；
图8是切割刀具未安装手动杆和支撑块的结构示意图；
图9是三瓣体组合石墨坩锅成品示意图；
图10是图9的俯视图；
图11～14是圆弧面锅底加工过程示意图。
附图中标号表示如下：1.刀体；2.刀柄；2-1.偏心柄；2-2.主柄；3.刀头；4.手动杆；5.支撑块；6.扇形截面柱体，7.圆弧面锅底；8.圆弧面锅底中心线(即扇形截面柱体的中心轴线CE)；9.环状槽。
具体实施方式
本发明所述的多瓣体组合石墨坩埚是单晶炉所需石墨热场的核心部件，其原材料为高纯石墨，溶点在3000点左右，电阻率为11～14欧姆，原料一般为圆柱体形，价格昂贵。为充分利用原料，降低生产成本，本发明的构思如图1、图2所示，利用原料“套裁”方法，从制作较大规格坩锅的原料内掏挖出适合制成较小坩锅的芯料，从而利用一个原料制成不同规格的多个石墨坩锅，图1、图2所示为采用一个原料“套裁”三个石墨坩锅。实现上述构思的技术难点在于切出芯料工序，按照传统的加工工艺过程是无法在圆柱体内切出适合于生产小规格坩锅的芯料，因此，本发明设计了一套新的生产工艺，还设计了配合新工艺实施的专用刀具和加工方法，使“套裁”构思成为现实。
以下以常用的三瓣体组合石墨坩锅制备过程为例，对本发明方法予以详述：
a.根据所加工成品坩锅的规格选取原料，留出余量将原料切制成圆柱体；
b.将上述圆柱体划线后均匀锯削成三瓣扇形截面柱体，精铣各扇形截面柱体的轴向拼接面，以保证扇形截面柱体可精密的拼接为圆柱体；c.在铣床上采用专用刀具将各扇形截面柱体6上切出如图5所示的圆弧面锅底7，该圆弧面锅底要与所加工的坩锅底部内圆弧面相匹配，这样，一方面可保证芯料准确挖出，另一方面利于充分利用材料，减少精车步骤的加工量；d.将上述已切出圆弧面锅底的三个扇形截面柱体拼合成圆柱体，拼合后形成的完整的圆弧面锅底如图3所示。将拼合成的圆柱体箍紧，从圆柱体远离圆弧面锅底的一端切制环状槽，该环状槽9的半径与圆弧面锅底7的弧面半径相匹配，环状槽切制到与圆弧面锅底贯通为止，如图4所示。经过上述步骤，即可挖出一端为圆弧面的柱体芯料；e.将挖出芯料后的余下部分仍箍紧，按照坩锅尺寸要求，精车内外表面制成如图9、图10所示的成品坩锅。上述挖出的芯料拼接箍紧，圆弧面端平头确定基准后，按照上述c、d、e步骤即可制成另一较小规格的石墨坩锅。
图6～图8所示为加工圆弧面锅底步骤中所用的专用刀具。参看图6、图8，所述专用刀具由刀体、刀头和刀柄组成，刀体1为薄壁球冠状，其球面半径R与所加工坩锅底部内圆弧表面的半径相匹配，刀头3位于刀体下缘，刀头为片状，刀柄2位于刀体上部球冠顶部，刀柄由主柄2-2和偏心柄2-1组成，偏心柄位于刀柄根部，主柄位于偏心柄上部，根据一般石墨坩锅的尺寸要求，偏心柄与刀体中心的偏心距e为10～20毫米，偏心柄高度H为30～50毫米。考虑到刀柄的强度和刚度问题，在偏心柄处设有支撑块5，支撑块高度与偏心柄高度尺寸相匹配。支撑块上设有螺栓孔，由螺栓将支撑块紧固在主柄上，拆装均很容易。参看图6、图7，刀体外廓设有手动杆4，手动杆与刀体形成可拆卸连接。
参看图11～14，这是利用专用刀具在铣床上对扇形截面柱体6加工圆弧面锅底过程的示意图。加工圆弧面锅底步骤中扇形截面柱体固定在回转工作台上，以O点为转动中心随回转工作台缓慢旋转，O点位于工件圆弧面锅底中心线8上，该点到圆弧面锅底槽底的距离为刀体球冠半径R，切槽前期、中期刀具360度旋转，支撑块安装、手动杆未安装，如图11～13所示；切槽后期，因刀柄会对工件产生干涉，需停车卸下支撑块，安装上手动杆，将刀具的偏心柄调整到远离工件圆弧面锅底的一侧，人工推拉手动杆驱动刀具在180度内往复摆动，工件仍随回转工作台缓慢旋转进行切削，直到如图14所示的工件圆弧面锅底中心线8与刀柄中心线重和为止，这样加工出的圆弧面锅底才能在扇形截面柱体拼接后形成完整的圆弧面，该圆弧面即为坩锅的内表面。
若所加工的石墨坩锅为其它数目瓣体组合，加工工艺过程和上述方法类同，只是所使用的胎具、卡具有所不同。
Claims (1)
1.一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法，其特征在于：它按如下步骤进行：
a.粗车原料：将棒状原料根据所加工成品坩锅的规格留出余量，切制成圆柱体；
b.分割为瓣：将上述圆柱体均匀锯削成几瓣扇形截面柱体，精铣各扇形截面柱体的轴向拼接面；
c.加工圆弧面锅底：在各扇形截面柱体上切出圆弧面锅底，该圆弧面锅底与成品坩锅底部圆弧面相同；
d.切出芯料：将上述已切出圆弧面锅底的各扇形截面柱体拼合成圆柱体并箍紧，由上述圆柱体远离圆弧面锅底端开始切出环状槽，该环状槽与所述圆弧面锅底的弧面平滑吻接，环状槽切割到与圆弧面锅底贯通为止，即挖出一端为圆弧面的柱体芯料；
