模具蓋板及其石膏模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種模具蓋板，包括具有底部及頂部的蓋板主體，蓋板主體中心設(shè)有用于砂漿流入的第一通孔，底部中心向頂部方向凹陷并形成第一平面，底部周邊形成第二平面，且第一通孔位于第一平面的中心。第一平面與第二平面之間形成有一定的高度差，當(dāng)砂漿從第一通孔流入石膏模具時(shí)，能夠利用上述高度差沿底部流入石膏模芯內(nèi)部，從而對坩堝坯體進(jìn)行澆注。經(jīng)過上述模具蓋板制作的坩堝坯體，坩堝坯體底部經(jīng)過打磨后，其應(yīng)力分布均勻，大大減少了坩堝坯體的底部因局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致的缺陷問題，在后續(xù)的多晶硅鑄錠過程中不容易發(fā)生滲硅溢流等問題。此外，本實(shí)用新型還揭示了具有上述石膏蓋板的石膏模具。
【專利說明】模具蓋板及其石膏模具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及石英坩堝生產(chǎn)領(lǐng)域，特別涉及一種模具蓋板及具有上述模具蓋板的石骨模具。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今太陽能作為綠色能源受到世界各國的普遍重視，得到了廣泛的開發(fā)和利用，促進(jìn)了用于太陽能轉(zhuǎn)換的多晶硅的快速發(fā)展，而石英坩堝是多晶硅鑄錠生產(chǎn)過程中不可替代的關(guān)鍵消耗性部件。在石英坩堝生產(chǎn)領(lǐng)域，主要生產(chǎn)工藝有:注漿成型工藝和注凝成型工藝。其中，注漿成型工藝的坩堝產(chǎn)品市場占有率最高，該工藝具體分為雙面注漿法和單面注楽■法。
[0003]傳統(tǒng)的雙面注漿的坩堝坯體制造工藝中，用于鑄造坩堝坯體的石膏模具包括模具板、設(shè)置在模具板內(nèi)部的石膏模芯及用于覆蓋模具板的蓋板。其中，蓋板上設(shè)有用于灌裝砂漿的澆注口。早期的蓋板為塑料米字板，不吸水，米字槽在砂漿澆注時(shí)起到引流、排氣的作用，坩堝坯體底部是靠石膏模芯單側(cè)吸水成型的，這種成型方式會導(dǎo)致坩堝坯體底部成型速度遠(yuǎn)慢于邊墻成型速度。由于坩堝坯體成型速度不同，很容易使坩堝坯體內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致坯體開裂，這種開裂現(xiàn)象尤其會發(fā)生在邊墻與底部的結(jié)合處，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，難以提聞廣品合格率。
[0004]改進(jìn)后的蓋板為由石膏材質(zhì)制成的米字板，使用時(shí)，為了防止米字型導(dǎo)流槽上的石膏因吸水而粘附砂漿，從而堵塞米字型導(dǎo)流槽。通常操作人員會在米字型導(dǎo)流槽的位置上涂一層凡士林。但與此同時(shí)還會出現(xiàn)一些問題，如:凡士林與石膏的粘附力不強(qiáng)，澆注過程中易被沖刷而裹進(jìn)坩堝坯體中，在后續(xù)的高溫?zé)Y(jié)過程中揮發(fā)而留下孔隙，影響坩堝的致密度；米字槽不吸水，對應(yīng)的位置是坩堝坯體外底部米字型凸起，此處因吸漿速度不同易產(chǎn)生應(yīng)力，出現(xiàn)裂紋，致使坩堝報(bào)廢；米字型凸起經(jīng)外底部平面打磨后消除，但在燈光映射下，坩堝坯體底部明顯可見米字型白光，在后續(xù)的多晶硅鑄錠過程中此處最易發(fā)生滲硅溢流，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失；砂漿的粘度大、流動性差，澆注時(shí)主要依靠米字槽導(dǎo)流，因?yàn)槭嗝鬃职宓墓ぷ髅媸且粋€(gè)平面，與石膏模芯配合形成雙面吸漿，澆注過程中迅速吸附砂漿，阻礙砂漿的流動。因此，受限于米字槽通道的大小，澆注過程緩慢，耗費(fèi)時(shí)間；澆注時(shí)模具倒放，坩堝坯體底部朝上，澆注過程中砂漿在流動過程中所產(chǎn)生的氣泡難以排出，從而導(dǎo)致氣體被包裹在砂漿內(nèi)部并積聚到坩堝坯體的外底部等。此外，上述米字型蓋板的制作工序較為繁瑣，并且在石英坩堝完成后，操作人員還需要反復(fù)對米字槽進(jìn)行修模，以便于下次使用。整體修模工序費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]基于此，有必要針對上述問題，提供一種能夠提高石英坩堝良率且結(jié)構(gòu)簡單、制作維修方便的模具蓋板及具有上述模具蓋板的石膏模具。
