CN106966571A - 玻璃棒料制备方法及制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种玻璃棒料制备方法及制备装置，其中玻璃棒料制备方法包括：a)将物料放入物料筒中；b)向物料筒、成型模具及准直模具中通入保护气；c)控制加热单元升温，加热单元内达到物料的软化温度T_s后保温，同时，控制退火单元升温，退火单元内达到物料的退火温度后保温；d)挤压软化后的物料，物料由物料筒经过成型模具成棒料后进入准直模具；e)加热单元停止供热并自然降温，退火单元保温且保温时间达T后自然降温；f)待冷却完后，取出由物料经准直模具准直成型而制成的玻璃棒料。成型模具可拆卸，方便不同尺寸玻璃棒料的生产，并且同一个成型模具可设多个通孔，使玻璃棒料生产效率得到提高。

Description

玻璃棒料制备方法及制备装置

技术领域

本发明涉及一种玻璃棒料制备方法及制备装置，尤其涉及一种硫系玻璃棒料的制备方法及制备装置。

背景技术

硫系玻璃是采用硫(S)或硒(Se)作为主要成分，加以其他元素如锗(Ge)、砷(As)、锑(Sb)等组成的玻璃，其在红外波段具有优异的光学性能。近年来，硫系玻璃在红外光学方面的应用越来越广泛，应用于各种民用和军用红外光学领域。由于原材料价格贵，熔制工艺复杂，导致硫系玻璃价格很高。为提高熔制效率和降低熔制成本，硫系玻璃往往被熔制成大口径的玻璃锭，而实际使用的硫系玻璃镜片往往口径比较小。从大口径玻璃锭加工成小口径圆柱或圆片，往往需要经历切割，粗成型，磨边等多道工序，造成材料损耗大、加工费用高，同时硫系玻璃的机械性能差导致各工序的报废率高，这些因素更加提升了硫系玻璃镜片的成本。

因此，找到一种新的低成本加工硫系玻璃棒的方法对于降低硫系玻璃镜片成本有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃棒料制备方法及制备装置，能够高效、高品质的制备玻璃棒料。

为实现上述目的，本发明提供一种玻璃棒料制备方法，包括：

a)将物料(A)放入物料筒中；

b)向物料筒、成型模具及准直模具中通入保护气；

c)控制加热单元升温，加热单元内达到物料(A)的软化温度T_s后保温，同时，控制退火单元升温，退火单元内达到物料(A)的退火温度后保温；

d)挤压软化后的物料(A)，物料(A)由物料筒经过成型模具成棒料后进入准直模具；

e)加热单元停止供热并自然降温，退火单元保温且保温时间达T后自然降温；

f)待冷却完后，取出由物料A经准直模具准直成型而制成的玻璃棒料。

根据本发明的一个方面，所述步骤b)中通入保护气的流量为0.5-1升/分钟。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中，加热单元升温达到物料(A)软化温度T_s后保温3-4小时。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中，所述加热单元由上至下顺序排列有第一温区、第二温区和第三温区，所述加热单元保温时，第一温区的温度为T₁，第二温区的温度为T₂，第三温区的温度为T₃，并且满足T₁>T₂>T₃≥T_s。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中，所述第一温区的温度T₁，所述第二温区的温度T₂，所述第三温区的温度T₃，还满足T₁-10℃＝T₂＝T₃+10℃。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中，所述退火单元由上至下顺序排列有第四温区和第五温区，所述退火单元保温时，第四温区的温度为T₄，第五温区的温度为T₅，并且满足T_s>T₄>T₅。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中，所述第四温区的温度T₄，所述第五温区的温度T₅，还满足T₄-T₅＝30℃。

根据本发明的一个方面，所述步骤d)中，通过控制恒定速度或控制恒定压强的方式挤压物料(A)。

根据本发明的一个方面，通过控制恒定压强的方式挤压物料(A)时，恒定压强的范围为0.5兆帕-0.8兆帕。

根据本发明的一个方面，所述步骤e)中，所述退火单元的保温时间满足T＝2小时。

根据本发明的一个方面，所述步骤f)中，将准直模具从所述物料筒上拆下后，取出冷却后的玻璃棒料。

根据本发明的一个方面，制得的玻璃棒料的直径d₃的范围为：1毫米≤d₃≤120毫米，长度h的范围为：10毫米≤h≤400毫米。

一种玻璃棒料制备装置，包括驱动单元、模具单元、加热单元、退火单元、控制单元，所述退火单元位于所述加热单元之下，其特征在于，所述模具单元包括物料筒、封盖、成型模具和准直模具；

