CN101665320B - 高硼硅超长直管内孔径圆柱度加工整形工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于非金属材料加工整形工艺技术领域，尤其涉及一种对于内径尺寸及形位公差要求极高的高硼硅超长1000-2300mm直管的加工整形工艺。本发明工艺是先选用耐高温合金金属模具，利用专用设备动态调整金属模具并将金属模具加热，使金属模具加热到膨胀系数为最大值；再将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到850℃-950℃，开启真空设备进行抽真空处理，使高硼硅超长直管与金属模具紧紧附合在一起，再自然冷却到室温后开始自然脱膜，即得。本发明具有显著的高加工精度，利用玻璃与金属的膨胀系数的差别不同来实现玻璃管内径尺寸公差及圆柱度的要求，可以广泛应用于航天、航空、航海、医药、化工等领域，具有较好的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明属于非金属材料加工整形工艺技术领域，尤其涉及一种对于内径尺寸及形位公差要求极高的高硼硅超长1000-2300mm直管的加工整形工艺。
背景技术
随着科学技术的发展，对科学实验用仪器仪表的精度要求越来越高，特别是对测量微小气体的皂膜流量计和检测校验标准装置，它的主体为皂膜管，这种管按国家JJG-586-2006《皂膜流量计》标准规定，应选用无色透明硼硅玻璃材料制作，而目前我国生产的皂膜管，采用人工拉制、机械拉制法或垂直引向拉制法等，但无论采用哪种拉制方法，都不能解决玻璃管管内径尺寸公差要求及圆柱度的形位公差要求。就其目前最先进的垂直引向拉制法，也只能控制玻璃管的外经尺寸公差在0.2mm以上，对于内径尺寸公差、圆柱度根本无法控制其技术指标要求，而高硼硅超长直管属非金属材料，非金属材料不能进行机械加工，这就阻碍了这种管的生产和仪表的精度，也阻碍了玻璃管产品透明优点在其产品上所能发挥的特殊性作用了。
另外，由于用来测量微小气体的皂膜流量计，广泛应用于航天、航空、航海、医药、化工、石油、冶金、矿山等领域，如果其精度达不到要求的技术指标，将会直接影响这些领域所生产出来的产品的内在质量。
发明内容
本发明为了解决上述的技术问题而提供了一种高硼硅超长直管内孔径圆柱度加工整形工艺，它具有加工精度高的显著效果。
本发明是这样实现的：
高硼硅超长直管内孔径圆柱度加工整形工艺如下：
(1)选用耐高温合金金属模具，利用专用设备动态调整金属模具并将金属模具加热，使金属模具加热到膨胀系数为最大值；
(2)将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到850℃-950℃，开启真空设备进行抽真空处理，使高硼硅超长直管与金属模具紧紧附合在一起，再自然冷却到室温后开始自然脱膜，即得。
所述的耐高温合金金属模具的材质为310S耐高温不锈钢或GH135耐高温不锈钢。
本发明的优点是具有显著的高加工精度。本发明为了发挥玻璃管产品具有透明度这一特点，使其有效的在更多的场合应用，采用了二次热加工技术，首先加工出高精度的金属内模，因金属模具是加工外圆，按照现在的机械加工能力长1000毫米的圆棒其加工精度可达到0.02毫米的公差，圆柱度可达到0.04毫米。为此利用玻璃的膨胀系数与金属的膨胀系数的差别不同来实现玻璃管内径尺寸公差及圆柱度的要求。这样就大大提高了玻璃管产品内径的精度要求，可广泛的应用于有配合尺寸要求且透明场所的要求。
经本发明工艺加工整形生产出来的高硼硅超长直管是微小气体流量校准检定装置的核心测量元件，其检定精度要求在千分之一，而目前由于气体微小流量检测装置的皂膜管，其精度只能达到百分之0.2，其主要原因，为高硼硅超长直管拉制成型时不能保证其内经尺寸要求，尤其对于细长管根本无法保证。用本发明工艺制造出的高精度流量仪表，其精度达可以到世界先进水平，填补国内空白。
