CN101190548B - 等静压成型旋转管的方法 - Google Patents

Abstract

一种等静压成型旋转管的方法和模具，属于专门适用于制造管状制品的机械技术领域，包括等静压成型，其特征是，采用含水量为1～5％、临界粒径≤2mm的半干泥料成型，等静压之前先抽真空等技术手段，制得了一种强度高、利于脱模和吊运、烧成过程中不胀裂的旋转管。本发明的模具采用中空钢芯，且钢芯中空部分与介质连通，在成型时，钢芯中空部位的压强与介质相等，确保了钢芯不变形，有利于保证旋转管坯体中空部位的尺寸精度。

Description

等静压成型旋转管的方法

技术领域

本发明属于专门适用于制造管状制品的机械技术领域，具体涉及一种应用于玻璃拉管窑炉的旋转管的制法及其专用设备。 

背景技术

旋转管是适用于玻璃真空器件、管型光源器材、太阳能反光管等玻璃拉管窑炉的高档耐火材料，它作为玻璃拉管窑炉的关键功能性材料，要求表面加工十分光洁，杂质、溶洞、针眼气孔极少，只有这样才能保证拉制出的玻璃管具有良好的质量。 

目前，旋转管普遍采用的成型方式是真空压力浇铸成型，虽然加工的表面质量可以达到使用要求，但是生产效率、合格率极低，生产周期太长(可达到4～6个月)，每条旋转管的成型周期达20天。 

采用等静压成型旋转管坯体，可以使生产周期减至2个月，产量每天可成型旋转管10条。 

公告号为CN1087682C的中国专利公开了一种旋转管的制备方法，包括备料、成型和烧成，其特征在于成型采用等静压成型方法：向由钢模芯和橡胶外膜组成的成型模具中装料，密封好后，放回等静压腔中，向等静压腔中充传压介质，完成等静压成型。其成型用料为干料；成型压力为3000～6000吨。该专利公开的内容在此引用。 

其不足之处在于：1)干式成型砖坯的强度低，脱模和吊运非常困难；2)成型的压力低；3)在等静压前，如不抽真空，加压时空气被压入坯体内部，卸压时空气膨胀，坯体容易被胀裂；4)配料采用微粉+颗粒，因为二者收缩不一致，可能造成制品内部产生大量的微裂纹，很难保证烧成后的低气孔率。 

发明内容

本发明针对现有技术中存在的不足之处，提供了一种等静压成型旋转管的方法，采用半干法泥料成型、先抽真空再成型、高压成型等方法，解决了上述问题；本发明的另一个目的是提供了一种等静压成型旋转管的设备，具体是成型模具。 

本发明采用的具体技术方案如下： 

一种等静压成型旋转管的方法，包括等静压成型，其特征是，采用含水量为1～5％的半干 泥料成型。优选采用含水量为2.5～3.5％的半干泥料成型。 

所述的半干泥料的临界粒径≤2mm；优选临界粒径为0.2～2mm的半干泥料。 

在等静压成型之前，先对成型泥料抽真空，真空度≥0.05MPa；真空度优选0.05～0.08MPa。 

等静压成型包括下列步骤：先将半干泥料添加到模具中，抽真空，然后在压强为80～120MPa下等静压成型。 

所述的等静压成型旋转管的模具，由钢芯、胶套组成，其特征是，所述的钢芯为中空结构，并与等静压介质相联通。 

本发明的有益效果在于： 

1)本发明采用含有一定量水分的半干泥料，其细粉分散均匀，压制出的旋转管经烧成、研磨后表面光洁质量好；另外，由于半干泥料具有适度的粘性，制得的坯体强度高，利于脱模和吊运； 

2)本发明在等静压前，将泥料中的大部分空气抽出，避免了坯体在卸压时，不会因为压入坯体中的空气膨胀，而导致坯体胀裂； 

3)现有技术采用3000-6000t的压力，假设其旋转管的平均直径500mm，平均高度1500mm，如果压力达到6000t，其表面压强为21.4MPa；而本发明采用的压强为80～120MPa，远高于现有技术，制得的坯体强度高； 

4)本发明的模具采用中空钢芯，且钢芯中空部分与介质连通，在成型时，钢芯中空部位的压强与介质相等，确保了钢芯不变形，有利于保证旋转管坯体中空部位的尺寸精度；坯体弹性后效尺寸大于钢芯弹性后效尺寸，坯体脱模容易。 