所述成型模具、所述准直模具与所述物料筒可拆卸地连接，并且所述准直模具位于所述成型模具之下；

所述物料筒位于所述加热单元内；

所述准直模具的上端位于所述加热单元内，其下端位于所述退火单元内。

根据本发明的一个方面，所述准直模具的上端位于所述加热单元内的长度为30-50毫米。

根据本发明的一个方面，所述成型模具上设置有至少一个通孔；

所述准直模具设有截面与所述通孔相同的准直空腔。

根据本发明的一个方面，所述通孔的直径d₁的范围为：1毫米≤d₁≤120毫米；

所述准直空腔的截面直径d₂的范围为：1毫米≤d₂≤120毫米。

根据本发明的一个方面，所述封盖设有通入保护气的第一气管；

所述准直模具设有通入保护气的第二气管。

根据本发明的一个方面，所述加热单元包括环绕在所述物料筒周围的第一温区和第二温区，以及环绕在所述准直模具周围的第三温区；

所述第一温区、所述第二温区和第三温区由上至下顺序设置。

根据本发明的一个方面，所述退火单元包括由上至下顺序设置的第四温区和第五温区；

所述第四温区和所述第五温区环绕在所述准直模具周围。

根据本发明的一个方面，所述驱动单元包括驱动器、推杆和压板；

所述压板与所述物料筒的内腔相适配。

根据本发明的一个方面，控制单元包括中央控制器，以及设置于所述加热单元和所述退火单元中的温度传感器，用于测量所述推杆移动位置的位置传感器和设置于所述推杆与所述压板连接位置处的压力传感器。

根据本发明，准直模具的上部位于加热单元内长度为30-50毫米。准直模具上部位于加热单元中，保证了物料A通过成型模具之后能够顺利的进入准直模具，从而形成了一个过渡区间。而且，由于退火单元中的温度较低，准直模具的上部位于加热单元中，能够解决通过成型模具之后玻璃棒料快速降温导致的内外温差变大而导致的应力集中，以及玻璃棒料内外组织不均匀的情况。

根据本发明，通过设置三个温区使得加热单元能够更均匀的实现物料A的加热。其中第一温区的温度T₁为最高的，有利于物料A能够充分保持软化状态，并且通过挤压使得物料A更加致密，而且能够顺利将物料A挤压通过成型模具，并且对排出内部的气泡等起到有益作用。第二温区的温度T₂低于第一温区的温度T₁，进一步保证经过第一温区的物料A能够被降低温度保持致密状态，使物料A能够相对变硬一些，容易被成型模具切割，从而更进入准直模具中。第三温区的温度为T₃低于第二温区的温度T₂，能够进一步降低物料A的温度，使成型的玻璃棒料保持致密状态，使得进入准直模具的玻璃棒料能保持成型模具切割后的形状，保证了产品形状尺寸的标准，进一步避免进入准直空腔的玻璃棒料与上方物料A断裂或被拉长等，进一步保证玻璃棒料的尺寸一致。第三温区环绕在准直模具周围，起到了玻璃棒料生产过程的过渡的作用，避免经过成型模具的物料A被温差较大的退火单元直接降温，避免了玻璃棒料内外温差的急速变化导致的品质差的问题。相邻两个温区之间相差10℃形成一个均匀梯度，保证物料A软化状态下内部组织的均匀。

根据本发明，成型模具为可拆卸的，因此非常方便不同尺寸玻璃棒料的生产，更换方便，并且同一个成型模具可以设置多个通孔，使得玻璃棒料生产效率得到提高，节约了时间，提高了生产效率。

根据本发明，通过设置两个温区进一步保证玻璃棒料能够实现均匀退火。相邻两个温区之间相差30℃形成一个均匀梯度，保证物料A退火状态下内部温度变化的均匀。提升整个玻璃棒料内部的品质。

