一种环形坩埚的制备方法及其治具与流程

本发明涉及治具领域技术，尤其是指一种环形坩埚的制备方法及其治具。

背景技术：

1、当前碳素石墨制品在模具、半导体、光伏等领域均有较大的应用，而随着光伏太阳能行业的逐渐发展，碳素石墨材料在所述行业的应用呈现用量大、制品大型化等方向发展。而随着制品的规格的增大，石墨块材的规格也逐渐增大，这对成型设备、模具装置等均提出了更高的要求。

2、原有的方案主要是通过生产大规格块料后，对块料进行掏空的再加工方式得到坩埚，此方法不仅工艺复杂，工艺难度高，并且由于块料的厚度太厚，为了烧结可以将块料烧透，往往需要较长的烧结时间，使得块料的表面容易开裂，而且块料的利用率也只有40%-50%，因此不仅生产效率的低下，而且成本较高造成了极大的浪费。因此，有必要提出一种新的方案进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种用于制备环形坩埚的治具，其能有效解决现有坩埚的制备方法存在生产困难，导致生产效率的低下，成品开裂率高，块料的利用率低的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

3、一种用于制备环形坩埚的治具，包括有钢筒、下胶套以及上胶套；所述钢筒具有一装配腔，所述装配腔的底端面向上延伸有延伸臂，所述延伸臂围构形成有芯桶，所述钢筒的周侧面开设有多个通孔，所述多个通孔均与装配腔连通；所述下胶套装配在装配腔中，且下胶套的外壁面紧密贴合于装配腔的内壁面和芯桶的外壁面上，所述下胶套具有一成型腔；所述上胶套设置在成型腔中，且所述上胶套的底部设置有气嘴，所述气嘴与成型腔连通。

4、作为一种优选方案，所述多个通孔为上下间隔排布的多个，相邻两通孔之间的间距均为100-200mm。

5、作为一种优选方案，所述多个通孔均为半径为2-10mm的圆孔。

6、作为一种优选方案，所述芯桶呈锥形，芯桶的内径从上至下依次增大，此设计有效避免坩埚在烧结时因上下部分收缩不一致，导致坩埚最终呈碗状。

7、作为一种优选方案，所述钢筒外壁面的上端设置有第一锁定装置，所述钢筒通过第一锁定装置将钢筒与下胶套锁固在一起；所述芯桶内壁面的上端设置有第二锁定装置，所述钢筒通过第二锁定装置将钢筒与上胶套锁固在一起。

8、作为一种优选方案，所述第一锁定装置和第二锁定装置均为卡箍。

9、一种环形坩埚的制备方法，选用前述的用于制备环形坩埚的治具进行制备，制备步骤如下：

10、（1）将下胶套入装配在装配腔中；

11、（2）将混捏后的石墨物料进行二次粉碎，得到粉碎后的石墨物料，并将粉碎后的石墨物料均匀混合后放入成型腔中；

12、（3）将治具放置于震动平台上，在低频高振幅下震动15-30min，后在高频低振幅下震动5-15min，平整表面；

13、（4）盖上上胶套，气嘴与外部抽真空设备连接并进行抽真空，抽真空时间为20-60min，然后，将治具置于等静压机中，在80-150mpa的压力下压制成型出胚体；

14、（5）将胚体置于700-900℃下进行烧结，烧结完成后，得到环形坩埚。

15、本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

16、通过将石墨粉加入至成型腔中，抽真空后进行压制，经烧结后成型出坩埚，与传统的制备方法相比，本方法在制备过程中直接形成环形结构，降低生产难度，提高生产效率，提高石墨的利用率，并且，由于胚体的厚度比传统的块料薄，焙烧时间短，有效降低开裂率。

17、为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：

技术特征：

1.一种用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：包括有钢筒、下胶套以及上胶套；所述钢筒具有一装配腔，所述装配腔的底端面向上延伸有延伸臂，所述延伸臂围构形成有芯桶，所述钢筒的周侧面开设有多个通孔，所述多个通孔均与装配腔连通；所述下胶套装配在装配腔中，且下胶套的外壁面紧密贴合于装配腔的内壁面和芯桶的外壁面上，所述下胶套具有一成型腔；所述上胶套设置在成型腔中，且所述上胶套的底部设置有气嘴，所述气嘴与成型腔连通。

2.根据权利要求1所述的用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：所述多个通孔为上下间隔排布的多个，相邻两通孔之间的间距均为100-200mm。

3.根据权利要求1所述的用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：所述多个通孔均为半径为2-10mm的圆孔。

4.根据权利要求1所述的用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：所述芯桶呈锥形，芯桶的内径从上至下依次增大。

5.根据权利要求1所述的用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：所述钢筒外壁面的上端设置有第一锁定装置，所述钢筒通过第一锁定装置将钢筒与下胶套锁固在一起；所述芯桶内壁面的上端设置有第二锁定装置，所述钢筒通过第二锁定装置将钢筒与上胶套锁固在一起。

6.根据权利要求5所述的用于制备环形坩埚的治具，其特征在于：所述第一锁定装置和第二锁定装置均为卡箍。

7.一种环形坩埚的制备方法，其特征在于：选用权利要求1-6中任一项的用于制备环形坩埚的治具进行制备，制备步骤如下：

技术总结本发明公开一种用于制备环形坩埚的治具，包括有钢筒、下胶套以及上胶套；所述钢筒具有一装配腔，所述装配腔的底端面向上延伸有延伸臂，所述延伸臂围构形成有芯桶，所述钢筒的周侧面开设有多个通孔，所述多个通孔均与装配腔连通；所述下胶套装配在装配腔中，且下胶套的外壁面紧密贴合于装配腔的内壁面和芯桶的外壁面上，所述下胶套具有一成型腔；所述上胶套设置在成型腔中。通过将石墨粉加入至成型腔中，抽真空后进行压制，经烧结后成型出坩埚，与传统的制备方法相比，本方法在制备过程中直接形成环形结构，降低生产难度，提高生产效率，提高石墨的利用率，并且，由于胚体的厚度比传统的块料薄，焙烧时间短，有效降低开裂率。技术研发人员：李芳,王铁军,刘育民受保护的技术使用者：永安市鼎丰碳素科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29