一种生产石英玻璃筒的热熔成型工艺的制作方法

本发明涉及一种生产石英玻璃筒的热熔成型工艺，属石英玻璃筒生产技术领域。

背景技术：

在半导体体行业，石英玻璃筒的需求量大，传统的生产技术是先生产石英玻璃锭，然后通过机械加工生产石英玻璃筒，石英玻璃筒经机械加工成型过程中，其必然产生芯料（即大量余量），浪费比较大，一定程度上影响企业的收益，并且由于石英玻璃锭性质较脆，机械加工过程中常出现崩口的情况，不仅生产效率低，同时严重影响石英玻璃筒的成型质量，因此，有必要对其进行改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种通过热改型技术直接生产石英玻璃筒，其过程不产生芯料，能有效提升资源利用率、减少消耗，进而有效提高生产效率，降低生产成本的生产石英玻璃筒的热熔成型工艺

本发明的技术方案：

一种生产石英玻璃筒的热熔成型工艺，其特征在于：它包括以下步骤：

1）、依据模具本体的上模具的直径大小，在毛坯石英玻璃锭上沿轴向车削出相应直径大小的通孔；模具本体由下模具、中模具和上模具构成，中模具顶部固装有上模具，上模具为圆柱体，中模具呈锥形体，中模具的底部设置有连接柱，连接柱的圆周上设置有外螺纹，中模具与上模具之间的夹角为150°；下模具为由两个半圆筒构成的圆筒状，两个半圆筒对应的端面上分别设置有t型卡槽，两个半圆筒之间活动安装有连接板，连接板的两端分别设置有t型卡齿，两个半圆筒之间通过连接板的t型卡齿与t型卡槽的配合相互卡接。下模具上端的中心孔内壁上设置有内螺纹。中模具通过外螺纹与内螺纹的配合螺纹安装在下模具上；下模具与中模具之间的夹角为60°

2）、将成型筒安装在底盘上，然后整体将其放置在中频炉内，同时在成型筒内壁、底盘表面填充石墨纸，上述准备完成后将模具本体放置在成型筒内的底盘上，成型筒为由两个半圆筒构成的圆筒状，两个半圆筒一侧的端面上设置有卡齿，另一侧的端面上设置有卡槽，两个半圆筒之间通过卡齿与卡槽的配合相互卡接。底盘为带有围沿的圆盘，底盘的中心部位设置有凸起状的定位柱，下模具通过中心孔与定位柱的配合活动安装在定位柱上。

3）、将毛坯石英玻璃锭通过车削形成的通孔套装在模具本体的上模具上，然后封闭中频炉盖板，再开启中频炉电源开始升温加热；

4）、当中频炉升温加热至1700°时，保持该温度50分钟，这一过程中，毛坯石英玻璃锭逐步融化（变软），并由毛坯石英玻璃锭底部开始沿模具本体向下流淌；

5）、炉温在1700°并保持该温度50分钟后，继续升温加热至1800°，并保持度40分钟，以加快毛坯石英玻璃锭逐步融化速度和向下流淌速度；融化后的毛坯石英玻璃锭向下流淌进入成型筒内，在模具本体和成型筒的下模具作用下，即可形成大孔径的石英玻璃筒半成品；

6）、40分钟后中频炉断电，静待20分钟以消除温变应力，然后开启中频炉盖板，自然冷却至常温；

7）、待自然冷却至常温后，将石英玻璃筒半成品、模具本体、底盘和成型筒整体取出中频炉，拆除成型筒，

8）、拆除成型筒后，旋转取下中模具和上模具，然后抽出下模具的连接板，径向挤压下模具的两个半圆筒，即可抽出下模具的两个半圆筒，从而完成脱模，得，石英玻璃筒成品。

所述的模具本体、成型筒和底盘分别由石墨材料制成。

本发明的优点在于：

本发明是将毛坯石英玻璃锭通过热改型技术生产成石英玻璃筒，生产过程中不产生芯料，能有效提升资源利用率、减少消耗，解决了现有通过机械加工生产石英玻璃筒，浪费较大，一定程度上影响企业的收益，并且由于石英玻璃锭性质较脆，机械加工过程中常出现崩口的情况，不仅生产效率低，同时严重影响石英玻璃筒成型质量的问题，本发明有效提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的模具本体的分解示意图；