e.精车成形；将挖出芯料后的余下部分精车内外表面至成品坩锅尺寸；
将上述d步骤挖出的芯料箍紧，圆弧面端平头、确定基准面后，即可重复c、d、e步骤，制成另一小规格的石墨坩锅；
所述加工圆弧面锅底工序采用如下步骤：
将所述扇形截面柱体固定在回转工作台上，使扇形截面柱体的中心轴线平行于回转工作台的水平基准面，使待加工的圆弧面锅底球心同时位于该中心轴线和切削刀具旋转中心的延长线上；
将切削刀头固定在弧形刀体上，弧形刀体固定在刀柄上，弧形刀体的曲率半径为圆弧面锅底的球面半径R，刀柄的旋转中心应穿过球心；
以球心点的垂线为转动中心使回转工作台缓慢旋转，同时，使切削刀具旋转，直到扇形截面柱上切削出的圆弧面锅底中心线与刀柄中心线重和为止；
所述弧形刀体(1)为薄壁球冠状，其球面半径R与所加工坩锅底部内圆弧表面的球面半径相匹配，刀头(3)位于刀体下缘，刀柄(2)位于刀体上部球冠顶部，所述刀柄由主柄(2-2)和偏心柄(2-1)组成，偏心柄位于刀柄根部，主柄位于偏心柄上部；所述偏心柄与刀体中心的偏心距e为10～20毫米，偏心柄高度H为30～50毫米；
在刀体外廓上增设手动杆(4)，手动杆与刀体形成可拆卸连接；所述偏心柄处增设支撑块(5)，支撑块高度与偏心柄高度尺寸相匹配；在切削前期、中期刀具360度旋转，支撑块安装、手动杆未安装；切削后期停车卸下支撑块，安装上手动杆，将刀具的偏心柄调整到远离工件圆弧面锅底的一侧，人工推拉手动杆驱动刀具在180度内往复摆动，工件仍随回转工作台缓慢旋转进行切削，直到工件圆弧面锅底中心线与刀柄中心线重和为止。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810055229XA CN101289187B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810055229XA CN101289187B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101289187A CN101289187A (zh) | 2008-10-22 |
| CN101289187B true CN101289187B (zh) | 2010-10-13 |
Family
ID=40033669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200810055229XA Expired - Fee Related CN101289187B (zh) | 2008-06-20 | 2008-06-20 | 一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101289187B (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101890628A (zh) * | 2010-06-08 | 2010-11-24 | 东莞鸿图金属压铸电器制造有限公司 | 一种小直径大深度半圆弧加工方法 |
| CN103192458B (zh) * | 2013-04-16 | 2015-08-26 | 洛阳晶奥电子材料有限公司 | 一种生产石墨热场的方法 |
| CN103481382A (zh) * | 2013-08-09 | 2014-01-01 | 北京交通大学 | 用于切割石墨坩埚的新型刀具 |
| CN107227493B (zh) * | 2017-07-11 | 2023-11-24 | 江苏星特亮科技有限公司 | 一种组装式坩埚 |
| CN112338445B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-04-01 | 漳州市永良针纺机械有限公司 | 一种大圆机针筒高效自动化成型方法 |
| CN112404893B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-04-01 | 漳州市永良针纺机械有限公司 | 一种环保节能圆纬机配件铸造工艺 |
| CN112276493B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-06 | 漳州市永良针纺机械有限公司 | 一种圆纬机配件环保铸造加工工艺 |
| CN112338450B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-06 | 漳州市永良针纺机械有限公司 | 一种高精密中心组智能化成型工艺 |