根据本发明，保护气气源通过第二气管可以向准直模具的准直空腔内输送保护气，从而使准直空腔中的空气被排出到物料筒外，避免生产的玻璃棒料被空气氧化，进一步保证了生产的玻璃棒料的品质。第一气管和第二气管通入保护气的流量为0.5-1升/分钟。保护气的流量小于0.5升/分钟，容易导致保护气不能及时地将物料筒和准直空腔内的空气排除干净，难以达到保护物料A和玻璃棒料不被氧化的目的。而保护气的流量大于1升/分钟，保护气的流速过快，容易导致保护气渗入物料筒中软化后的物料A中，导致物料A中产生气泡，气泡进入玻璃棒料中使玻璃棒料的内部形成缺陷，严重影响玻璃棒料的品质。保护气的流速过快还会导致准直空腔中的玻璃棒料的内外冷却速度不同，使得玻璃棒料的内外产生不同的应力，导致玻璃棒料产生裂痕等瑕疵。

根据本发明，通孔的直径d₁小于1毫米容易导致在生产过程玻璃棒料发生断裂，或者玻璃棒料表面存在裂痕、缺陷等情况。而通孔的直径d₁大于120毫米则会导致生产的玻璃棒料在冷却的过程中内外散热不均而产生玻璃棒料内部组织不均导致品质变差，从而影响玻璃棒料的质量。

根据本发明，通过中央控制器以及各种传感器之间的协同控制，实现了本发明的玻璃棒料制备装置的自动控制，提高了工作效率。进一步使得玻璃棒料生产过程标准，提高了玻璃棒料的产品质量，节约了人力，进一步的降低了生产成本。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻璃棒料制备装置的主视图；

图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻璃棒料制备装置的主视图；

图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的成型模具的主视图；

图4是示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻璃棒料的主视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

图1和图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的玻璃棒料制备装置的主视图。结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，本玻璃棒料制备装置包括驱动单元1、模具单元2、加热单元3、退火单元4、控制单元5。在本实施方式中，加热单元3和退火单元4均固定支承在支架6上，并且加热单元3位于退火单元4之上。加热单元3和退火单元4内部构成一个闭合的加热空间。模具单元2固定支承在加热单元3和退火单元4构成的闭合的加热空间中。驱动单元1固定支承在支架6上，并且驱动单元1位于加热单元3的上方。驱动单元1、加热单元3、退火单元4分别与控制单元5电连接。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，模具单元2包括物料筒21、封盖22、成型模具23和准直模具24。在本实施方式中，物料筒21为中空的圆筒，成型模具23通过物料筒21的底部的安装位置，实现与物料筒21可拆卸地连接。同样的，准直模具24也可拆卸地安装在物料筒21的底部，将物料筒21中放入物料A后，物料A位于成型模具23之上。在本实施方式中，准直模具24设有准直空腔242。准直空腔242从准直模具24的上端面向另一端延伸，从而在准直空腔242内形成竖直的柱形腔体。

