[发明专利]石墨坩埚一次性成型设备及其工艺

说明书

技术领域

本发明涉及石墨坩埚领域，特别涉及一种石墨坩埚一次性成型设备及其制作工艺。

背景技术

石墨坩埚具有良好的热导性和耐高温性，在高温使用过程中，热膨胀系数小，对急热、急冷具有一定抗应变性能。对酸，碱性溶液的抗腐蚀性较强，具有优良的化学稳定性。因此，石墨坩埚在冶金、铸造、机械、化工等工业部门，被广泛用于合金工具钢的冶炼和有色金属及其合金的熔炼。

目前国内石墨坩埚生产工艺有两种：塑性成型生产工艺和压制成型生产工艺。以粘土为粘结剂的塑性成型工艺生产周期长，劳动强度大，工效低，用煤烧成，污染大，但因投资少，国内多采用此工艺；而静压设备压制成型工艺若用清洁能源天然气烧结，极大地减少了污染问题，而且制作效率高。

但是，大中型石墨坩埚由于体积大、质量重，在压制成型工艺后，还需要送到喷釉车间和烧结车间进行喷釉和烧结。这种压制成型、喷釉、焙烧的生产工艺，工序多，生产周期长、效率低、劳动强度大、投资大、场地占用大，而且运送过程中还需要采用吊车、叉车进行吊运和转运，还需配备相应的操作工，且操作过程不安全因素多，极易发生安全事故。

如何在用一台设备在一个工位实现压制成型、喷釉、焙烧，缩短生产周期、降低生产成本、减少中间运输、提高安全性正是本发明要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种效率高、成本低、不需转运、生产速度快、安全节能的石墨坩埚一次性成型设备及其工艺，实现了一台设备在一个工位实现压制成型、喷釉、焙烧。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

石墨坩埚一次性成型设备，包括机架、上液压缸、上模、内模、中模、下模、模芯，所述机架上部安装有上模和上液压缸，所述内模位于上模内部并与穿过上模的上液压缸相连，所述上模下方设有中模，所述中模与上模采用卡口式连接，所述中模的下方设有下模，其特征在于：所述中模、内模、模芯均设有加热层，所述加热层内设有加热装置，所述下模的中心设有一个与模芯大小相适应的通孔，所述模芯位于下模中心的通孔内，所述下模在通孔处设有圆形凹槽，所述模芯底部设有底座，所述底座上设有与圆形凹槽相配的圆形凸台，所述圆形凸台上设有密封圈，所述模芯的加热层上设有喷射孔，所述模芯内部为空心结构，所述模芯内设有气压式喷釉装置，所述气压式喷釉装置包括喷管、喷釉瓶、活塞、进气管、出气管、进釉管及电子阀，所述喷釉瓶内设有活塞，所述喷釉瓶上部设有进釉管和喷管，所述喷管与模芯上的喷射孔相连，所述喷釉瓶下部设有进气管、出气管，所述模芯底部设有升降油缸。

进一步的，所述加热层为透明玻璃层，所述透明玻璃层内均布有加热装置，所述加热装置为红外加热器。

采用上述设备制作石墨坩埚的工艺如下：

第一步，静压成型：将用来制作石墨坩埚的原料装填在中模与模芯之间，启动上液压缸，带动内模向下运动，对原料进行静压成型；

第二步，低温预烧：启动中模、内模、模芯上加热层内的加热装置，对静压成型后的石墨坩埚进行内外低温预烧，烧制温度控制在600-800℃；

第三步，气压喷釉：启动模芯内的气压式喷釉装置，对石墨坩埚进行均匀喷釉；

第四步，高温烧制：再次启动中模、内模、模芯上的加热装置，对喷釉后的石墨坩埚进行高温烧制，烧制温度控制在1600-1900℃；

第五步，自动脱模：高温烧制完成后，启动模芯底部的升降油缸，使升降油缸下降，带动模芯及模芯上已高温烧制成型的石墨坩埚向下运动，使石墨坩埚自动脱模。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用与现有设备完全不同的结构和工艺，在同一设备同一工位能迅速完成静压成型、低温预烧、气压喷釉、高温烧制和自动脱模等多道工序，大幅缩短了生产周期，使石墨坩埚的生产速度提高到原来的10倍以上，提高了生产效率，降低了生产成本，节省了厂房及设备投资，减少了中间运输，避免了大型石墨坩埚吊动或叉运的不安全性，而且本发明全部采用自动控制，静压、烧制及脱模顺序进行，生产速度快，自动化程度高，安全经济又节能。而且，本发明采用了低温预烧和气压自动喷釉工艺，低温预烧有利于釉层在石墨坩埚内的附着及渗透，使釉层与石墨坩埚结合更加牢固，可有效提高石墨坩埚的使用寿命，其质量远高于现有设备制作的石墨坩埚。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。