本发明可以广泛应用于航天、航空、航海、医药、化工、石油、冶金、矿山、大专院校等领域，为这些领域进行科学实验、分析，提供精确数据，提高这些领域产品内在质量，为制作高精密活塞提供了材料，本发明必将为我国高科技发展作出不可替代的贡献，具有较好的市场应用前景。
具体实施方式
实施例1：
本发明所述的高硼硅超长直管内孔径圆柱度加工整形工艺如下：
(1)选用市场有售的310S耐高温不锈钢材质制成的耐高温合金金属模具，即先加工出高精度的金属内模，因金属模具是加工外圆，按照现在的机械加工能力长1000毫米的圆棒其加工精度可达到0.02毫米的公差，圆柱度可达到0.04毫米；再利用专用设备动态调整金属模具，所述的动态调整就是将模具安装在灯工车床卡盘上，启动灯工车床，调整至适合转速；此时将金属模具加热，使金属模具加热到膨胀系数为最大值；
(2)将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到850℃，开启真空设备进行抽真空处理，使高硼硅超长直管与金属模具紧紧附合在一起，再自然冷却到室温后开始自然脱膜，即得。
对于内径尺寸及形位公差要求较高的玻璃管只能采用二次热加工抽管方法才能满足技术要求。
具体实施时，首先我们分析了玻璃管即高硼硅超长直管的膨胀系数为3.2×10-8/20度，加工玻璃直管的耐高温合金金属模具的膨胀系数为19.9×10-8/20度，当加温温度在850℃时，此两种材料膨胀系数相差很大。正是由于其材料膨胀系数不同的特殊性，我们利用此特性采用成品玻璃管即高硼硅超长直管对其进行高温二次加热，当其温度达到850℃时玻璃管产品达到软化程度，同时开启真空设备进行抽真空处理，当玻璃管完全软化后经抽真空后完全与金属模具紧紧附合在一起，这时便能达到玻璃管内孔径加工精度的要求。
根据热胀冷缩的原理，当二次加温达到850℃时，金属模具已经开始膨胀达到最大值19.9×10-6/20度，同时玻璃管软化后则紧紧地附合在金属模具上面。当完成上述过程后，自然冷却到室温时，这时由于两种材料膨胀系数不同，金属膨胀系数大，其收缩变化也大，玻璃膨胀系数小，其变化也小。这样两者便产生了空间，自然开始脱膜完成玻璃管加工过程。
检测所加工的高硼硅超长直管是否合格，需按照玻璃管内径尺寸及圆柱度要求加工标准的块规，然后放入玻璃管即高硼硅超长直管内一头，同时堵住一头立起来之后加入水检查块规与玻璃面之间是否有渗漏现象，如不渗漏则加工的玻璃产品为合格产品。
实施例2：
实施时，所述的耐高温合金金属模具的材质还可以选用GH135耐高温不锈钢材质。
将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到900℃，其它同实施例1。
实施例3：
将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到950℃，其它同实施例1或实施例2。
Claims (1)
1.高硼硅超长直管内孔径圆柱度加工整形工艺，其特征在于：
(1)选用耐高温合金金属模具，利用专用设备动态调整金属模具并将金属模具加热，使金属模具加热到膨胀系数为最大值；
(2)将高硼硅超长直管套装在金属模具外面继续进行高温二次加热，使温度达到850℃-950℃，开启真空设备进行抽真空处理，使高硼硅超长直管与金属模具紧紧附合在一起，再自然冷却到室温后开始自然脱膜，即得；
所述的利用专用设备动态调整金属模具是将模具安装在灯工车床卡盘上，启动灯工车床，调整至适合转速；再将金属模具加热，使金属模具加热到膨胀系数为最大值；
所述的高硼硅超长直管的长度为1000-2300mm，
所述制备的高硼硅超长直管用作皂膜管。
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