一種高增透藍(lán)寶石晶棒制造設(shè)備及制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石制造設(shè)備，尤其是涉及一種高增透藍(lán)寶石晶棒制造設(shè)備及制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]藍(lán)寶石(Sapphire)是剛玉寶石中除紅色的紅寶石之外，其它顏色剛玉寶石的通稱，其主要成分為氧化鋁，是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵形式結(jié)合而成，其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。由于藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬，從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性，因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)度鐳射鏡片材料及光罩材料上，具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性等特點。藍(lán)寶石價格貴，而且是一種相當(dāng)難加工的材料，因此，在加工過程中應(yīng)該保證材料的最大利用率。
[0003]CN2014106257391公開了一種藍(lán)寶石晶體掏棒方法及刀具。其中，所述方法包括:使用第一掏棒刀沿預(yù)設(shè)方向掏棒到第一深度;使用第二掏棒刀從所述第一深度處沿預(yù)設(shè)方向繼續(xù)掏棒，直到掏棒完成;其中，所述第一掏棒刀的長度小于所述第二掏棒刀的長度。本發(fā)明的藍(lán)寶石晶體掏棒方法及刀具，由于第一掏棒刀的長度較短，力矩相對較小，在掏棒時，不易變形；而使用第二掏棒刀繼續(xù)掏棒時，其作用部能夠全部作用到藍(lán)寶石晶體上，受力均勻。但如何提升藍(lán)寶石晶棒的制作效率，是值得考慮的。
[0004]CN2012100441880公開了一種藍(lán)寶石單晶爐，包括爐體、坩禍和加熱線圈，所述爐體的上端設(shè)有開口，從所述爐體的開口處一直到爐體的底部固定安裝有保溫筒，所述保溫筒的上端設(shè)有蓋板，所述蓋板上設(shè)有提拉桿安裝孔，所述提拉桿安裝孔的左、右兩側(cè)邊分別設(shè)有氮氣輸入口和氮氣排出口，所述保溫筒的底部固定安裝有支撐座，所述支撐座上固定安裝有坩禍，所述坩禍的外壁上包裹一層石英圈，所述石英圈外繞有加熱線圈。但如何減少物料損失，同時提升制作設(shè)備使用壽命，是值得考慮的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種操作簡單、使用方便，能夠提升藍(lán)寶石晶棒制造效率，提升物料使用效率，延長設(shè)備使用壽命，提高安全系數(shù)的高增透藍(lán)寶石晶棒制造設(shè)備及制造工藝。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高增透藍(lán)寶石晶棒制造設(shè)備，包括粉碎裝置、集料裝置、鼓風(fēng)裝置、沖壓裝置、傳送帶、高溫?zé)Y(jié)裝置、掏棒裝置、耐高溫鼓風(fēng)機(jī)、支架以及終端控制裝置，其特征在于:所述粉碎裝置在所述支架上，所述粉碎裝置和所述支架固定連接;在所述粉碎裝置下方設(shè)有集料裝置，所述集料裝置與所述粉碎裝置固定連接;在所述集料裝置下端設(shè)有鼓風(fēng)裝置，所述鼓風(fēng)裝置與所述集料裝置固定連接;所述鼓風(fēng)裝置右上方設(shè)有沖壓裝置，所述沖壓裝置通過導(dǎo)管與所述鼓風(fēng)裝置固定連接;所述沖壓裝置下方設(shè)有傳送帶;所述傳動帶右方設(shè)有高溫?zé)Y(jié)裝置;所述高溫?zé)Y(jié)裝置上端設(shè)有掏棒裝置，所述掏棒裝置與所述高溫?zé)Y(jié)裝置固定連接;所述高溫?zé)Y(jié)裝置有右端還設(shè)有耐高溫鼓風(fēng)機(jī)，所述耐高溫鼓風(fēng)機(jī)與所述高溫?zé)Y(jié)裝置固定連接;所述沖壓裝置、掏棒裝置分別于所述支架固定連接;所述終端控制裝置設(shè)在所述粉碎裝置左端，所述粉碎裝置、鼓風(fēng)裝置、沖壓裝置、高溫?zé)Y(jié)裝置、掏棒裝置、耐高溫鼓風(fēng)機(jī)均與所述終端控制裝置電連接。
[0007]進(jìn)一步，所述粉碎裝置包括第一進(jìn)料口、第二進(jìn)料口、冷凝水循環(huán)裝置、減震裝置、粉碎裝置本體;所述第一進(jìn)料口、第二進(jìn)料口分別位于粉碎裝置本體上端和右上端，所述冷凝水循環(huán)裝置覆蓋在粉碎裝置本體上表面，與粉碎裝置本體固定連接;所述減震裝置覆蓋在粉碎裝置本體下表面，與粉碎裝置本體固定連接。
