一种浇铸装置的制作方法

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1.本技术涉及浇铸技术领域，特别涉及一种浇铸装置。

背景技术：

2.iii-v化合物是元素周期表中iii族的b，al，ga，in和v族的n，p，as，sb形成的化合物，包括砷化镓、磷化铟和氮化镓等。在砷化镓、磷化铟和氮化镓等的晶体制备过程中，用无水高纯氧化硼作为液封剂，要求氧化硼纯度≥99.999％、含水量≤150ppm、含硅量≤1ppm。
3.现有技术中公开了一种用于铸造高纯度无水氧化硼的铸模装置，在高纯度无水氧化硼的浇铸过程中，自动化程度低且不易控制高纯度无水氧化硼的浇铸流速。

技术实现要素：

4.本技术提出了一种浇铸装置，以克服浇铸装置自动化程度低且不易控制高纯度无水氧化硼的浇铸流速的问题。
5.为了实现上述目的，本技术提供了一种浇铸装置，包括：
6.封闭容器，用于承装浇铸物料，所述封闭容器的出料口能够与不同直径的出料嘴可拆卸连接，以调节所述浇铸物料的流速；
7.加热器，用于加热所述浇铸物料以使所述浇铸物料呈熔融状态，熔融状态的所述浇铸物料自所述出料嘴排出；
8.浇铸模具，位于所述出料口的下方，用于接收熔融状态的所述浇铸物料，以使熔融状态的所述浇铸物料在所述浇铸模具内成型；
9.电子秤，用于称量所述浇铸模具内的所述浇铸物料的质量；
10.出料机构，能够控制所述出料口出料，所述出料机构包括堵头、驱动组件和升降杆，
11.所述堵头位于所述封闭容器内，能够封堵所述出料口，
12.所述驱动组件位于所述封闭容器外，与所述电子秤通信连接，
13.所述升降杆的下端位于所述封闭容器内且与所述堵头连接，所述升降杆的上端穿过所述封闭容器与所述驱动组件连接，以使所述驱动组件驱动所述升降杆带动所述堵头上下运动。
14.优选地，在上述浇铸装置中，所述驱动组件包括电机、丝杠和螺母，
15.所述电机与所述丝杠连接，所述螺母与所述丝杠螺纹连接且所述螺母与所述升降杆连接，以在所述电机驱动所述丝杠转动时，所述螺母带动所述升降杆升降。
16.优选地，在上述浇铸装置中，所述丝杠上设置有限位件，用于对所述螺母的上升位置和下降位置进行限位。
17.优选地，在上述浇铸装置中，所述出料口为喇叭形出料口，所述堵头与所述出料口配合的一侧为半球形。
18.优选地，在上述浇铸装置中，所述加热器为感应加热线圈，所述感应加热线圈套设
在所述封闭容器上。
19.优选地，在上述浇铸装置中，还包括导热罩，套设在所述封闭容器上，所述导热罩上套设所述感应加热线圈，所述导热罩用于传递所述感应加热线圈的热量至所述封闭容器，
20.所述导热罩的下端设置有供所述出料嘴伸出的孔。
21.优选地，在上述浇铸装置中，所述导热罩为pbn坩埚。
22.优选地，在上述浇铸装置中，所述封闭容器为石墨坩埚。
23.优选地，在上述浇铸装置中，所述浇铸模具为铂金坩埚。
24.优选地，在上述浇铸装置中，所述堵头为bn堵头，所述升降杆为bn升降杆。
25.本技术实施例提供的浇铸装置，包括封闭容器、加热器、浇铸模具、电子秤和出料机构。加热器对封闭容器内的浇铸物料进行加热，以使浇铸物料呈熔融状态，能够从出料口排出，自封闭容器排出的呈熔融状态的物料在浇铸模具内成型，封闭容器的出料口能够与不同直径的出料嘴连接，以对浇铸物料的流速进行调节，提高浇铸精度；电子秤与出料机构通信连接，出料机构的驱动组件根据目标质量与电子秤称量的浇铸模具内的浇铸物料的质量的差值进行启动或停止，实现出料口出料的自动控制，提高了浇铸装置的自动化程度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些示例或实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，而且还可以根据提供的附图将本技术应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
