CN109081565A - 3d热弯机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层，本申请具有发热均匀、稳定的特点，提高加热效率和良品率。

Description

3D热弯机
技术领域
本发明涉及玻璃加工技术领域，具体涉及一种3D热弯机。
背景技术
3D曲面玻璃作为手机外壳，其外观材质更加优越，在散热性，光泽度和耐磨方面更有优势，同时，弯曲的设计和手掌的弧度配合，更加符合人体工程学的要求，使得曲面玻璃盖板成为电子设备厂商新的选择和发展方向，带动了曲面玻璃盖板成型设备的需求，热弯机在进行曲面玻璃压制时，玻璃是在石墨模具中进行加热变形的，需要经过玻璃预热、恒温压制、退火冷却的过程，最主要的是玻璃在成型过程中炉体内的温度要均匀，并使玻璃能均匀受热，如果受热不匀，容易导致玻璃平整度差甚至碎裂，降低良品率，热弯成型设备的稳定性直接影响到产品性能，因此，提高加热板的发热、导热性能具有重要意义。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种3D热弯机。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层；
优选的，所述发热板为含铜的ZrC/W材料；
进一步优选的，所述含铜的ZrC/W材料由锆铜合金粉熔渗碳化钨、钨、碳化锆的多孔预制体制得；
优选的，所述高红外辐射涂层包括基料、填料、助剂、粘结剂；
进一步优选的，所述基料由成分Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO组成，所述填料为填充改性的埃洛石纳米管，所述助剂由成分堇青石、氮化硼、钒酸锆组成，所述粘结剂为硅酸钠水玻璃；
进一步优选的，所述高红外辐射涂层各组成的重量比例为基料30-35份，填料4-6份，助剂10-14份，粘结剂50份；
进一步优选的，所述高红外辐射涂层各组成的重量比例为基料35份，填料5份，助剂12份，粘结剂50份；
进一步优选的，所述基料各成分重量比例组成为：Fe2O3 10-20份，V2O5 5-20份，Co3O4 5-20份，ZrO2 5-20份，SiC 0-20份，MnO2 0-20份，CuO 0-5份；
进一步优选的，所述基料各成分重量比例组成为：Fe2O3 20份，V2O5 15份，Co3O4 10份，ZrO2 15份，SiC 8份，MnO2 5份，CuO 2份；
进一步优选的，所述填料由酸处理改性的埃洛石纳米管为载体，载体上负载硫单质、吸附银镓阳离子后退火制得；
进一步优选的，硫代硫酸钠为硫源，银镓阳离子的溶剂为甲醇；
进一步优选的，所述助剂各成分重量比例组成为：堇青石40-45份、氮化硼20-25份、钒酸锆30-40份；
进一步优选的，所述助剂各成分重量比例组成为：堇青石40份、氮化硼25份、钒酸锆36份；
进一步优选的，涂层涂覆后在丙酮中浸渍10s后干燥成膜。
本发明的有益效果为：
1、本申请所述3D热弯机采用回转排布结构，结构简单、紧凑，占地小。
2、退火冷却腔独立，并设置有通水管道，增强散热，提高热量利用率。
3、加热板为含铜的ZrC/W材料，具有优良的导热性能、高温强度、抗高温氧化性能和耐腐蚀性能。
4、加热板上涂覆高红外辐射涂层，增强辐射传热，改善加热质量，具有传热快，热场均匀稳定，热量利用率高的特点。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的俯视示意图。
附图标记：1-进样腔；2-推拔结构；3-横杆；4-气缸；5-回转腔；6-退火冷却腔；7-加热及成型腔；8-出样腔。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
红外辐射涂料是一种对热源辐射能谱有较高吸收率或发射率的功能型节能材料，可以直接喷涂在工业锅炉、电站锅炉、各种火焰炉、各种电加热炉等各类炉体的受热面或炉体内侧，从而强化热源与受热面或受热体之间的辐射热交换，以达到提高炉子热利用率以及节约能源的目的；红外辐射涂料由于基体表面的吸收和辐射作用，改变了传热区内热辐射的波谱分布，将热源发出的间断式波谱转变成了连续波谱，从而促进被加热物体吸收热量。
