專利名稱：鉑合金錐形漏嘴加工工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鉑合金錐形漏嘴加工工藝，屬于玻璃纖維拉絲漏板加工制作領(lǐng)域，尤其涉及池窯拉絲用鉑合金漏板的漏嘴加工工藝。
背景技術(shù)：
目前玻璃纖維池窯拉絲用鉑合金漏板的漏嘴形狀有兩種柱形漏嘴和錐形漏嘴。柱形漏嘴呈管柱狀。錐形漏嘴的內(nèi)壁呈圓柱型，外部呈圓錐形，且嘴部直徑小于根部直徑。實(shí)踐證明，在玻璃纖維池窯拉絲生產(chǎn)中，與柱形漏嘴相比較，錐形漏嘴具有拉絲冷卻效果好、無析晶和漫流現(xiàn)象發(fā)生、拉絲作業(yè)穩(wěn)定，產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，由于錐形漏嘴的根部壁厚相對(duì)較厚，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，提高了使用壽命，因而被公認(rèn)為是當(dāng)前玻璃纖維池窯拉絲用鉑合金漏板制作的發(fā)展方向。
在漏板底板加工技術(shù)中，漏嘴加工是重中之重，漏嘴加工的好壞與漏板的使用壽命及玻璃纖維拉絲產(chǎn)量息息相關(guān)。池窯拉絲用漏板漏嘴，材質(zhì)價(jià)格昂貴，為鉑銠合金；漏嘴個(gè)數(shù)較多，一般來說均在800孔以上；漏嘴孔徑φd較小，φd＝1.6～2.0毫米；壁厚b較薄，壁厚b＝0.2～0.7毫米；錐形漏嘴長(zhǎng)度L短，L＝5～6毫米；尤其是錐形漏嘴，外圓錐面錐角α小，α＝8°，加工精度要求極高，不同的加工工藝，將影響漏嘴的使用壽命及拉絲產(chǎn)量。
目前，鉑合金錐形漏嘴加工生產(chǎn)工藝有兩種一種是整體沖壓工藝。即在鉑合金漏板底板上，利用整體漏板模具直接沖壓拉伸出漏嘴，嘴、板為一體。其存在的問題是鉑合金底板坯料經(jīng)過沖壓、拉伸變形，漏嘴部位材質(zhì)明顯疏松，機(jī)械強(qiáng)度也有所降低，大大縮短了使用壽命；常常還會(huì)出現(xiàn)個(gè)別漏嘴拉斷、開裂現(xiàn)象，直接造成整體底板報(bào)廢，浪費(fèi)嚴(yán)重。此外，整體沖壓工藝是整板或分塊沖壓，由于漏嘴在漏板上排列非常緊密，因而單個(gè)漏嘴沖壓模具空間非常狹窄，模具結(jié)構(gòu)很小，導(dǎo)致模具單位體積上承受的壓力很大，因此對(duì)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工精度和材質(zhì)要求極高；再者，漏板模具通用性差，很難滿足不同尺寸、不同排列的漏嘴加工的需要。
另一種漏嘴加工工藝，是將一塊漏板所需使用的成百上千個(gè)錐形漏嘴用數(shù)控機(jī)床逐個(gè)車削加工。這種加工方法除了因?yàn)榻饘俚那邢骷庸すに嚂?huì)影響漏嘴的強(qiáng)度和韌性外，還在于其生產(chǎn)效率過低(每分鐘只能加工3～4只)，不便于批量生產(chǎn)；再加上加工切屑多，不易回收，昂貴的鉑合金損耗高達(dá)1.5％，使得生產(chǎn)成本過高。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問題，本發(fā)明提出一種鉑合金錐形漏嘴冷鐓加工工藝。它是根據(jù)金屬塑性成型原理，將冷態(tài)的金屬坯料放入安裝在壓力機(jī)上的模具型腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的前沖速度作用下，迫使金屬坯料在模腔中進(jìn)行一次或多次擠鐓，從而獲得所需的形狀、尺寸以及具有一定機(jī)械性能的擠壓件。用這種工藝加工出的鉑合金漏嘴材質(zhì)緊密、強(qiáng)度高；性能穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)；鉑合金下角料內(nèi)孔連皮可完全回收，損耗低；同時(shí)加工周期短，效率高。