27.图1是本技术的浇铸装置的结构示意图。
28.其中：
29.1、封闭容器，2、加热器，3、出料嘴，4、浇铸模具，5、电子秤，6、出料机构，61、堵头，62、升降杆，63、电机，64、丝杠，65、螺母，7、导热罩，8、密封盖，9、支架。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.应当理解，本技术中使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
33.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包
括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
34.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
35.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
36.本技术中使用了流程图用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
37.请参阅图1。
38.本技术一些实施例公开了一种浇铸装置，包括封闭容器1、加热器2、浇铸模具4、电子秤5和出料机构6。
39.封闭容器1用于盛装浇铸物料，此处需要说明的是，浇铸物料装入封闭容器1时为非熔融状态，只有在加热器2对封闭容器1内的浇铸物料加热至一定温度且维持一段时间后，浇铸物料会呈熔融状态。
40.封闭容器1的上端设置进料口，封闭容器1的下端设置出料口，进料口通过密封盖封堵，防止外界杂质通过进料口进入封闭容器1内，造成封闭容器1内的浇铸物料污染，封闭容器1的下端设置有出料口，出料口能够与不同直径的出料嘴3可拆卸连接，熔融状态的浇铸物料自出料口排出的流速由出料嘴3控制，达到控制浇铸精度的目的。
41.加热器2用于加热浇铸物料以使浇铸物料呈熔融状态，熔融状态的物料自出料嘴3排出至浇铸模具4内。
42.电子秤5用于称量浇铸模具4内浇铸物料的质量，浇铸模具4放置在电子秤5上后，电子秤5需要进行去皮操作，保证电子秤5称量的是浇铸模具4内浇铸物料的质量。
43.出料机构6能够控制出料口出料和不出料，出料口出料时，出料机构6不对出料口进行封堵，出料口不出料时，出料机构6对出料口进行封堵。
44.本技术公开的出料机构6与电子秤5通信连接，出料机构6能够根据电子秤5称量的浇铸物料的质量自动控制出料口出料和不出料。本技术中设定浇铸模具4内需要的浇铸物料的质量为目标质量，在目标质量与电子秤5称量浇铸模具4内浇铸物料的质量的差值高于预设差值时，出料机构6控制出料口出料，在目标质量与电子秤5称量浇铸模具4内浇铸物料的质量低于或等于预设差值时，出料机构6控制出料口不出料。此处需要说明的是，目标质量和预设差值由本领域技术人员根据生产的实际需要进行设定，在此不做具体限定。
45.具体的，本技术中出料机构6包括堵头61、驱动组件和升降杆62。
46.堵头61位于封闭容器1内，能够对出料口进行封堵，进而阻止封闭容器1内呈熔融状态的浇铸物料自出料口流至出料嘴3；
47.升降杆62的下端位于封闭容器1内且与堵头61连接，升降杆62的上端穿过封闭容器1与驱动组件连接，驱动组件通过升降杆62带动堵头61升降，以对出料口进行封堵和不封堵；