图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的成型模具的主视图。如图3所示，在本实施方式中，成型模具23上设有六个通孔231，当然，通孔231数量为可变的，其至少设置有一个，还可以为两个、三个等。按照生产的需要，通孔231的形状或尺寸是可以改变的，当然在一个成型模具23上的不同的通孔231的形状或尺寸可以是相同的，也可以是不同的。成型模具23为可拆卸的，因此非常方便不同尺寸玻璃棒料的生产，更换方便，并且同一个成型模具23可以设置多个通孔231，使得玻璃棒料生产效率得到提高，节约了时间，提高了生产效率。在本实施方式中，通孔231的直径d₁的范围为：1毫米≤d₁≤120毫米。通孔231的直径d₁小于1毫米容易导致在生产过程玻璃棒料发生断裂，或者玻璃棒料表面存在裂痕、缺陷等情况。而通孔231的直径d₁大于120毫米则会导致生产的玻璃棒料在冷却的过程中内外散热不均而产生玻璃棒料内部组织不均导致品质变差，从而影响玻璃棒料的质量。结合图1和图2所示，在本实施方式中，准直模具24与成型模具23是相匹配的，准直空腔242的数量以及截面的形状或尺寸均与通孔231的设置形式保持一致，这样才能保证准直空腔242通过通孔231与物料筒21相连通。在本实施方式中，准直空腔242的截面直径d₂需要与通孔231的直径d₁相匹配，因此准直空腔242的截面直径d₂的范围为：1毫米≤d₂≤120毫米。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，封盖22嵌套在物料筒21的上部，并且封盖22的中间位置还设有一个通孔。在本实施方式中，封盖22还设有第一气管221。第一气管221与外界的保护气气源相连通。在本发明的工作过程中，保护气气源通过第一气管221可以向物料筒21的腔体内输送保护气，从而使物料筒21中的空气被排出到物料筒21外，避免生产过程中物料筒21中的物料A被空气氧化，保证了物料A的品质，进一步保证了生产的玻璃棒料的品质。在本实施方式中，准直模具24设有第二气管241。第二气管241与外界的保护气气源相连通。在本发明的工作过程中，保护气气源通过第二气管241可以向准直模具24的准直空腔242内输送保护气，从而使准直空腔242中的空气被排出到物料筒21外，避免生产的玻璃棒料被空气氧化，进一步保证了生产的玻璃棒料的品质。在本实施方式中，第一气管221和第二气管241通入保护气的流量为0.5-1升/分钟。保护气的流量小于0.5升/分钟，容易导致保护气不能及时地将物料筒21和准直空腔242内的空气排除干净，难以达到保护物料A和玻璃棒料不被氧化的目的。而保护气的流量大于1升/分钟，保护气的流速过快，容易导致保护气渗入物料筒21中软化后的物料A中，导致物料A中产生气泡，气泡进入玻璃棒料中使玻璃棒料的内部形成缺陷，严重影响玻璃棒料的品质。保护气的流速过快还会导致准直空腔242中的玻璃棒料的内外冷却速度不同，使得玻璃棒料的内外产生不同的应力，导致玻璃棒料产生裂痕等瑕疵。在本实施方式中，保护气可采用99.99％的氮气。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，加热单元3包括第一温区31、第二温区32和第三温区33。在本实施方式中，第一温区31、第二温区32和第三温区33均呈环形分布。第一温区31、第二温区32和第三温区33由上至下顺序排列设置。在本实施方式中，物料筒21位于加热单元3内，并且第一温区31和第二温区32并列环绕在物料筒21的外侧。如图2所示，准直模具24的上端也位于加热单元3内，并且第三温区33环绕在准直模具24的上部的周围。在本实施方式中，准直模具24的上端位于加热单元3内的长度为30毫米-50毫米。准直模具24上端位于加热单元3中，保证了物料A通过成型模具23之后能够顺利的进入准直模具24，从而形成了一个过渡区间。而且，由于退火单元4中的温度较低，准直模具24的上部位于加热单元3中，能够解决通过成型模具23之后玻璃棒料快速降温导致的内外温差变大而导致的应力集中，以及玻璃棒料内外组织不均匀的情况。在本实施方式，加热单元3对物料筒21中的物料A进行加热，当加热单元3加热到物料A的软化温度T_s，并且物料A被软化后进行保温。其中第一温区31的温度为T₁，第二温区32的温度为T₂，第三温区33的温度为T₃，并且满足T₁>T₂>T₃≥T_s。进一步的，第一温区31的温度T₁，第二温区32的温度T₂，第三温区33的温度T₃，还满足T₁-10℃＝T₂＝T₃+10℃的条件。通过设置三个温区使得加热单元3能够更均匀的实现物料A的加热。其中第一温区的温度T₁为最高的，有利于物料A能够充分保持软化状态，并且通过挤压使得物料A更加致密，而且能够顺利将物料A挤压通过成型模具，并且对排出内部的气泡等起到有益作用。