冷鐓加工工藝的制訂，需要根據(jù)所用材質(zhì)，選擇合理的許用變形程度。許用變形程度越大，工序就越少，則生產(chǎn)率就越高。但因此單位壓力也要增大，這就有可能超出模具所允許的單位壓力極限值，導(dǎo)致模具的損壞。針對(duì)需加工的漏嘴材料為鉑合金材料的具體情況，根據(jù)體積不變?cè)砗妥钚∽枇Χ桑?jīng)過計(jì)算和試驗(yàn)，總結(jié)出本發(fā)明的生產(chǎn)工藝按以下六個(gè)步驟進(jìn)行鉑合金錐形漏嘴加工工藝，包括軟化處理工序、切斷工序、整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序，其工藝步驟和工藝條件如下一、軟化處理工序坯料初始直徑ΦD1等于漏嘴嘴部外徑尺寸。將鉑合金原材料制備成初始直徑為ΦD1的細(xì)長(zhǎng)絲坯，進(jìn)行退火軟化處理；二、切斷工序按漏嘴的體積不變?cè)碛?jì)算出漏嘴坯料初始長(zhǎng)度L1，將上道工序的絲坯通過輸料裝置進(jìn)給，進(jìn)給L1長(zhǎng)度時(shí)，用刀具切斷；三、整形工序由上道工序得到的坯料，移至壓力機(jī)上的預(yù)整型模A的凹模2腔內(nèi)，由預(yù)整型模A的凸模1前沖進(jìn)行預(yù)整形；經(jīng)預(yù)整形模A預(yù)整形后的錐形漏嘴半成品，再由預(yù)整型模A頂桿4頂出后，移至整形模B的凹模2腔內(nèi)，由整形模B的凸模1前沖完成整形作業(yè)；四、反擠工序經(jīng)整形模B整形后的錐形漏嘴半成品，由整形模B頂桿4頂出，移至反擠模C的凹模2腔內(nèi)，由反擠模C的凸模1前沖完成反擠；五、鐓擠成型工序經(jīng)反擠模C反擠后的錐形漏嘴半成品，由反擠模C頂桿4頂出，移至鐓擠模D的凹模2腔內(nèi)，由鐓擠模D的凸模1前沖完成鐓擠成型，完成預(yù)沖孔；
六、沖孔工序經(jīng)鐓擠模D鐓擠成型的錐形漏嘴半成品，由頂桿4頂出，移至沖孔模E的凹模2腔內(nèi)，由沖孔模E的凸模1前沖沖孔，直至沖通內(nèi)孔，并整體回收內(nèi)孔連皮，最終達(dá)到錐形漏嘴的設(shè)計(jì)要求。
在軟化處理工序中，退火軟化處理溫度為1050-1150℃，處理時(shí)間為0.5-1小時(shí)；在整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序中，前沖壓力為300～700牛頓，前沖速度為0.05～0.2米/秒。
生產(chǎn)實(shí)踐表明，采用本發(fā)明工藝制作的錐形漏嘴組裝而成的漏板，生產(chǎn)周期明顯低于整體沖壓和切削加工制作漏嘴組裝而成的漏板，鉑合金加工損耗低，使用性能穩(wěn)定，同時(shí)大大提高了拉絲作業(yè)生產(chǎn)效率，拉絲產(chǎn)量高，漏板壽命長(zhǎng)。本發(fā)明制作的錐形漏嘴漏板已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)池窯、球窯的玻璃纖維拉絲生產(chǎn)中，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
表1列出了部分國內(nèi)、外加工池窯漏板用戶考核性能數(shù)據(jù)對(duì)比(以1600孔漏板作參照)。
表1 部分國內(nèi)、外加工池窯漏板用戶考核性能數(shù)據(jù)對(duì)比表



圖1為坯料尺寸示意圖；圖2為模A結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為模B結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為模C結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為模D結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為模E結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為錐形漏嘴結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1以制造1600孔漏板的錐形漏嘴為例，所需材質(zhì)為鉑銠10，漏嘴根部外徑ΦD＝2.8毫米，嘴部外徑ΦD1＝2.4毫米，內(nèi)孔孔徑Φd＝1.6毫米，錐形漏嘴長(zhǎng)L＝5.5毫米，外圓錐面錐角α＝8°。