48.驱动组件位于封闭容器1外，且与电子秤5通信连接，在目标质量与电子秤5称量浇铸模具4内浇铸物料的质量的差值高于预设差值时，驱动组件启动，通过升降杆62带动堵头61上升至预设高度，驱动组件停止，以使堵头61不对出料口进行封堵，出料口出料，在目标质量与电子秤5称量浇铸模具4内浇铸物料的质量低于或等于预设差值时，驱动组件启动，通过升降杆62带动堵头61下降至堵头61封堵出料口，驱动组件停止，出料口不出料。
49.本技术公开的浇铸装置，包括封闭容器1、加热器2、浇铸模具4、电子秤5和出料机构6。加热器2对封闭容器1内的浇铸物料进行加热，以使浇铸物料呈熔融状态，能够从出料口排出，自封闭容器1排出的呈熔融状态的物料在浇铸模具4内成型，封闭容器1的出料口能够与不同直径的出料嘴3连接，以对浇铸物料的流速进行调节，提高浇铸精度；电子秤5与出料机构6通信连接，出料机构6的驱动组件根据目标质量与电子秤5称量的浇铸模具4内的浇铸物料的质量的差值进行启动或停止，实现出料口出料的自动控制，提高了浇铸装置的自动化程度。
50.在本技术的一些实施例中，驱动组件包括电机63、丝杠64和螺母65。如图1所示，丝杠64与升降杆62平行，均沿竖直方向设置，电机63与丝杠64的轴线方向的一端连接，丝杠64上螺纹连接螺母65，螺母65与升降杆62连接。
51.具体的，电机63驱动丝杠64向第一方向转动，螺母65沿丝杠64的轴线方向向上运动，带动升降杆62向上运动，升降杆62带动堵头61向上运动，不对出料口进行封堵；
52.电机63驱动丝杠64向第二方向转动，螺母65沿丝杠64的轴线方向向下运动，带动升降杆62向下运动，升降杆62带动堵头61向下运动，对出料口进行封堵。
53.为了防止堵头61过度上升或过度下降，本技术在丝杠64上设置有限位件，用于对螺母65的上升位置和下降位置进行限位。
54.本技术中限位件的个数为两个，其中一个用于对螺母65的上升位置进行限位，另一个用于对螺母65的下降位置进行限位。
55.限位件与丝杠64可以是固定连接，也可以是可拆卸连接。限位件与丝杠64可拆卸连接可以实现限位件在丝杠64上的位置可调，提高浇铸装置的通用性。
56.限位件可以为机械结构，通过机械结构限制螺母65在丝杠64上的运动，例如限位件为限位块或限位板等；
57.限位件也可以为传感器或行程开关，传感器或行程开关与电机63通信连接，在传感器或行程开关检测螺母65达到上升或下降的极限位置后，传感器或行程开关控制电机63停止运行。
58.如图1所示，出料口为喇叭形的出料口，堵头61与出料口配合的一侧为半球形。
59.本技术中公开的加热器2为感应加热线圈，感应加热线圈套设在封闭容器1上。
60.感应加热线圈是一种电感线圈，经过合理散布感应磁场来满足加热需求。
61.本技术需要在感应加热线圈的外部设置保温层，以减少能量的损失。
62.为了对感应线圈起到保护作用，同时提高对封闭容器1内浇铸物料的加热效果，本技术公开的浇铸装置还包括导热罩7。
63.如图1所示，导热罩7套设在封闭容器1上，且导热罩7上套设感应加热线圈，感应加热线圈产生的热量通过导热罩7传递给封闭容器1，使得封闭容器1各处受热均匀。
64.导热罩7的下端需要开设供出料嘴3伸出的孔，防止导热罩7影响封闭容器1出料。
65.在本技术的一些实施例中，导热罩7为石墨坩埚；
66.封闭容器1为pbn(热解氮化硼)坩埚，pbn坩埚的开放端不进行密封，pbn坩埚位于导热罩7内，导热罩7为密封导热罩。具体的，石墨坩埚形成的导热罩7的上端为开放端，石墨坩埚的开放端通过密封盖8密封，优选地，密封盖8与石墨坩埚的开放端螺纹连接。本技术通过密封盖8与石墨坩埚配合在石墨坩埚内形成密封空间，pbn坩埚位于该密封空间内。
67.浇铸模具4为铂金坩埚；
68.堵头61为bn(氮化硼)堵头61，升降杆62为bn(氮化硼)升降杆62。