第二温区32的温度T₂低于第一温区的温度T₁，进一步保证经过第一温区31的物料A能够被降低温度保持致密状态，使物料A能够相对变硬一些，容易被成型模具23切割，从而更进入准直模具24中。第三温区33的温度为T₃低于第二温区32的温度T₂，进一步使得物料A能够被降低温度保持致密状态，使得进入准直模具的玻璃棒料能保持成型模具切割后的形状，保证了产品形状尺寸的标准，进一步避免进入准直空腔242的玻璃棒料与上方物料A断裂或玻璃棒料被拉长等，进一步保证玻璃棒料的尺寸一致。第三温区33环绕在准直模具24周围，起到了玻璃棒料生产过程的过渡的作用，避免进过成型模具23的物料A被温差较大的退火单元4直接降温，避免了玻璃棒料内外温差的急速变化导致的品质差的问题。相邻两个温区之间相差10℃形成一个均匀梯度，保证物料A软化状态下内部组织的均匀。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，退火单元4包括第四温区41和第五温区42。在本实施方式中，第四温区41和第五温区42由上至下顺序排列设置。并且第四温区41与第三温区33相邻。第四温区41和第五温区42均环绕在准直模具24的周围。在本实施方式中，退火单元4温度升高到退火温度后进行保温，其中第四温区41的温度为T₄，第五温区42的温度为T₅，并且满足T_s>T₄>T₅。进一步的，第四温区41的温度T₄，第五温区42的温度T₅，还满足T₄-T₅＝30℃的关系。通过设置两个温区进一步玻璃棒料能够均匀实现退火。相邻两个温区之间相差30℃形成一个均匀梯度，保证物料A退火状态下内部温度变化的均匀。提升整个玻璃棒料内部的品质。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，驱动单元1包括驱动器11、推杆12和压板13。在本实施方式中，驱动器11固定支承在加热单元3的上方。推杆12与驱动器11相互连接，且驱动器11可驱动推杆12实现上下移动。压板13的形状与物料筒21的腔体的截面相同，且压板13可在物料筒21的腔体内实现上下滑动。推杆12通过封盖22上的通孔伸入物料筒21的腔体内，并且推杆12的端部与压板13可拆卸地连接，从而使压板13随推杆12实现上下移动。驱动单元1用于对物料筒内的物料A进行挤压，从而迫使软化后的物料A能够通过成型模具23进入准直模具24，从而实现玻璃棒料的生产。在本实施方式中，驱动器11可采用步进电机。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，控制单元5包括中央控制器51、温度传感器52、位置传感器53和压力传感器54。在本实施方式中，温度传感器52、位置传感器53和压力传感器54均与中央控制器51实现电连接。中央控制器51通过接收温度传感器52、位置传感器53和压力传感器54的信号，实现对驱动单元1、加热单元3和退火单元4的控制。在本实施方式中，第一温区31、第二温区32、第三温区33、第四温区41和第五温区42均对应设置有温度传感器52，温度传感器52对上述五个温区进行温度的采集，并将采集信号发送到中央控制器中，中央控制器51根据接收的信号对五个温区分别进行温度控制。在本实施方式中，位置传感器53与驱动器11对应设置，并且位置传感器53采集驱动器11驱动推杆12移动的位置。位置传感器53将采集到的位置信号传输到中央控制器51，中央控制器51根据推杆12位置的变化，实现中央控制器51对驱动器11的速度的控制，从而实现推杆速度的调整。在本实施方式中，压力传感器54设置于推杆12与压板13的连接位置处，用于采集推杆12的压力。通过压力传感器54将采集到的压力信号传输到中央控制器51中，实现中央控制器51对驱动器11的驱动压力的控制，从而实现对推杆12压力的调整。在实际应用过程中，压力反馈到挤压过程是压强，因此可以通过中央控制器51的作用进行相互转换。在本实施方式中，中央控制器51具有恒定速度和恒定压强两种方式实现驱动单元1对物料A的挤压。恒定速度方式下，保持推杆12的挤压速度保持不变，中央控制器51对挤压压力或压强进行自动调整。当然，恒定压强方式下，保持推杆12的挤压压力或压强不变，中央控制器51对挤压速度进行自动调整。在本实施方式中，通过控制恒定压强的方式挤压物料A时，压强与加热物料A的温度有关，温度高则挤压压强可以降低，因此恒定压强的范围为0.5兆帕-0.8兆帕。在本实施方式中，通过控制恒定速度的方式挤压物料A时，中央控制器51可以设定以0.1毫米/分钟的恒定速度对物料A进行挤压。通过中央控制器51以及各种传感器之间的协同控制，实现了本发明的玻璃棒料制备装置的自动控制，提高了工作效率。进一步使得玻璃棒料生产过程标准，提高了玻璃棒料的产品质量，节约了人力，进一步的降低了生产成本。