如圖2-圖6所示，本發(fā)明使用的壓力機(jī)中有5套模具，分別為模A、模B、模C、模D及模E，其中模A、模B、模C及模D結(jié)構(gòu)相似，均由凸模1、凹模2、壓模3、頂桿4和下模座5組成，模E因需回收多余料內(nèi)孔連皮，還設(shè)有出料斜槽6。
模A為預(yù)整形模，凸模1和頂桿4頭部均呈細(xì)柱狀，頂端均有錐形凸起，作用是在坯料兩端形成中心窩孔，以利后續(xù)工序找準(zhǔn)中心。凹模2裝在下模座5中，由壓模3固定。凹模2孔腔為直孔，孔徑為φ2.55毫米，長(zhǎng)6毫米。
模B為整形模，在模B中，凹模2孔腔前部為直孔，長(zhǎng)4.5毫米，孔徑為φ2.7毫米(孔徑大于模A凹模2孔徑)，后部長(zhǎng)1.5毫米，為錐孔，錐孔錐度為9.5°。
模C為反擠模，在模C中凸模1頭部有柱狀凸起，在坯料端部預(yù)擠出薄壁圓孔，孔深0.5～0.7毫米，為鐓擠成型預(yù)沖孔做好準(zhǔn)備，凹模2孔腔前部為直孔，長(zhǎng)4毫米，孔徑為φ2.79毫米(孔徑大于模B凹模2孔徑)，后部長(zhǎng)2毫米，為錐孔，錐度為9.5°。
模D為鐓擠成型模，凸模1為預(yù)沖孔用，結(jié)構(gòu)細(xì)而長(zhǎng)，凹模2孔腔形狀為漏嘴產(chǎn)品外部形狀。
模E為沖孔模，沖孔主要由凸模1和凹模2完成。凸模1工作頭外徑尺寸與經(jīng)模D處理過的漏嘴半成品內(nèi)孔徑尺寸相同，凹模2通過壓模3旋緊固定在下模座5上，凹模2腔為錐孔，錐度為8°，長(zhǎng)2毫米。下模座5開有出料斜槽6。出料斜槽6內(nèi)口與凹模2相接。
鉑合金錐形漏嘴加工工藝，包括軟化處理工序、切斷工序、整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序，其工藝步驟和工藝條件如下一、軟化處理工序坯料初始直徑ΦD1等于漏嘴嘴部外徑尺寸為Φ2.4毫米。將鉑銠10原材料制備成初始直徑為ΦD1＝2.4毫米長(zhǎng)5000毫米的細(xì)長(zhǎng)絲坯，并在1100℃溫度下進(jìn)行一次退火軟化處理，處理時(shí)間為40分鐘。然后將絲坯一端料頭插入輪壓式輸料裝置，為絲坯進(jìn)給送入切斷工序做好準(zhǔn)備；二、切斷工序按漏嘴的體積不變?cè)碛?jì)算出漏嘴坯料初始長(zhǎng)度L1＝4.6毫米。將上道工序的絲坯通過輪壓式輸料裝置進(jìn)給，進(jìn)給L1＝4.6毫米長(zhǎng)度時(shí)，用刀具切斷；三、整形工序整形工序主要是為了消除切斷后的坯料端面的缺陷，使坯料質(zhì)量分布均勻，減少擠壓沖頭的偏載，是確保產(chǎn)品質(zhì)量的必要工序。
此工序包括兩個(gè)過程通過模A進(jìn)行預(yù)整形，和通過模B進(jìn)行整形來完成。由上道切斷工序得到的坯料，通過卡鉗式送料裝置，先夾送移至模A的凹模2腔內(nèi)，由模A的凸模1前沖進(jìn)行預(yù)整形，如圖2所示。再由模A頂桿4頂出后，通過卡鉗式送料裝置夾送移至模B的凹模2腔內(nèi)，由模B的凸模1前沖完成整形，如圖3所示。本道工序中的兩次前沖，壓力均為500牛頓，前沖速度均為0.1米/秒；四、反擠工序反擠工序是在經(jīng)整形得到的錐形漏嘴半成品的兩個(gè)端面處擠出兩個(gè)錐窩，為圓孔薄壁的預(yù)擠出起定位作用。該錐窩圓孔不宜過深，保證錐形漏嘴外廓成形飽滿；也不宜過淺，以保證薄壁筒的加工長(zhǎng)度。通過計(jì)算和試驗(yàn)得知，孔深0.5～0.7mm為宜。
此工序由模C完成。經(jīng)模B整形后的錐形漏嘴半成品，由模B頂桿4頂出，通過卡鉗式送料裝置，夾送移至模C的凹模2腔內(nèi)，由模C的凸模1前沖完成反擠，前沖壓力為500牛頓，前沖速度為0.1米/秒，如圖4所示；五、鐓擠成型工序鐓擠成型工序是將錐形漏嘴薄壁筒一次鐓擠成形。完成漏嘴根部外徑φD＝2.8毫米、嘴部外徑ΦD1＝2.4毫米、錐角α＝8°、長(zhǎng)度尺寸L＝5.5毫米的加工以及內(nèi)孔直徑φd＝1.6毫米的預(yù)沖孔。此工序由模D完成。
經(jīng)模C反擠后的錐形漏嘴半成品，由模C頂桿4頂出，通過卡鉗式送料裝置，夾送移至模D的凹模2腔內(nèi)，由模D的凸模1前沖完成鐓擠成型，前沖壓力為500牛頓，前沖速度為0.1米/秒，如圖5所示。