69.本技术公开的浇铸装置还包括支架9，如图1所示，支架为l型支架，l型支架包括水平支撑台和竖直支撑杆，其中，水平支撑台用于支撑电子秤5，竖直支撑杆上安装出料机构6。
70.如下给出了两种实施例。
71.实施例1、浇铸质量20
±
0.5g氧化硼块状：
72.将提纯后的氧化硼装入pbn坩埚中，将装好氧化硼的pbn坩埚放入带有石墨坩埚的感应加热线圈中，升降杆62穿过密封盖，带动堵头61对pbn坩埚的出料口进行封堵。
73.1)pbn坩埚选取直径100mm，高度400mm，厚度1.5mm，出料嘴3直径5mm；
74.2)堵头61优选氮化硼，堵头61与出料口配合的面为直径6mm的半球面；
75.3)升降杆62优选氮化硼，直径10mm；
76.4)氧化硼纯度为99.999％；
77.升降杆62上端通过螺母65连接丝杠64，丝杠64的顶部连接电机63，电机63正转，丝杠64做上升动作，电机63反转，丝杠64做下降动作，电机63上设置有限位装置，pbn坩埚的出料嘴3从石墨坩埚的底部穿出，露出2～3cm，出料嘴3的下端放置有电子秤5，电子秤5上面放有铂金坩埚，开启加热电源，以10℃/min速率开始升温，2小时后达到1200℃，保温30min，此时pbn坩埚内氧化硼处于熔融状态，铂金坩埚放置在电子秤5上，启动电子秤5，设定好电子秤5的质量程序，若电子秤5称量的质量＜19.5g，程序将控制电机63进行正转，通过丝杠64带动升降杆62提起，此时熔融状态的氧化硼从pbn坩埚的出料嘴3流出，当铂金坩埚内氧化硼的质量达到19.5g时，程序将控制电机63进行反转，丝杠64带动升降杆62下降，升降杆62前端的堵头61的半球面将pbn坩埚的出料口堵住，氧化硼不再流出，此时将铂金坩埚迅速转移到干燥的容器中。
78.电子秤5在显示负数情况下，程序自动暂停，直到有新的铂金坩埚放入电子秤5后，程序将自动开启。
79.将氧化硼从铂金坩埚中分离出来，得到的是一个圆饼状透明的氧化硼固体，进行取样分析，氧化硼纯度＞99.999％，si含量＜1ppm，水含量小于150ppm。氧化硼质量为20.3g。
80.实施例2、浇铸质量20
±
0.5g氧化硼块状。
81.将提纯后的氧化硼装入pbn坩埚中，将装好氧化硼的pbn坩埚放入带有石墨坩埚的感应加热线圈中，升降杆62穿过密封盖，带动堵头61对pbn坩埚的出料口进行封堵。
82.1)pbn坩埚选取直径100mm，高度400mm，厚度1.5mm，出料嘴3直径3mm；
83.2)堵头61优选氮化硼，堵头61与出料口配合的面为直径6mm的半球面；
84.3)升降杆62优选氮化硼，直径10mm；
85.8)氧化硼优选纯度为99.999％；
86.升降杆62上端通过螺母65连接丝杠64，丝杠64顶部连接电机63，电机63正转，丝杠64做上升动作，电机63反转，丝杠64做下降动作，电机63上设置有限位装置，pbn坩埚的出料嘴3从石墨坩埚的底部穿出，露出2～3cm，出料嘴3的下端放置有电子秤5，电子秤5上面放有铂金坩埚，开启加热电源，以10℃/min速率开始升温，2小时后达到1200℃，保温30min，此时pbn坩埚内氧化硼处于熔融状态，铂金坩埚放置在电子秤5上，启动电子秤5，设定好电子秤5的质量程序，若质量＜19.5g，程序将控制电机63进行正转，通过丝杠64带动升降杆62提起，此时熔融状态的氧化硼从pbn坩埚的出料嘴3里流出，当铂金坩埚内氧化硼质量达到19.5g时，程序将控制电机63进行反转，通过丝杠64带动升降杆62下降，升降杆62前端的堵头61的半球面将pbn坩埚出料嘴3堵住，氧化硼不再流出，此时将铂金坩埚迅速转移到干燥的容器中。
87.电子秤5在显示负数情况下，程序自动暂停，直到有新的铂金坩埚放入电子秤5后，程序将自动开启。
88.将氧化硼从铂金坩埚中分离出来，得到的是一个圆饼状透明的氧化硼固体，进行取样分析，氧化硼纯度＞99.999％，si含量＜1ppm，水含量小于150ppm。氧化硼质量为20.1g。