[0008]進(jìn)一步，所述集料裝置包括若干大小相同的集料漏斗、導(dǎo)料管、集料瓶;所述集料漏斗下方設(shè)有集料瓶，所述集料瓶通過導(dǎo)料管與所述集料漏斗固定連接。
[0009]進(jìn)一步，所述沖壓裝置包括引流管、沖壓模具、沖壓裝置本體、型腔以及胚體出口；在所述沖壓裝置本體內(nèi)部設(shè)有引流管、沖壓模具、型腔以及胚體出口；所述引流管下端設(shè)有沖壓模具、型腔;所述沖壓模具、型腔下方設(shè)有胚體出口；所述引流管、沖壓模具均與所述沖壓裝置本體固定連接，所述沖壓裝置本體與所述支架固定連接。
[0010]進(jìn)一步，所述高溫?zé)Y(jié)裝置包括燒結(jié)控制區(qū)、燒結(jié)發(fā)熱區(qū)、第一控制閥以及第二控制閥；所述燒結(jié)控制區(qū)包括燒結(jié)溫度加按鈕、燒結(jié)溫度減按鈕、燒結(jié)時間加按鈕、燒結(jié)時間減按鈕、溫度變化速率控制按鈕以及燒結(jié)保溫啟動按鈕。
[0011]進(jìn)一步，所述掏棒裝置包括盒體、掏棒刀刀體、可伸縮刀柄、磨削刃以及固定機(jī)構(gòu)，所述盒體通過固定機(jī)構(gòu)與支架固定連接，所述掏棒刀刀體設(shè)置在所述盒體內(nèi)部，所述可伸縮刀柄與所述盒體固定連接;在所述可伸縮刀柄下端設(shè)有掏棒刀刀體，在所述掏棒刀刀體下端面設(shè)有用于磨削藍(lán)寶石晶片的磨削刃，所述磨削刃與掏棒刀刀體固定連接。
[0012]進(jìn)一步，所述固定機(jī)構(gòu)與所述支架可拆卸。
[0013]進(jìn)一步，所述終端控制裝置包括用于控制粉碎裝置的粉碎控制開關(guān)、用于控制沖壓裝置的沖壓控制開關(guān)、用于控制沖壓壓強(qiáng)的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)按鈕、用于控制冷凝水循環(huán)裝置的冷凝控制開關(guān)、第一控制閥控制按鈕、第二控制閥控制按鈕、耐高溫鼓風(fēng)機(jī)開關(guān)、鼓風(fēng)裝置控制按鈕以及用于控制可伸縮刀柄的伸縮控制按鈕。一種高增透藍(lán)寶石晶棒制造工藝，包括如下步驟:
1)將高純度氧化鋁粉末放置于粉碎裝置中進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化粉碎，粉碎前，通過終端控制裝置將攪拌器的轉(zhuǎn)速設(shè)定為每分鐘660轉(zhuǎn)，同時加入2.0%的助劑，將冷凝水循環(huán)裝置開啟，能減少粉碎過程中物料損失，粉碎時，粉碎裝置上所設(shè)有的減震裝置能延長設(shè)備壽命，提升安全系數(shù)，所述粉碎裝置為超微粒粉碎機(jī)；
2)經(jīng)超微粒粉碎機(jī)之后，高純度氧化鋁粉末通過集料漏斗、導(dǎo)料管進(jìn)入所述集料瓶中，所述集料瓶與所述鼓風(fēng)裝置相連接，在鼓風(fēng)裝置的作用下，高純度氧化鋁粉末由導(dǎo)管進(jìn)入所述沖壓裝置內(nèi)；
3)在所述沖壓裝置執(zhí)行沖壓前，通過終端控制裝置將沖壓模具的沖壓壓強(qiáng)設(shè)置為25帕，高純度氧化鋁粉末進(jìn)入沖壓模具中的型腔內(nèi)，靜止時，型腔為正方體結(jié)構(gòu)，沖壓時，型腔開始變小，型腔內(nèi)的氧化鋁粉末經(jīng)過沖壓作用形成若干不規(guī)則氧化鋁胚體，胚體由所述胚體出口進(jìn)入位于沖壓裝置下方的傳送帶上；
4)不規(guī)則氧化鋁胚體通過傳送帶運(yùn)輸至高溫?zé)Y(jié)裝置內(nèi)，燒結(jié)前，通過所述高溫?zé)Y(jié)裝置控制區(qū)設(shè)置燒結(jié)溫度為1220攝氏度?1230攝氏度，燒結(jié)保溫時間為4小時?4.5小時，同時通過所述終端控制裝置關(guān)閉所述第一控制閥，開啟所述第二控制閥，啟動耐高溫鼓風(fēng)機(jī)，并通過通孔向所述掏棒裝置發(fā)出熱流，燒結(jié)時，氧化鋁胚體解體，氧化鋁晶體顆粒在熱流的帶動下，在掏棒裝置的盒體內(nèi)部結(jié)成塊體；
5)燒結(jié)完成后，當(dāng)盒體內(nèi)氧化鋁塊體的高度大于掏棒刀刀體的高度時，通過所述終端控制裝置啟動掏棒刀體，掏棒刀開始向下掏棒，掏棒結(jié)束之后，通過所述終端控制裝置啟動可伸縮刀柄，使掏棒刀刀體向上提升，掏棒完成。
[0014]6)拆下掏棒裝置上的固定機(jī)構(gòu)，取出藍(lán)寶石晶棒。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明操作簡單、使用方便，本發(fā)明設(shè)有的粉碎裝置、集料裝置、鼓風(fēng)裝置、沖壓裝置、傳送帶、高溫?zé)Y(jié)裝置、掏棒裝置、耐高溫鼓風(fēng)機(jī)、支架以及終端控制裝置集藍(lán)寶石粉碎、燒結(jié)、掏棒等工藝為一體，能提升藍(lán)寶石晶棒的制作效率;覆蓋在粉碎裝置本體上表面的冷凝水循環(huán)裝置能使降低粉碎時粉碎機(jī)的溫度，從而減少物料損失，提升物料使用效率;覆蓋在粉碎裝置本體下表面的減震裝置能使延長粉碎機(jī)的