[0006]一種模具蓋板，包括蓋板主體，所述蓋板主體具有底部及頂部，所述底部中心向所述頂部方向凹陷并形成第一平面，所述底部周邊形成第二平面，所述蓋板主體中心設(shè)有第一通孔，所述第一通孔位于所述第一平面的中心。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一平面呈圓形或矩形，所述第二平面呈矩形環(huán)狀。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底部還包括設(shè)置在所述第一平面與所述第二平面之間的過渡面，所述過渡面在垂直于所述蓋板主體上的投影為直線、弧線或臺階線。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述過渡面與所述第二平面之間的夾角為3° -30°。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述過渡面上設(shè)有第二通孔。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第二通孔為四個(gè)，且均勻分布于所述過渡面的周邊。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述底部還設(shè)有向所述頂部方向凹陷的多個(gè)導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽設(shè)于所述第一平面與所述第二平面之間；所述導(dǎo)流槽均勻分布于所述底部。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述頂部設(shè)有支撐腳，所述支撐腳上設(shè)有鎖孔。
[0014]一種石膏模具，包括底座、設(shè)于所述底座上的石膏模芯、設(shè)于所述石膏模芯四周的石膏邊墻及設(shè)于所述石膏邊墻上的所述模具蓋板。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述蓋板主體具有底部及頂部，所述底部中心向所述頂部方向凹陷并形成第一平面，所述底部周邊形成第二平面，所述第二平面的面積需小于或等于與其接觸的所述石膏邊墻的面積。
[0016]上述模具蓋板，包括具有底部及頂部的蓋板主體，蓋板主體中心設(shè)有用于砂漿流入的第一通孔，底部中心向頂部方向凹陷并形成第一平面，底部周邊形成第二平面，且第一通孔位于第一平面的中心。第一平面與第二平面之間形成有一定的高度差，當(dāng)砂漿從第一通孔流入石膏模具時(shí)，能夠利用上述高度差沿底部流入石膏模芯內(nèi)部，從而對坩堝坯體進(jìn)行澆注，其相比傳統(tǒng)平面的米字型蓋板設(shè)計(jì)而言，具有以下有益效果:
[0017]1、該模具蓋板無需使用凡士林，從而杜絕了米字槽處不吸水而導(dǎo)致的吸漿速度不一致的問題；
[0018]2、該模具蓋板的底面為非平面設(shè)計(jì)，其在澆注過程中砂漿的流速暢通，坩堝坯體澆注時(shí)間大大縮短；
[0019]3、該模具蓋板的制作工序簡單，后續(xù)修模方便；
[0020]4、經(jīng)過上述模具蓋板制作的坩堝坯體，坩堝坯體底部經(jīng)過打磨后，其應(yīng)力分布均勻，大大減少了坩堝坯體的底部因局部應(yīng)力集中而導(dǎo)致的缺陷問題，在后續(xù)的多晶硅鑄錠過程中不容易發(fā)生滲硅溢流等問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為石膏模具結(jié)構(gòu)主視圖；
[0022]圖2為實(shí)施方式I模具蓋板的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為實(shí)施方式I模具蓋板的主視圖；
[0024]圖4為模具蓋板的俯視圖；
[0025]圖5為實(shí)施方式2模具蓋板的主視圖；
[0026]圖6為實(shí)施方式3模具蓋板的主視圖。
[0027]其中，具體元器件對應(yīng)編號列表如下:
[0028]100、石膏模具110、210、310、模具蓋板
[0029]111、211、311、蓋板主體112、底部
[0030]1121、2121、3121、第一平面1122、2122、3122、第二平面
[0031]1123、2123、3123、過渡面113、頂部
[0032]114、第一通孔115、第二通孔
[0033]116、導(dǎo)流槽117、支撐腳
[0034]1171、鎖孔120、石膏邊墻
[0035]130、石骨模芯140、底座

【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。需要指出的是，本實(shí)施方式中所提及的“上”方為附圖1所示的上方，“下”方為附圖1所示的下方。
