CN103085158A - 等静压碳化硅石墨坩埚成型装置 - Google Patents
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Abstract
一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，缸体内设有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之间设有钢丝层，钢丝层内设有超高压腔，橡胶模具和金属模具通过支撑架安装在超高压腔内，超高压腔与预加压泵和增压油缸连通。本发明提供的一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对成型坩埚进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入超高压腔时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时超高压腔中的坩埚粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的,通过上述方法使坩埚粉料成型致密，避免出现冷缩和气孔的缺陷，从而延长了碳化硅石墨坩埚的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳化硅石墨坩埚成型装置，特别是一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置。
背景技术
碳化硅石墨坩埚为一陶瓷深底的碗状容器，具有体积密度大、耐高温、传热快、耐酸碱侵蚀、高温强度大、抗氧化性能高等特点,使用寿命是粘土石墨坩埚的3倍。
现有的熔炼金属铜Cu、铝Al、金Au、银Ag等的碳化硅石墨坩埚的主要材料为氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氮化硼、氧化镁以及石墨，还有一些微量元素：如铁、铜等，坩埚的使用温度一般为1200～1700℃，坩埚的使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，可以延长制备的碳化硅石墨坩埚的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，缸体内设有上活塞和下活塞，上活塞和下活塞之间设有钢丝层，钢丝层内设有超高压腔，橡胶模具和金属模具通过支撑架安装在超高压腔内，超高压腔与预加压泵和增压油缸连通。
钢丝层的两端设有上法兰和下法兰。
所述的橡胶模具上设有注料口。
所述的金属模具位于橡胶模具的内部。
本发明提供的一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，利用液体介质不可压缩的性质和均匀传递压力的性质从各个方向对成型坩埚进行均匀加压，当液体介质通过压力泵注入超高压腔时，根据流体力学原理，其压强大小不变且均匀地传递到各个方向。此时超高压腔中的坩埚粉料在各个方向上受到的压力是均匀的和大小一致的,通过上述方法使坩埚粉料成型致密，避免出现冷缩和气孔的缺陷，从而延长了碳化硅石墨坩埚的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的整体结构示意图。
图中：上法兰1，注料口2，钢丝层3，橡胶模具4，成型坩埚5，金属模具6，超高压腔7，下法兰8，预加压泵9，增压油缸10，上活塞11，下活塞12，缸体13。
具体实施方式
如图1中，一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，缸体13内设有上活塞11和下活塞12，上活塞11和下活塞12之间设有钢丝层3，钢丝层3内设有超高压腔7，橡胶模具4和金属模具6通过支撑架安装在超高压腔7内，超高压腔7与预加压泵9和增压油缸10连通。
钢丝层3的两端设有上法兰1和下法兰8。
所述的橡胶模具4上设有注料口2。弹性地橡胶模具4在受到液体介质压力时产生的变形传递到橡胶模具4中的坩埚粉料，坩埚粉料与模具壁的摩擦力小，成型坩埚5受力均匀，密度分布均一，产品性能有很大提高。所述的金属模具6位于橡胶模具4的内部。
具体使用方法为：
一、粉体预处理
预处理为通过造粒工艺提高粉体的流动性，加入粘结剂和润滑剂减少粉体内摩擦力，提高黏结强度，使之适应成型工艺需要。
1.选料及破粉料
把原材料中的杂质及废料部分检选出来，检验合格后进行破粉料。主要原料为石墨、蜡石、硼砂、高岭土、金属硅和粘结剂。
2.配捆料
将称量好的各种粉料依一定的顺序倒入搅拌机中，搅拌速度根据粉料的多少来调节，先搅拌数分钟后加入硼砂水再搅拌，然后将搅拌好的料倒入混辗机混辗数小时，混辗后的泥料放入捆料池，在一定的温度捆料数日后再进行第二次放入混辗机混压。在过程中加入粘结剂使粉料粘结。用量：每1000g的粉料中加入20～60ml的粘结剂。
二、装模制备碳化硅石墨坩埚坯料
将第一步骤中制得的碳化硅石墨坩埚原材料装入橡胶模具4型腔中，放入等静压机的超高压腔7，安装好金属模具6，控制上活塞11和下活塞12到适于成型坯料的高度。
进行预加压，预加压泵9输出的液体直接进入超高压腔7，缸内压力逐渐增加，当压力达到一定值后，约5～10MPa预加压结束，这时预加压泵9输出的液体经液压油路自动转换，进入增压油缸10，实现高压液体的连续输出。
根据成型坩埚5的大小调节压强，使成型的坩埚坯料达到理想的致密程度。加压速度应适当；针对不同的粉体和坯体形状，选择合适的加压压力和保压时间；同时选择合适的卸压速度。
制备好的碳化硅石墨坩埚坯料经干燥、上釉后，烧结制成品坩埚。采用本发明的装置制备的成品坩埚无冷缩和气孔缺陷，使用寿命长。
Claims (4)
1.一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，其特征在于：缸体（13）内设有上活塞（11）和下活塞（12），上活塞（11）和下活塞（12）之间设有钢丝层（3），钢丝层（3）内设有超高压腔（7），橡胶模具（4）和金属模具（6）通过支撑架安装在超高压腔（7）内，超高压腔（7）与预加压泵（9）和增压油缸（10）连通。
2.根据权利要求1所述的一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，其特征在于：钢丝层（3）的两端设有上法兰（1）和下法兰（8）。
3.根据权利要求1所述的一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，其特征在于：所述的橡胶模具（4）上设有注料口（2）。
4.根据权利要求1所述的一种等静压碳化硅石墨坩埚成型装置，其特征在于：所述的金属模具（6）位于橡胶模具（4）的内部。
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