[發明專利]石墨坩堝一次成型方法及其專用模具

有效

• 申請號: 201210360456.X
• 申請日: 2012-09-25
• 公開（公告）號: CN103286850A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 高曉偉;伍夢飛;張建抗
• 申請（專利權）人: 江蘇宏基炭素科技有限公司
• 主分類號: B28B7/16
• 分類號: B28B7/16;B28B3/00
• 代理公司: 淮安市科文知識產權事務所 32223
• 代理人: 謝觀素

技術領域

本發明屬于石墨坩堝的成型技術領域，尤其涉及一種石墨坩堝的一次成型方法及其專用模具。

背景技術

目前生產熔融單晶和金屬用石墨坩堝是用圓柱形石墨坯料通過機械加工的方法來實現的，即：在制作坩堝成品時需要將圓柱形石墨坯料的中部掏成中空碗形，這就使得坩堝生產時的材料浪費大，生產周期長，同時，由于圓柱形坯料的內外質量存在差異，加工出來的坩堝產品質量不均勻，極易影響坩堝的使用效果及其壽命。為了保證坩堝達到使用要求、延長坩堝使用壽命，在圓柱形石墨坯料生產過程中，必須至少進行三焙二浸等加工步驟（如圖1所示），從如圖1所示可知，每次焙燒需30～40天時間，然后再放入高壓容器內的瀝青中浸漬8～12小時，如此往復，將最后一次焙燒得到的焙燒品坩堝再經石墨化處理、表面加工處理及機械掏空后才得到用戶要求的石墨坩堝。因此，現有技術中坩堝生產周期長、單位產品的能耗高、生產成本高不言而喻。近些年來，坩堝生產廠家均致力于研究可一次成型的坩堝生產方法。

發明內容

本發明針對現有技術存在的缺陷，提供一種石墨坩堝一次成型方法及其專用模具，可縮短坩堝生產周期，減少坩堝坯料浪費，還可提高坩堝質量，延長坩堝的使用壽命。?

本發明通過以下技術方案實現：?

石墨坩堝專用模具，包括陰模和模芯，所述模芯同圓心設于所述陰模內；模芯的上部設有折彎邊，所述折彎邊覆蓋于所述陰模的上端，模芯軸向剖視投影底部呈半圓形。

本發明的進一步改進方案為：所述陰模和模芯之間的夾腔與石墨坩堝尺寸匹配。

本發明的進一步改進方案為：所述折彎邊的外邊部設有一圈限位缺口，陰模上端位于限位缺口內。

本發明的進一步改進方案為：所述折彎邊與模芯軸線呈90°設置。

一種石墨坩堝的一次成型方法，包括如下步驟：

1).磨粉：將瀝青焦及石油焦磨成粉料；

2).配料：將瀝青焦與石油焦按30～40：60～70的質量比進行配比；

3).混捏：將磨成粉后的瀝青焦和石油焦粉加入混捏鍋中攪拌，混捏溫度為150～200℃，再向混捏鍋中加入熔化后的瀝青，繼續攪拌2.5～3.5ｈ后至瀝青完全浸潤粉料顆粒成為糊料；

4).軋片：將糊料加入軋片機中軋成料片；

5).磨粉：將料片磨成粉料；

6).等靜壓成型：將步驟5)得到的粉狀物料加入專用模具中，并對專用模具作密封處理，然后將其放入等靜壓成型機中，壓力為150～200MP_a下，等靜壓成型30～90min，成型密度為1.65～1.75g/cm³；?

7).將步驟6)得到的坩堝坯料放入坩堝焙燒爐中進行750～1000℃焙燒，得焙燒品坩堝；

8).將焙燒品坩堝裝入石墨化爐中進行2500～3000℃的石墨化處理，得石墨坩堝。

本發明的進一步改進方案為：步驟1）中所述的磨粉，是將瀝青焦及石油焦磨成15～25μm的粉料。

本發明的更進一步改進方案為：步驟4）中所述的軋片是將糊料軋成1～2mm厚的料片。

本發明的更進一步改進方案為：步驟5）中所述的磨粉是將料片磨成75μm以下的粉料。

與現有技術相比，本發明具有如下優點：

一、本發明將石墨坯料生產過程中的粉料直接加入模具中等靜壓成型，由于等靜壓成型后的石墨坯料為中空結構，其質量要比實心圓柱體坯料小得多，因此只須經過一次焙燒和石墨化即可得到石墨坩堝成品，不僅可以避免圓柱形石墨坯料的二次加工帶來的坯料浪費，而且大大縮短了生產周期，節約了能源，更為重要的是，由于采用專用模具等靜壓成型，成型的坩堝壁厚均勻、質量一致，提高了坩堝的使用壽命。

二、由于本發明是在石墨坯料生產過程中將粉料直接加入模具中等靜壓成型，因此，生產過程中不易出現廢品，成品率高。

綜上，采用本發明提供的石墨坩堝一次成型方法可大大縮短生產周期，有效節約生產成本，降低單位產品的能耗。

附圖說明

圖1為現有技術工藝流程圖；

圖2為本發明工藝流程圖；

圖3為本發明的專用模具軸向剖視示意圖。

圖4為圖3A-A剖視示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。