[发明专利]一种人造宝石成型的方法及专用宝石炉

说明书

本发明属于一般的塑性状态物质成型，涉及一种人造宝石的提拉成型方法及专用宝石炉。

人造宝石系列产品是国际上近几年发展起来的高科技产品，所谓人造宝石，即三氧化二铝，具有抗磨、耐高温、耐腐蚀等特性，被广泛地应用在国防，精密仪表、手饰、手表等行业，如高档次手表的表镜，即由人造宝石取代了过去的有机玻璃和石英玻璃。但人造宝石产品的成型相当困难，需要在高温下进行，要求操作人员有丰富的经验。目前人造宝石成型主要是“岩熔法”，即将原料在高温炉内熔化，然后拿到炉外制成圆柱形坯料，再将这种坯料拿回到炉内回火，然后将经过回火的坯料切成所需形状，进行磨削、抛光。这种方法生产效率低、污染环境，对操作者要求高。并且在将原料从炉内拿到炉外制成坯料，再拿到炉内回火这段过程中，由于温度变化大，内应力变化大，坯料很容易炸裂，所以，用“岩熔法”生产出的成品率也只有50%左右。

本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种能将人造宝石一次提拉成形的方法及专用宝石加热炉。这种方法能避免现有技术由于反复出炉制坯和回火所引起的炸裂，从而提高工效，减少废品率。也能减化生产工艺和降低对操作者的技术要求。为实现这种方法，本发明还需要有一个专用宝石炉与之配合。

为达到上述目的，本发明采用一个密闭的宝石炉，将人造宝石原料装入宝石炉的钼制坩锅内;然后将炉内抽成真空，真空度到10^-2mm水柱，再向里边充入惰性气体，如氩气。然后将炉内的原料加热到人造宝石的熔化温度以使其熔化，将冷态的三氧化二铝涂于提拉杆底部，使其与坩锅里模具内熔化的人造宝石液体接触，然后向上提拉，即可成型。

宝石炉由炉体、电极和支撑板组成。支撑板安装在两个电极上，炉体上有抽真空用的孔和充保护性气体的孔，保护罩和钳锅放在支板上。

本发明的优点是工艺简单，能将人造宝石一次提拉成型，显著的提高工效和减少废品率。在整个生产过程中能大大的减少对环境的污染。

图1是本发明的宝石炉的主视图;

图2是本发明的宝石炉的C-C剖视图。

下面详细说明并提供实施例

首先将人造宝石原料用化学方法处理，以清除其表面的杂质。然后将其烘干放入钼制的坩锅内，这种坩锅内有一个与坩锅为一体的模具。这个模具可以有各种形状，根据所需成型的产品而定。每个模具的下端均有小孔。将人造宝石原料放入宝石炉的坩锅内加热，待到超过2053℃，即人造宝石的熔点，熔化的人造宝石液体经模具下部的小孔进入模具并将其充满后，将底部粘有冷态三氧化二铝的提拉杆与模具内的原料液体接触，这时液态三氧化二铝遇冷与提拉杆粘接在一起，然后向上提升提拉杆，这样坩锅内熔化的原料即经过模具被提拉杆拉出不同形状。

所述的人造宝石炉，有一个炉体1，在炉体1的底板上安装有两根电极6，两根电极6的上端有螺纹，并安装有一个支板7，在支板7上有一个保温罩2，保温罩2顶部有一个孔，一根提拉杆8穿过宝石炉的顶部和保温罩2顶部的孔伸入到炉内。在支板上还有一个坩锅4，在坩锅4内固定有一个模具5;在坩锅上部有一带孔的上盖3。在炉体1上还有用来将炉内抽成真孔的孔1A和向炉内充保护性气体的孔1B。

生产时，首先用管路将炉体上的孔1A与真空泵相连，将孔1B与惰性气体泵相连。将清洗烘干后的原料放入钼制坩锅，置于支板上。扣好保温罩并调整好提拉杆与坩锅的相对位置，关闭炉门。用真空泵将炉内空气抽出，真空度到10^-2mm水柱即可，然后向炉内充入惰性气体，如氩气，以免炉体在高温下氧化损坏。将电极通电使电极发热并通过安装在电极上的支板将热量传递给坩锅和原料。待原料被加热到超过2053℃，即人造宝石的熔化温度，用底部粘有冷态三氧化二铝的提拉杆向下与坩锅上端，也就是模具内的液体接触。已熔化成液态的人造宝石原料与冷态的人造宝石料接触后迅速降温并与其粘接在一起。这时，向上提升提拉杆，坩锅内的液态原料便经过模具被提出。液体离开模具后即开始凝固。由于保温罩内和炉内温度变化缓慢，熔化的原料被提拉成型后，缓慢冷却。以后每经过每10分钟将炉内温度降温200℃，待降到900-1200℃，即可停炉。由于工件在炉内是缓慢冷却，内应力变化小，避免了岩熔法由于快速出炉和快速入炉所引起的炸裂现象，所以废品率低，试验表明废品率在5%以下。