89.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：

1.一种浇铸装置，其特征在于，包括：封闭容器(1)，用于承装浇铸物料，所述封闭容器(1)的出料口能够与不同直径的出料嘴(3)可拆卸连接，以调节所述浇铸物料的流速；加热器(2)，用于加热所述浇铸物料以使所述浇铸物料呈熔融状态，熔融状态的所述浇铸物料自所述出料嘴(3)排出；浇铸模具(4)，位于所述出料口的下方，用于接收熔融状态的所述浇铸物料，以使熔融状态的所述浇铸物料在所述浇铸模具(4)内成型；电子秤(5)，用于称量所述浇铸模具(4)内的所述浇铸物料的质量；出料机构(6)，能够控制所述出料口出料，所述出料机构(6)包括堵头(61)、驱动组件和升降杆(62)，所述堵头(61)位于所述封闭容器(1)内，能够封堵所述出料口，所述驱动组件位于所述封闭容器(1)外，与所述电子秤(5)通信连接，所述升降杆(62)的下端位于所述封闭容器(1)内且与所述堵头(61)连接，所述升降杆(62)的上端穿过所述封闭容器(1)与所述驱动组件连接，以使所述驱动组件驱动所述升降杆(62)带动所述堵头(61)上下运动。2.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述驱动组件包括电机(63)、丝杠(64)和螺母(65)，所述电机(63)与所述丝杠(64)连接，所述螺母(65)与所述丝杠(64)螺纹连接且所述螺母(65)与所述升降杆(62)连接，以在所述电机(63)驱动所述丝杠(64)转动时，所述螺母(65)带动所述升降杆(62)升降。3.根据权利要求2所述的浇铸装置，其特征在于，所述丝杠(64)上设置有限位件，用于对所述螺母(65)的上升位置和下降位置进行限位。4.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述出料口为喇叭形出料口，所述堵头(61)与所述出料口配合的一侧为半球形。5.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述加热器(2)为感应加热线圈，所述感应加热线圈套设在所述封闭容器(1)上。6.根据权利要求5所述的浇铸装置，其特征在于，还包括导热罩(7)，套设在所述封闭容器(1)上，所述导热罩(7)上套设所述感应加热线圈，所述导热罩(7)用于传递所述感应加热线圈的热量至所述封闭容器(1)，所述导热罩(7)的下端设置有供所述出料嘴(3)伸出的孔。7.根据权利要求6所述的浇铸装置，其特征在于，所述导热罩(7)为pbn坩埚。8.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述封闭容器(1)为石墨坩埚。9.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述浇铸模具(4)为铂金坩埚。10.根据权利要求1所述的浇铸装置，其特征在于，所述堵头(61)为bn堵头，所述升降杆(62)为bn升降杆。

技术总结

本申请实施例公开了一种浇铸装置，包括封闭容器、加热器、浇铸模具、电子秤和出料机构。加热器对封闭容器内的浇铸物料进行加热，以使浇铸物料呈熔融状态，能够从出料口排出，自封闭容器排出的呈熔融状态的物料在浇铸模具内成型，封闭容器的出料口能够与不同直径的出料嘴连接，以对浇铸物料的流速进行调节，提高浇铸精度；电子秤与出料机构通信连接，出料机构的驱动组件根据目标质量与电子秤称量的浇铸模具内的浇铸物料的质量的差值进行启动或停止，实现出料口出料的自动控制，提高了浇铸装置的自动化程度。置的自动化程度。置的自动化程度。