專利名稱：異型石英玻璃管生產(chǎn)模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種石英玻璃生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種異型石英玻璃管生產(chǎn)模具。
背景技術(shù)：
石英玻璃廣泛應(yīng)用于光纖通訊、微電子、電子半導(dǎo)體、太陽(yáng)能、航天和激光與新型光源等技術(shù)領(lǐng)域。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其高端產(chǎn)品-化合物半導(dǎo)體制造業(yè)也隨之迅速發(fā)展。目前，垂直梯度凝固法/垂直布里奇曼法(VGF/VB)以其良好的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)已成為生產(chǎn)砷化鎵(GaAs)和磷化銦αηΡ)單晶的主要方法。異型石英玻璃管是與該工藝配套使用的一種消耗性材料，依據(jù)生產(chǎn)的化合物晶體尺寸不同其規(guī)格、尺寸各異。眾所周知， 石英玻璃因其軟化溫度和熔化溫度極高(1730°C以上)，高溫黏度極大，因此傳統(tǒng)的整形方法實(shí)現(xiàn)異型石英玻璃管的成型難度大且不能完成尺寸的精確加工。異型石英玻璃包括大徑部分和小徑部分，大徑部分與小徑部分之間通過(guò)變徑部分連接，變徑部分由于承重承壓，要求尺寸精度高?，F(xiàn)有技術(shù)中，此類異型石英制品傳統(tǒng)的加工工藝一般為兩種，以加工一種異型石英玻璃(6英寸)管分別進(jìn)行說(shuō)明一種是利用簡(jiǎn)單的石墨托板整形，如圖1所示石英玻璃管在氫、氧焰加熱下，利用石墨托板逐步整形出所需要的形狀。所用氣體材料氫氣，168M3，氧氣，84M3，氣體成本約1540元/支。整形加工時(shí)間4小時(shí)，每天每臺(tái)二次整形床加工數(shù)量2支。因使用石墨托板逐步整形，因此整形部位管面存在波紋狀凹凸不平，此方法加工出的成品尺寸精度為士 l_2mm，達(dá)不到客戶要求。另一種是利用整體的石墨模具進(jìn)行加工，如圖2所示石英玻璃管在氫、氧焰加熱后達(dá)到軟化，即刻移走火焰，通過(guò)整個(gè)石墨模具使之成型。所用氣體材料氫氣，196M3，氧氣，98M3，氣體成本約1800元/支。整形加工時(shí)間6小時(shí)，每天每臺(tái)二次整形床加工數(shù)量1. 3支。由此可見，此種方法由于軟化后靠模，間斷性加熱，只能頻繁移動(dòng)石墨模具進(jìn)行操作，氣體及石墨消耗量大，成本高，效率底下。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種成本低、操作簡(jiǎn)單、加工精度高、生產(chǎn)效率高的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，所述異型石英玻璃管包括大徑部分和小徑部分，大徑部分與小徑部分之間通過(guò)變徑部分連接，該模具包括開放式型腔，所述開放式型腔的徑向尺寸小于或等于整體型腔的徑向尺寸的1/2。 由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型提供的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，由于包括開放式型腔，開放式型腔的徑向尺寸小于或等于整體型腔的徑向尺寸的1/2，可以利用開放式石墨模具將軟化的石英玻璃管在持續(xù)加熱的條件下成型到所需尺寸，成本低、操作簡(jiǎn)單、加工精度高、生產(chǎn)效率高。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)一的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)二的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具的示意圖。圖中1、玻璃車床(熱工車床)床頭，2、三爪卡盤，3、石英玻璃管，4-1、石墨托板， 4-2、整體石墨模具，4-3、開放式石墨模具，5、氫氧氣控制操作臺(tái)(溫度調(diào)節(jié))，6、玻璃車床導(dǎo)軌，7、氫氧氣燃燒火焰，8、輔助燃燒火焰。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1所示所述異型石英玻璃管包括大徑部分和小徑部分，大徑部分與小徑部分之間通過(guò)變徑部分連接；模具為開放式石墨模具，所述開放式石墨模具包括開放式型腔，所述開放式型腔的徑向尺寸小于或等于整體型腔的徑向尺寸的1/2。具體開放式型腔的徑向尺寸可以為整體型腔的徑向尺寸的1/2 1/3。生產(chǎn)的過(guò)程是選擇直徑與所述異型石英玻璃管的大徑部分相當(dāng)?shù)氖⒉ＡЧ苎b到玻璃車床上， 將石英玻璃管需要加工為小徑部分和變徑部分的部位持續(xù)加熱到軟化溫度，利用開放式石墨模具將軟化的石英玻璃管在持續(xù)加熱的條件下成型到所需尺寸，之后進(jìn)行退火處理。在加工過(guò)程中，可以對(duì)所述變徑部分進(jìn)行輔助加熱。所述加熱可以用氫氧焰加熱。應(yīng)用本實(shí)用新型，可以采用合適尺寸的石英玻璃管，利用氫氧焰為熱源，將石英管在需要加工成型的部位持續(xù)加熱到軟化溫度，通過(guò)玻璃車床、利用1/3 1/2的開放式石墨模具將軟化的石英玻璃管在持續(xù)加熱的條件下直接成型到所需尺寸，成型為成品，最后經(jīng)退火處理。大大節(jié)約了傳統(tǒng)工藝中氣體和材料的消耗；極大減少了加工過(guò)程的工作量；大幅度提高了加工的尺寸精確和生產(chǎn)效率。仍以加工一種異型石英玻璃(6英寸)管進(jìn)行說(shuō)明本實(shí)用新型氣體用量氫氣，104M3，氧氣，52M3。氣體成本約900元/支。整形加工時(shí)間1. 5小時(shí)，每天每臺(tái)二次整形床加工數(shù)量5支。由此可見，由于開放式石墨模具的使用，便于輔助加熱，氣體及石墨消耗很低，同時(shí)石英管表面質(zhì)量?jī)?yōu)良，尺寸精度大大提高，達(dá)至Ij 士 0. 2mm。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，所述異型石英玻璃管包括大徑部分和小徑部分，大徑部分與小徑部分之間通過(guò)變徑部分連接，其特征在于，包括開放式型腔，所述開放式型腔的徑向尺寸小于或等于整體型腔的徑向尺寸的1/2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，其特征在于，所述開放式型腔的徑向尺寸為整體型腔的徑向尺寸的1/2 1/3。專利摘要本實(shí)用新型公開了一種異型石英玻璃管生產(chǎn)模具，包括開放式型腔，開放式型腔的徑向尺寸小于或等于整體型腔的徑向尺寸的1/2。異型石英玻璃管包括大徑部分和小徑部分，大徑部分與小徑部分之間通過(guò)變徑部分連接，可以選擇直徑與所述異型石英玻璃管的大徑部分相當(dāng)?shù)氖⒉ＡЧ苎b到玻璃車床上，將石英玻璃管需要加工為小徑部分和變徑部分的部位持續(xù)加熱到軟化溫度，利用開放式石墨模具將軟化的石英玻璃管在持續(xù)加熱的條件下成型到所需尺寸，之后進(jìn)行退火處理。成本低、操作簡(jiǎn)單、加工精度高、生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)C03B20/00GK202201810SQ20112034917
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者孔敏, 王佳佳, 王友軍, 王鑫 申請(qǐng)人:北京金格蘭石英玻璃有限公司