结合上述对本发明的玻璃棒料制备装置的实施方式，进一步对本发明的玻璃棒料制备方法进行详细阐述。

根据本发明的玻璃棒料制备方法，包括以下几步：

a)选择需要制备的玻璃棒料的成型模具23，以及相对应的准直模具24，将成型模具23和准直模具安装到物料筒21的底部，然后将物料A放入物料筒21中，物料A位于成型模具23之上。

b)通过第一气管221向物料筒21通入保护气，通过第二气管241向准直模具24的准直空腔242中通入保护气。在本实施方式中，第一气管221和第二气管241中保护气的流量设置为0.5升/分钟，充分排出物料筒21和准直空腔242中的空气。通过设置不同的保护气流量可以控制排出空气的时间，因此保护气的流量最高可设置为1升/分钟。

c)加热单元3中第一温区31、第二温区32和第三温区33升温，在达到物料A的软化温度T_s后，控制单元5通过温度传感器52的传输信号，控制第一温区31、第二温区32和第三温区33进行保温。在本实施方式中，第一温区31、第二温区32和第三温区33均以2℃/分钟的速度进行升温。在本实施方式中，第一温区31上升到的温度为370℃，第二温区32上升到的温度为360℃，第三温区33上升到的温度为350℃，并且第一温区31、第二温区32和第三温区33按照上述温度保温时间3-4小时，从而达到物料A达到充分软化。

同时，退火单元4中第四温区41、第五温区42升温，退火单元4内达到物料A的退火温度后，控制单元5通过温度传感器52的传输信号，控制第四温区41、第五温区42保温。在本实施方式中，第四温区41、第五温区42均以10℃/分钟的速度进行升温。在本实施方式中，第四温区41上升到的温度为180℃，第五温区42上升到的温度为150℃。第四温区41、第五温区42按照上述温度进行保温。

d)物料A充分软化后，中央控制器51控制驱动器11运行从而使推杆12带动压板13对物料A进行挤压。物料A通过成型模具23上的通孔231，进入相应的准直空腔242中。在本实施方式中，中央控制器51可以设定以0.1毫米/分钟的恒定速度对物料A进行挤压，相应的，中央控制器51可以通过位置传感器53传输的信号，对物料A的挤压压力或压强进行自动调整以维持挤压速度不变。当然，根据本发明的另一种实施方式，中央控制器51还可以通过设定以恒定压强为0.5兆帕-0.8兆帕的方式运行。恒定压强从0.5兆帕到0.8兆帕是连续可调的。在本实施方式中，可采用10000牛顿的恒定压力对直径为150毫米的物料A进行挤压，即采用0.56兆帕的恒定压强对物料A进行挤压，相应的，中央控制器51可以通过压力传感器54传输的信号，对物料A的挤压速度进行自动调整以维持挤压压力或压强不变。

e)物料A被挤压完后，中央控制器51控制加热单元3中的第一温区31、第二温区32和第三温区33停止供热并自然降温，同时，中央控制器51控制退火单元4中的第四温区41和第五温区42继续保温2小时后自然降温。

f)准直空腔242中的玻璃棒料冷却后，从物料筒21上拆下准直模具24，然后将其中的玻璃棒料取出。在本实施方式中，制得的玻璃棒料的直径d₃的范围为：1毫米≤d₃≤120毫米，长度h的范围为：10毫米≤h≤400毫米。通过本方法制备的预制板的外表面光亮五瑕疵，并且玻璃棒料的直径与成型模具的直径差异可以保证在0.05mm以内，各玻璃棒料的长度一致，非常适合后续加工。

上述内容仅为本发明的具体实施方式的例举，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种玻璃棒料制备方法，包括：

a)将物料(A)放入物料筒(21)中；

b)向物料筒(21)、成型模具(23)及准直模具(24)中通入保护气；

c)控制加热单元(3)升温，加热单元(3)内达到物料(A)的软化温度T_s后保温，同时，控制退火单元(4)升温，退火单元(4)内达到物料(A)的退火温度后保温；

d)挤压软化后的物料(A)，物料(A)由物料筒(21)经过成型模具(23)成棒料后进入准直模具(24)；

e)加热单元(3)停止供热并自然降温，退火单元(4)保温且保温时间达T后自然降温；

f)待冷却完后，取出由物料A经准直模具(24)准直成型而制成的玻璃棒料。

2.根据权利要求1所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤b)中通入保护气的流量为0.5-1升/分钟。

