CN211362749U - 一种用于生产石英坩锅的金属成型模具 - Google Patents

Abstract

一种用于生产石英坩锅的金属成型模具，包括环型法兰轴肩、坩锅容腔、锅体侧壁、锅底和真空孔，在锅体侧壁和锅底上均匀地设有真空孔，在真空孔位于坩锅容腔一侧的孔口端设有侧面进气沟槽，侧面进气沟槽与真空孔相通连。所述真空孔由沉孔和通孔组成的台阶孔系，沉孔孔径大于通孔，沉孔位于坩锅容腔一侧。在沉孔内设有透气防砂件。这种结构的石英坩锅金属模具，不仅能重复使用，而且所生产出的石英坩锅的质量稳定，石英坩埚的成品率可达98％，模具的使用寿命在800～1000炉次，大幅度降低了石英坩锅的制造成本，消除了石墨模具对环境的污染源，所有材料均可循环再利用。

Description

一种用于生产石英坩锅的金属成型模具

技术领域：

本实用新型涉及太阳能单晶硅棒生产用的石英坩埚技术领域，尤其涉及生产石英坩埚的模具。

背景技术：

生产太阳能单晶硅棒所用的石英坩埚原先都用石墨模具来成型，由于石墨模具在生产过程中极易损坏，石墨模具能够生产的石英坩锅通常在100模左右，使用寿命短，生产成本过高，生产的污染性大，不适应太阳能光伏行业对制造成本的要求。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种用于生产石英坩锅的金属成型模具，它不仅能重复使用而且所生产出的石英坩锅质量稳定，模具的使用寿命可达800炉次，制作的石英坩埚成品率可达98％，大幅度降低了石英坩锅的制造成本，消除了石墨模具对环境的污染源，所有材料均可循环再利用。

本实用新型采取的技术方案如下：

一种用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：包括环型法兰轴肩、坩锅容腔、锅体侧壁、锅底和真空孔，环型法兰轴肩设置在锅体侧壁上端口，锅底设置在锅体侧壁的底部，环型法兰轴肩、锅体侧壁和锅底围合的空间为坩锅容腔，在锅体侧壁和锅底上均匀地设有真空孔，环型法兰轴肩、锅体侧壁和锅底为同质金属。

进一步，在真空孔位于坩锅容腔一侧的孔口端设有侧面进气沟槽，侧面进气沟槽与真空孔相通连。

更进一步，所述侧面进气沟槽沿真空孔的径向方向设置。

更进一步，所述侧面进气沟槽沿水平方向设置或沿垂直方向设置。

更进一步，所述真空孔由沉孔和通孔组成的台阶孔系，沉孔孔径大于通孔，沉孔位于坩锅容腔一侧。

进一步，在沉孔内设有透气防砂件。

进一步，所述透气防砂件为钢质的丝织透气柱或丝织透气网垫。

进一步，真空孔的布孔密度5～25只/平方分米，通孔的直径为3.0-8.0mm，沉孔的直径为6.0-12mm。

进一步，所述金属成型模具的材质要求是：耐高温，抗热疲劳性能优异，透气性好的球墨铸铁。

更进一步，所述金属成型模具的材质为碳2.8-3.8％，硅2.6-5.5％，锰≤0.6％的球墨铸铁，其中，石墨形态为球状石墨、蠕虫状石墨或二者混合体。

这种结构的石英坩锅金属成型模具，不仅能重复使用，而且所生产出的石英坩锅的质量稳定，石英坩埚的成品率可达98％，模具的使用寿命在800～1000 炉次，大幅度降低了石英坩锅的制造成本，消除了石墨模具对环境的污染源，所有材料均可循环再利用。