图2为模具本体的下模具的俯视结构示意图；

图3为本发明的底盘的结构示意图；

图4为本发明的成型筒的俯视结构示意图；

图5为成型模具在中频炉内的安装示意图

图中：1、底盘，2、成型筒，3、卡齿，4、下模具，5、中模具，6、上模具，7、连接板，8、t型卡齿，9、连接柱，10、定位柱，11、中频炉，12、毛坯石英玻璃锭。

具体实施方式

首先依据模具本体的上模具6的直径大小，在毛坯石英玻璃锭12上沿轴向车削出相应直径大小的通孔；模具本体由下模具4、中模具5和上模具6构成，中模具5顶部固装有上模具6，上模具6为圆柱体，中模具5呈锥形体，中模具5的底部设置有连接柱9，连接柱9的圆周上设置有外螺纹，中模具5与上模具6之间的夹角为150°；下模具4为由两个半圆筒构成的圆筒状，两个半圆筒对应的端面上分别设置有t型卡槽，两个半圆筒之间活动安装有连接板7，连接板7的两端分别设置有t型卡齿8，两个半圆筒之间通过连接板7的t型卡齿8与t型卡槽的配合相互卡接，下模具4上端的中心孔内壁上设置有内螺纹。下模具4组装时，通过抽拉或插入连接板7可完成下模具4的组装或拆解。中模具5通过连接柱9的外螺纹与下模具4的中心孔内螺纹的配合螺纹安装在下模具4上；下模具4与中模具5之间的夹角为60°；

将成型筒2安装在底盘1上，然后整体将其放置在中频炉11内，同时在成型筒2内壁、底盘1表面填充石墨纸，以防止工作中出现粘连，上述准备完成后将模具本体放置在成型筒2内的底盘1上，成型筒2为由两个半圆筒构成的圆筒状，两个半圆筒一侧的端面上分别设置有卡齿3，另一侧的端面上分别设置有卡槽，两个半圆筒之间通过卡齿3与卡槽的配合相互卡接，从而形成一个整体。底盘1为带有围沿的圆盘，底盘1的中心部位设置有凸起状的定位柱10，下模具4通过中心孔与定位柱10的配合活动安装在底盘1的定位柱10上。上述准备完成后，将毛坯石英玻璃锭12通过车削形成的通孔套装在模具本体的上模具6上，然后封闭中频炉11盖板，再开启中频炉11电源开始升温加热；当中频炉11升温加热至1700°时，保持该温度50分钟，这一过程中，毛坯石英玻璃锭12逐步融化（变软）形成粘稠的膏体状，并由毛坯石英玻璃锭12底部开始沿模具本体向下流淌；炉温在1700°并保持该温度50分钟后，继续升温加热至1800°，并保持度40分钟，以加快毛坯石英玻璃锭12的融化速度和向下流淌速度；融化后的毛坯石英玻璃锭12向下流淌进入成型筒2内，在模具本体的下模具4和成型筒2作用下，即可形成大孔径的石英玻璃筒半成品；40分钟后中频炉断电，静待20分钟以消除温变应力，然后开启中频炉盖板，自然冷却至常温。

待自然冷却至常温后，将石英玻璃筒半成品、模具本体、底盘1和成型筒2整体取出中频炉11，拆除成型筒2后，旋转取下中模具5和上模具6，然后抽出下模具4的连接板7，径向挤压下模具4的两个半圆筒，即可抽出下模具4的两个半圆筒，从而完成脱模，得，石英玻璃筒成品。

本发明是将毛坯石英玻璃锭12通过成型模具经热改型技术生产成石英玻璃筒，生产过程中不产生芯料，能有效提升资源利用率、减少消耗，解决了现有通过机械加工生产石英玻璃筒，浪费较大，一定程度上影响企业的收益，并且由于石英玻璃锭性质较脆，机械加工过程中常出现崩口的情况，不仅生产效率低，同时严重影响石英玻璃筒成型质量的问题，本发明有效提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。