[0037]請參圖1，本實(shí)施方式揭示了一種石膏模具100，該石膏模具100由上至下依次包括模具蓋板110、石膏邊墻120、石膏模芯130及底座140。其中，石膏模芯130位于底座140上，石膏邊墻120位于石膏模芯130的四周，模具蓋板110位于石膏邊墻120上并與石膏模芯130相對設(shè)置。
[0038]請參圖2，為模具蓋板第一種實(shí)施方式的三維結(jié)構(gòu)示意圖，該模具蓋板110包括蓋板主體111，蓋板主體111具有與石膏模芯130相對的底部112及頂部113。底部112中心向頂部113方向抬升并形成第一平面1121，底部112周邊形成第二平面1122，第一平面1121與第二平面1122之間光滑過渡連接。蓋板主體111中心設(shè)有用于澆注砂漿的第一通孔114，第一通孔114位于上述第一平面1121的中心。
[0039]石骨模具100在?甘禍還體燒注過程中，首先將石骨模芯130放置在底座140上,其次將模具蓋板110放置在石骨邊墻120上。石骨模芯130與石骨邊墻120及模具蓋板110之間預(yù)留有一定的間隙，通過對設(shè)置在模具蓋板110上的第一通孔114內(nèi)澆注砂漿，并逐步填補(bǔ)上述間隙，以此形成多晶硅鑄錠過程中所使用的坩堝胚體。
[0040]請參圖2及圖3，第一平面1121呈矩形，第二平面1122呈矩形環(huán)狀。第二平面1122的面積需小于或等于與其接觸的石膏邊墻120的面積，從而便于從第一通孔114內(nèi)流入的砂漿能夠無阻礙的順著石膏邊墻120的側(cè)壁向石膏模芯130方向流入。需要指出的是，在其它實(shí)施方式中，第一平面1121還可以呈圓形或呈其它形狀，只要是能滿足注入第一通孔114內(nèi)的砂漿經(jīng)過第一平面1121后能夠均勻的流入石膏邊墻120的側(cè)壁面即可。
[0041]請參圖2及圖4，模具蓋板110的底部112還包括設(shè)置在第一平面1121與第二平面1122之間的過渡面1123，過渡面1123在垂直于蓋板主體111上的投影為直線，即整個(gè)底部112呈上小下大的金字塔形(無塔錐)結(jié)構(gòu)，其中，第一平面1121與過渡面1123之間光滑過渡連接，第二平面1122與過渡面1123之間光滑過渡連接。這種過渡連接結(jié)構(gòu)，有利于注入第一通孔114內(nèi)的砂漿的平穩(wěn)流動。此外，過渡面1123與第二平面1122之間的夾角不宜過大，若兩者之間的夾角過大則會導(dǎo)致經(jīng)過上述模具蓋板制作的坩堝坯體，后續(xù)需要被打磨掉的石英料較多，從而無法節(jié)約生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；并且，過渡面1123與第二平面1122之間的夾角不宜過小，若兩者之間的夾角過小，則達(dá)不到第一平面1121與第二平面1122之間的高度差異，從而達(dá)不到使注入第一通孔114內(nèi)的砂漿平穩(wěn)流動到石膏邊墻120各個(gè)角落的效果，這樣會導(dǎo)致坩堝坯體各個(gè)側(cè)壁之間吸漿速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的問題，致使坩堝出現(xiàn)裂紋。優(yōu)選方案中，過渡面1123與第二平面1122之間的夾角a為3° -30°。
[0042]除此之外，過渡面1123上還設(shè)有第二通孔115。上述第二通孔115可以作為澆注口使用，也可作為排氣孔使用。并且，第二通孔115可以均勻分布在所述過渡面1123上，也可以根據(jù)坩堝坯體澆注的實(shí)際情況對第二通孔115的位置進(jìn)行微調(diào)。請參圖3，本實(shí)施方式中的第二通孔115為四個(gè)，且均勻分布于過渡面1123的周邊。上述第二通孔115被作為排氣孔使用。在砂漿澆注的過程中，需要排除砂漿里面的空氣。傳統(tǒng)米字型蓋板的澆注口兼具澆注及排氣的功能。其排氣效果不佳，從而導(dǎo)致坩堝坯體經(jīng)常出現(xiàn)很多孔洞，上述孔洞尤其容易發(fā)生在坩堝坯體的四個(gè)拐角處，從而嚴(yán)重影響坩堝的品質(zhì)。本實(shí)施方式的模具蓋板110在氣體最難排出的位置(模具蓋板的四角)分別布有第二通孔115 (排氣口)，從而能夠有效解決了砂漿澆注的排氣問題。