| CN112338449B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-05-06 | 漳州市永良针纺机械有限公司 | 一种高精密中心组节能智能制造方法 |
| CN114161588B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-08-06 | 浙江翔日科技炭素有限公司 | 石墨热场柱状料旋切内掏的装置及方法 |
| CN114453996A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-10 | 洛阳轴承研究所有限公司 | 非完整圆形轴承外圈的修磨方法 |
-
2008
- 2008-06-20 CN CN200810055229XA patent/CN101289187B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101289187A (zh) | 2008-10-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101289187B (zh) | 一种多瓣组合式石墨坩锅的制备方法 | |
| CN102505090B (zh) | 一种高韧性聚晶立方氮化硼复合片的制备方法 | |
| CN2868516Y (zh) | 沉孔加工成型刀 | |
| CN104057404B (zh) | 一种用于制备超硬工具的多种磨料三维协同排布方法 | |
| US8469016B2 (en) | Rotary stone cutting method | |
| CN106956224B (zh) | 一种金刚石砂轮棒及其制备方法 | |
| CN101767228A (zh) | 聚晶金刚石螺纹成型刀具 | |
| CN201552681U (zh) | 用于8英寸单晶切割的定位板 | |
| CN111195963A (zh) | 钧瓷t字型瓶口的加工设备 | |
| CN204094170U (zh) | 一种超硬材料复合片及其基体 | |
| CN109465970B (zh) | 一种氮化硅复相陶瓷耐高温复合材料薄壁曲面结构件加工方法 | |
| CN101737011A (zh) | 胎体聚晶金刚石复合片钻头烧结模具 | |
| CN204869138U (zh) | 一种家具行业橱柜门生产用pcd镂铣刀具 | |
| CN106625294A (zh) | 一种超硬磨料工具及其制造方法 | |
| CN201208663Y (zh) | 一种用于加工圆弧面槽的专用刀具 | |
| CN101412121A (zh) | 大功率中速柴油机连杆齿形加工方法及其专用加工刀具 | |
| CN110962234B (zh) | 一种表、孕镶式金刚石锯片及其制备方法 | |
| CN109015119A (zh) | 一种回转类玻璃制品的加工方法 | |
| CN202380266U (zh) | 一种起毛机锡林盘 | |
| CN216541207U (zh) | 一种带有修磨涂层且可更换尖端的pcd成型刀具 | |
| CN206967701U (zh) | 大型氮化硅陶瓷保护管坯体成型模具 | |
| CN111195964A (zh) | 钧瓷t字型瓶口加工设备的第一刀片 | |
| CN111195955A (zh) | 钧瓷t字型瓶口的制作方法 | |
| CN207188868U (zh) | 一种球形铣刀 | |
| WO2023159792A1 (zh) | 用于加工连续纤维增韧SiC陶瓷基复合材料的金刚石工具及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Hebei Jing-long Sun Equipment Co., Ltd. Assignor: Jinglong Industry Group Co., Ltd. Contract record no.: 2011130000022 Denomination of invention: Method for preparing multi-lobe combined graphite crucible Granted publication date: 20101013 License type: Exclusive License Open date: 20081022 Record date: 20110307 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20101013 Termination date: 20160620 |