附图说明

图1是本发明的模具结构示意图； 

图2是图1的A向视图； 

图3是本发明制品(旋转管)结构示意图； 

图4是图3的B向视图。 

具体实施方式

图中，1为胶套，2为钢芯，3为空腔，4为旋转管。 

下面结合实施例详细叙述本发明的方案： 

实施例1 

1)泥料的混炼：选择临界粒径为2mm的泥料；先将骨料加入到混炼机内，干混5分钟，将骨料混匀；然后，向混匀后的骨料中，加入结合剂溶液2.5-3.5％，再混炼20分钟，将泥料混匀； 

2)捆料：将混炼好的泥料在潮湿的环境内，困料48小时； 

3)泥料的均化及分散：将困好的泥料，过6目筛，将成团的泥料分散开； 

4)泥料入模：将分散好的泥料加入到旋转管模具内，并且振动密实，入模前，检测泥料的含水量在2.5％； 

5)抽真空：将加好泥料的模具，在真空度为0.08MPa的环境下，保持30分钟后，进行密封； 

6)等静压成型：将密封好的旋转管模具，置入等静压机内，在压强为100MPa下等静压成型，保压时间5分钟；卸压后将模具取出；将成型好的旋转管坯体从模具中取出； 

7)干燥烧成：将成型好的旋转管，放入干燥室，干燥4-7天，保证残余水分不超过1％；将干燥好的旋转管坯体，装入烧成窑中，进行烧成，根据不同材质，选择不同的烧成制度。比如：刚玉莫来石材质，可选择1600℃保温24小时； 

8)将烧成好的旋转管坯体，按客户图纸进行精密研磨加工，加工好的，表面光洁无缺陷的制品，可以交付使用。 

本发明中采用的原料都是本技术领域人员都能够在市场上轻易获得的商品。 

实施例2-5、对比例1-4 

采用实施例1的步骤，按照表1的参数制备旋转管。 

表1实施例2-5、对比例1-4参数表 

项目/数据	对比例1	对比例2	对比例3	对比例4	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
										制品直径，mm	330	330	330	330	330	330	330	330
临界粒径	3mm	√	---	---	----	----	----	----	----
										2mm	----	√	----	----	----	√	----	----
1mm	----	----	√	----	----	----	√
										0.5mm	----	----	----	√	----	----	----	√
0.2mm	----	----	----	----	√	----	----	----

水分	％	2.5	3	3	3	1.0	2.0	3.5	5.0
										成型压强	MPa	85	100	110	130	80	95	120	130
抽真空度MPa	0.01	0.02	0.03	0.04	0.05	0.06	0.07	0.08
										成型后状况	空气   胀裂	空气 胀裂	空气 胀裂	空气   胀裂	不开裂	不开裂	不开裂	不开裂
烧成后研磨质量	光洁度差  有气孔	光洁度良有小气孔	光洁度良	光洁度良	光洁度良	光洁度良	光洁度良	光洁度良

从上述对比例和实施例2-5进一步阐述本发明的要点和效果： 

1)对比例1中，采用的半干泥料临界粒径为3mm(大于2mm)，烧成后的坯体在研磨加工后，表面光洁度质量差，有气孔，不利于客户使用；经申请人试验证明，即便对比例1除了半干泥料临界粒径外，其他条件与实施例都相同，结论仍然是表面光洁度质量差，有气孔； 

2)由对比例1-4，当等静压前抽真空≤0.04，不论成型压力多大，都会出现空气胀裂现象。 

实施例6 

如图1所示，等静压成型旋转管的模具，由钢芯1、胶套2组成，钢芯2有空腔3与等静压介质相联通，其他均与现有技术相同。 

本发明上述的实施例是对本发明的说明而不能限制本发明，在与本发明权利要求书相当的含义和范围内的任何改变和组合，都应认为是在权利要求书的范围内。 

Claims (3)

1.一种等静压成型旋转管的方法，包括等静压成型，其特征是，采用含水量为2.5～3.5％的半干泥料成型，在等静压成型之前，先对成型泥料抽真空，真空度≥0.05MPa，所述的半干泥料的临界粒径≤2mm；

等静压成型包括下列步骤：先将半干泥料添加到模具中，抽真空，然后在压强为80～120MPa下等静压成型。

2.根据权利要求1所述的等静压成型旋转管的方法，其特征是，所述的半干泥料的临界粒径为0.2～2mm。

3.根据权利要求1所述的等静压成型旋转管的方法，其特征是，真空度为0.05～0.08MPa。

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