六、沖孔工序沖孔工序主要是完成經(jīng)模D鐓擠預(yù)沖孔后的深沖孔并沖掉內(nèi)孔連皮。此工序由模E完成。經(jīng)模D鐓擠成型的錐形漏嘴半成品，由模D頂桿4頂出，通過卡鉗式送料裝置，夾送移至模E的凹模2腔內(nèi)，由模E的凸模1前沖完成沖孔，前沖壓力為500牛頓，前沖速度為0.1米/秒，完全沖通內(nèi)孔，沖掉的內(nèi)孔連皮通過出料斜槽6掉入盛器進(jìn)行收集，錐形漏嘴成品隨凸模1返程時(shí)帶出，通過盛器進(jìn)行收集，如圖6所示。
權(quán)利要求
1.鉑合金錐形漏嘴加工工藝，其特征在于包括軟化處理工序、切斷工序、整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序，其工藝步驟和工藝條件如下一、軟化處理工序坯料初始直徑ΦD1等于錐形漏嘴嘴部外徑尺寸，將鉑合金原材料制備成初始直徑為ΦD1的細(xì)長(zhǎng)絲坯，進(jìn)行退火軟化處理；二、切斷工序按錐形漏嘴的體積不變?cè)碛?jì)算出漏嘴坯料初始長(zhǎng)度L1，將上道工序的絲坯通過輸料裝置進(jìn)給，進(jìn)給L1長(zhǎng)度時(shí)，用刀具切斷；三、整形工序由上道工序得到的坯料，移至壓力機(jī)上的預(yù)整型模A的凹模(2)腔內(nèi)，由預(yù)整型模A的凸模(1)前沖進(jìn)行預(yù)整形；經(jīng)預(yù)整形模A預(yù)整形后的錐形漏嘴半成品，再由預(yù)整型模A頂桿(4)頂出后，移至整形模B的凹模(2)腔內(nèi)，由整形模B的凸模(1)前沖完成整形作業(yè)；四、反擠工序經(jīng)整形模B整形后的錐形漏嘴半成品，由整形模B頂桿(4)頂出，移至反擠模C的凹模(2)腔內(nèi)，由反擠模C的凸模(1)前沖完成反擠；五、鐓擠成型工序經(jīng)反擠模C反擠后的錐形漏嘴半成品，由反擠模C頂桿(4)頂出，移至鐓擠模D的凹模(2)腔內(nèi)，由鐓擠模D的凸模(1)前沖完成鐓擠成型，完成預(yù)沖孔；六、沖孔工序經(jīng)鐓擠模D鐓擠成型的錐形漏嘴半成品，由鐓擠模D頂桿(4)頂出，移至沖孔模E的凹模(2)腔內(nèi)，由沖孔模E的凸模(1)前沖沖孔，直至沖通內(nèi)孔，并整體回收內(nèi)孔連皮，最終達(dá)到錐形漏嘴的設(shè)計(jì)要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉑合金錐形漏嘴加工工藝，其特征在于在退火軟化處理工序中，退火軟化溫度為1050-1150℃，處理時(shí)間為0.5-1小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鉑合金錐形漏嘴加工工藝，其特征在于在整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序中，前沖壓力為300-700牛頓，前沖速度為0.05-0.2米/秒。
全文摘要
鉑合金錐形漏嘴加工工藝，屬于玻璃纖維拉絲漏板加工制作領(lǐng)域，尤其涉及池窯拉絲用鉑合金漏板的漏嘴加工工藝。鉑合金錐形漏嘴加工工藝，包括軟化處理工序、切斷工序、整形工序、反擠工序、鐓擠成型工序和沖孔工序。采用本發(fā)明工藝制作的錐形漏嘴組裝而成的漏板，生產(chǎn)周期明顯低于整體沖壓和切削加工制作漏嘴組裝而成的漏板，鉑合金加工損耗低，使用性能穩(wěn)定，同時(shí)大大提高了拉絲作業(yè)生產(chǎn)效率，拉絲產(chǎn)量高，漏板壽命長(zhǎng)。本發(fā)明制作的錐形漏嘴漏板已被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)池窯、球窯的玻璃纖維拉絲生產(chǎn)中，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C21D1/32GK1864918SQ200610085428
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者楊興無, 紀(jì)周禮, 胡培欣 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司