3.根据权利要求2所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤c)中，加热单元(3)升温达到物料(A)软化温度T_s后保温3-4小时。

4.根据权利要求1至3之一所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤c)中，所述加热单元(3)由上至下顺序排列有第一温区(31)、第二温区(32)和第三温区(33)，所述加热单元(3)保温时，第一温区(31)的温度为T₁，第二温区(32)的温度为T₂，第三温区(33)的温度为T₃，并且满足T₁>T₂>T₃≥T_s。

5.根据权利要求4所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤c)中，所述第一温区(31)的温度T₁，所述第二温区(32)的温度T₂，所述第三温区(33)的温度T₃，还满足T₁-10℃＝T₂＝T₃+10℃。

6.根据权利要求4所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤c)中，所述退火单元(4)由上至下顺序排列有第四温区(41)和第五温区(42)，所述退火单元(4)保温时，第四温区(41)的温度为T₄，第五温区(42)的温度为T₅，并且满足T_s>T₄>T₅。

7.根据权利要求6所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤c)中，所述第四温区(41)的温度T₄，所述第五温区(42)的温度T₅，还满足T₄-T₅＝30℃。

8.根据权利要求4所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤d)中，通过控制恒定速度或控制恒定压强的方式挤压物料(A)。

9.根据权利要求8所述的玻璃棒料制备方法，通过控制恒定压强的方式挤压物料(A)时，恒定压强的范围为0.5兆帕-0.8兆帕。

10.根据权利要求9所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤e)中，所述退火单元(4)的保温时间满足T＝2小时。

11.根据权利要求10所述的玻璃棒料制备方法，所述步骤f)中，将准直模具(24)从所述物料筒(21)上拆下后，取出冷却后的玻璃棒料。

12.根据权利要求11所述的玻璃棒料制备方法，制得的玻璃棒料的直径d₃的范围为：1毫米≤d₃≤120毫米，长度h的范围为：10毫米≤h≤400毫米。

13.一种玻璃棒料制备装置，包括驱动单元(1)、模具单元(2)、加热单元(3)、退火单元(4)、控制单元(5)，所述退火单元(4)位于所述加热单元(3)之下，其特征在于，所述模具单元(2)包括物料筒(21)、封盖(22)、成型模具(23)和准直模具(24)；

所述成型模具(23)、所述准直模具(24)与所述物料筒(21)可拆卸地连接，并且所述准直模具(24)位于所述成型模具(23)之下；

所述物料筒(21)位于所述加热单元(3)内；

所述准直模具(24)的上端位于所述加热单元(3)内，其下端位于所述退火单元(4)内。

14.根据权利要求13所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述准直模具(24)的上端位于所述加热单元(3)内的长度为30-50毫米。

15.根据权利要求14所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述成型模具(23)上设置有至少一个通孔(231)；

所述准直模具(24)设有截面与所述通孔(231)相同的准直空腔(242)。

16.根据权利要求15所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述通孔(231)的直径d₁的范围为：1毫米≤d₁≤120毫米；

所述准直空腔(242)的截面直径d₂的范围为：1毫米≤d₂≤120毫米。

17.根据权利要求16所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述封盖(22)设有通入保护气的第一气管(221)；

所述准直模具(24)设有通入保护气的第二气管(241)。

18.根据权利要求17所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述加热单元(3)包括环绕在所述物料筒(21)周围的第一温区(31)和第二温区(32)，以及环绕在所述准直模具(24)周围的第三温区(33)；

所述第一温区(31)、所述第二温区(32)和第三温区(33)由上至下顺序设置。

19.根据权利要求18所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述退火单元(4)包括由上至下顺序设置的第四温区(41)和第五温区(42)；

所述第四温区(41)和所述第五温区(42)环绕在所述准直模具(24)周围。

20.根据权利要求19所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，所述驱动单元(1)包括驱动器(11)、推杆(12)和压板(13)；

所述压板(13)与所述物料筒(21)的内腔相适配。

21.根据权利要求13至20之一所述的玻璃棒料制备装置，其特征在于，控制单元(5)包括中央控制器(51)，以及设置于所述加热单元(3)和所述退火单元(4)中的温度传感器(52)，用于测量所述推杆(12)移动位置的位置传感器(53)和设置于所述推杆(12)与所述压板(13)连接位置处的压力传感器(54)。