[0043]模具蓋板110的底部112還包括向頂部113方向凹陷的導(dǎo)流槽116，導(dǎo)流槽116設(shè)于第一平面1121與第二平面1122之間，且均勻分布于底部112區(qū)域內(nèi)。本實(shí)施方式中的導(dǎo)流槽為四個(gè)，在底部112開設(shè)有導(dǎo)流槽116能夠?qū)⑸皾{引入待澆注的坩堝胚體區(qū)域，從而便于對砂漿的流向進(jìn)行有目的控制，并能夠有效的降低坩堝坯體各個(gè)側(cè)壁之間由于砂漿流量不均而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力問題。需要指出的是，在其他實(shí)施方式中，導(dǎo)流槽的數(shù)量可以為八個(gè)，十六個(gè)等，只要是能夠根據(jù)坩堝胚體的實(shí)際情況，能夠解決坩堝坯體各個(gè)側(cè)壁之間的內(nèi)應(yīng)力問題即可。
[0044]請參圖2及圖4，模具蓋板110的頂部113設(shè)有支撐腳117，從而便于模具蓋板110的存儲擺放。支撐腳117上還設(shè)有用于掛接的鎖孔1171，從而便于吊裝裝置將模具蓋板110吊裝到石膏邊墻130頂部。
[0045]請參圖5，為模具蓋板第二種實(shí)施方式的主視圖，該模具蓋板210與第一種實(shí)施方式所不同的是，其底部的第一平面2121與第二平面2122之間的過渡面2123在垂直于蓋板主體211上的投影為弧線。需要指出的是，在其它實(shí)施方式中，模具蓋板底部的過渡面在垂直于蓋板主體上的投影還可以為橢圓形或波浪形等其它線型。
[0046]請參圖6，為模具蓋板第三種實(shí)施方式的主視圖，該模具蓋板310的底部第一平面3121與第二平面3122之間的過渡面3123在垂直于蓋板主體311上的投影為臺階線。過渡面3123為臺階面，對待流入石膏邊墻130側(cè)壁的砂漿起到了緩流的作用，從而便于砂漿能夠平穩(wěn)的流入石膏邊墻130側(cè)壁，而不會產(chǎn)生由于砂漿急流而帶來的氣泡問題，從而降低坩堝坯體上出現(xiàn)孔洞的幾率，提高石英坩堝的品質(zhì)。
[0047]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種模具蓋板，包括蓋板主體，其特征在于，所述蓋板主體具有底部及頂部，所述底部中心向所述頂部方向凹陷并形成第一平面，所述底部周邊形成第二平面，所述蓋板主體中心設(shè)有第一通孔，所述第一通孔位于所述第一平面的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具蓋板，其特征在于，所述第一平面呈圓形或矩形，所述第二平面呈矩形環(huán)狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具蓋板，其特征在于，所述底部還包括設(shè)置在所述第一平面與所述第二平面之間的過渡面，所述過渡面在垂直于所述蓋板主體上的投影為直線、弧線或臺階線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模具蓋板，其特征在于，所述過渡面與所述第二平面之間的夾角為3° -30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的模具蓋板，其特征在于，所述過渡面上設(shè)有第二通孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的模具蓋板，其特征在于，所述第二通孔為四個(gè)，且均勻分布于所述過渡面的周邊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具蓋板，其特征在于，所述底部還設(shè)有向所述頂部方向凹陷的多個(gè)導(dǎo)流槽，所述導(dǎo)流槽設(shè)于所述第一平面與所述第二平面之間；所述導(dǎo)流槽均勻分布于所述底部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具蓋板，其特征在于，所述頂部設(shè)有支撐腳，所述支撐腳上設(shè)有鎖孔。
9.一種石膏模具，其特征在于，包括底座、設(shè)于所述底座上的石膏模芯、設(shè)于所述石膏模芯四周的石膏邊墻及權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的模具蓋板；所述模具蓋板設(shè)于所述石膏邊墻上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的石膏模具，其特征在于，所述模具蓋板包括蓋板主體，所述蓋板主體具有底部及頂部，所述底部中心向所述頂部方向凹陷并形成第一平面，所述底部周邊形成第二平面，所述第二平面的面積需小于或等于與其接觸的所述石膏邊墻的面積。
【文檔編號】B28B7/00GK203945463SQ201420288857
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】何釗煊, 張鳳, 廖祖?zhèn)? 鄧亮亮, 裴亮 申請人:徐州協(xié)鑫太陽能材料有限公司