附图说明：

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中A-A剖视放大结构示意图；

图4为图3中去除透气防砂件后的结构示意图；

图5为本实用新型的工作原理图。

图中：1-环型法兰轴肩；2-坩锅容腔；3-锅体侧壁；4-锅底；5-真空孔； 6-透气防砂件；7-真空壳；8-真空腔；51-进气沟槽；52-沉孔；53-通孔。

具体实施方式：

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式：

实施例1：一种用于生产石英坩锅的金属成型模具，由环型法兰轴肩1、坩锅容腔2、锅体侧壁3、锅底4组成，环型法兰轴肩1设置在锅体侧壁3上端口，锅底4设置在锅体侧壁3的底部，环型法兰轴肩1、锅体侧壁3和锅底4围合的空间为坩锅容腔2，在锅体侧壁3和锅底4上均匀地设有真空孔5，所述真空孔 5为台阶孔系，位于坩锅容腔2一侧的沉孔52孔径直径为8毫米，通孔53的直径为3毫米，在沉孔52内设有透气防砂件6，所述透气防砂件6为钢质的丝织透气柱或丝织透气网垫，所述环型法兰轴肩1、锅体侧壁3和锅底4为耐高温，抗热疲劳性能优异，透气性好的球墨铸铁。球墨铸铁中碳控制在2.8-3.8％，硅 2.6-5.5％，锰≤0.6％，石墨形态为球状石墨、蠕虫状石墨或二者的混合体。

实施例2：在实施例1的基础上，在真空孔5位于坩锅容腔2一侧的孔口端设有侧面进气沟槽51，侧面进气沟槽51与真空孔5相通连，所述侧面进气沟槽 51沿水平方向设置。

在上述二个实施例中，所述侧面进气沟槽51的设置方式很多，只要沿真空孔5的径向方向设置均可，真空孔5的布孔密度，通孔53和沉孔52的孔径都可自行选取，只要能满足抽真空要求即可。

在实施例中推荐范围为：真空孔5的布孔密度为5～25只/平方分米；沉孔 52的直径为6.0-12mm；通孔53的直径为3.0-5.0mm。

本发明的工作机理如下：

本发明通过环型法兰轴肩1密封地固定在真空壳7的上端面上，使真空壳7 的内腔与锅体侧壁3、锅底4和环型法兰轴肩1围合成真空腔8，在坩锅容腔2 和真空腔8之间通过真空孔5相通，在坩锅容腔2内放有石英砂，真空腔8与真空泵相连接，真空泵对真空腔8进行抽真空，使得密闭的坩锅容腔2内的真空度提高，这样石英砂就均匀地附着在坩锅容腔2的内壁上，坩锅容腔2内的加热部件对石英砂进行融化成型，为了防止石英砂从真空孔5吸入真空腔8内，因此，在真空孔5中增设了透气防砂件6，这样既能防止石英砂从真空孔5吸入真空腔8内，又能保证坩锅容腔2内真空度的稳定性和均匀性。

若在真空孔5位于坩锅容腔2一侧的孔口端设有侧面进气沟槽51，侧面进气沟槽51与真空孔5相通连，这样能进一步提高抽真空的通畅性和均匀度，使得石英坩锅的壁厚更均匀，表面更平整。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡采用本实用新型思路下引发的所有等同技术方案均属于本实用新型的保护范围。

应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下所提出的所有等功能代换的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：包括环型法兰轴肩(1)、坩锅容腔(2)、锅体侧壁(3)、锅底(4)和真空孔(5)，环型法兰轴肩(1)设置在锅体侧壁(3)上端口，锅底(4)设置在锅体侧壁(3)的底部，环型法兰轴肩(1)、锅体侧壁(3)和锅底(4)围合的空间为坩锅容腔(2)，在锅体侧壁(3)和锅底(4)上均匀地设有真空孔(5)，在真空孔(5)位于坩锅容腔(2)一侧的孔口端设有侧面进气沟槽(51)，侧面进气沟槽(51)与真空孔(5)相通连。

2.根据权利要求1所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：所述侧面进气沟槽(51)沿真空孔(5)的径向方向设置。

3.根据权利要求2所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：所述侧面进气沟槽(51)沿水平方向设置或沿垂直方向设置。

4.根据权利要求1所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：所述真空孔(5)由沉孔(52)和通孔(53)组成的台阶孔系，沉孔(52)孔径大于通孔(53)，沉孔(52)位于坩锅容腔(2)一侧。

5.根据权利要求4所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：在沉孔(52)内设有透气防砂件(6)。

6.根据权利要求5所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：所述透气防砂件(6)为钢质的丝织透气柱或丝织透气网垫。

7.根据权利要求4所述的用于生产石英坩锅的金属成型模具，其特征是：真空孔(5)的布孔密度5～25只/平方分米，通孔(53)的直径为3.0～8.0mm，沉孔(52)的直径6.0～12mm。

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