红外辐射涂层要求在高温下不仅具有高的发射率，还要求具有优良的热震性，由于涂层的工作环境的温度区间范围大，涂层容易出现皲裂、起泡、剥落等现象，造成性能波动。
本实施例提供一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层；
优选的，所述发热板为含铜的ZrC/W材料；
进一步优选的，所述含铜的ZrC/W材料由锆铜合金粉熔渗碳化钨、钨、碳化锆的多孔预制体制得；
采用陶瓷金属复合材料作为发热板，兼具有陶瓷的高温强度和金属的导热性，锆铜合金高温渗透入多孔的碳化钨、钨、碳化锆的预制体，可分布均匀，不仅具有高的力学性能，且热导率比常规铁镍基合金高出数倍；
优选的，所述高红外辐射涂层包括基料、填料、助剂、粘结剂；
进一步优选的，所述基料由成分Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO组成，所述填料为填充改性的埃洛石纳米管，所述助剂由成分堇青石、氮化硼、钒酸锆组成，所述粘结剂为硅酸钠水玻璃；
当前辐射率较高的红外辐射材料主要是过渡金属氧化物、氮化物、碳化物和硼化物的多元体系，单一的过渡金属氧化物辐射率较低，本申请采用多种红外辐射材料高温烧结提高红外辐射率；埃洛石纳米管具有大的长径比和纳米管状形态结构，是一种常用的无机纳米填料，对其进行填充改性，增强导热和红外透过；助剂起调节热膨胀和增强导热的作用；
进一步优选的，所述高红外辐射涂层各组成的重量比例为基料30-35份，填料4-6份，助剂10-14份，粘结剂50份；
进一步优选的，所述高红外辐射涂层各组成的重量比例为基料35份，填料5份，助剂12份，粘结剂50份；
进一步优选的，所述填料各成分重量比例组成为：Fe2O3 10-20份，V2O5 5-20份，Co3O4 5-20份，ZrO2 5-20份，SiC 0-20份，MnO2 0-20份，CuO 0-5份；
进一步优选的，所述填料各成分重量比例组成为：Fe2O3 20份，V2O5 15份，Co3O4 10份，ZrO2 15份，SiC 8份，MnO2 5份，CuO 2份；
进一步优选的，所述填料由酸处理改性的埃洛石纳米管为载体，载体上负载硫单质、吸附银镓阳离子后退火制得；
进一步优选的，硫代硫酸钠为硫源，银镓阳离子的溶剂为甲醇；
采用酸蚀的方法增大纳米管的管内径，真空抽气在管内吸附氢离子，诱导硫代硫酸根在管内反应发生硫沉积，再吸附银镓阳离子生成硫镓银相，增强红外透过；
进一步优选的，所述助剂各成分重量比例组成为：堇青石40-45份、氮化硼20-25份、钒酸锆30-40份；
进一步优选的，所述助剂各成分重量比例组成为：堇青石40份、氮化硼25份、钒酸锆36份；
进一步优选的，涂层涂覆后在丙酮中浸渍10s后干燥成膜；
涂层经丙酮浸渍后发生溶剂交换，形成微纳的溶剂微粒，干燥后在表面形成多孔的微纳结构，有利于提高红外辐射率。
实施例1
一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层；所述匀热板的制备包括以下步骤：
1、加热板制备
碳化钨粉、钨粉、碳化锆以质量比2:1:3的比例混合球磨10h，加入2％的质量分数为5％的PVA溶液充分搅拌，模压成型，压力20MPa，板坯入电阻炉，360℃烧灼6h，得到多孔预制体，锆铜合金粉铺于预制体上，放入内层为钼、外层为石墨的双层坩埚中，入气氛炉以10℃/min升温至1400℃保温2h，10℃/min降温至800℃后随炉冷却，切割，磨削；
2、基料制备
按配比20:15:10:15:8:5:2称取Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO混合，湿法球磨8h，球磨转速300r/min，充分干燥后过300目筛，筛下模压成型，料饼厚度10-15mm，料饼置于双层坩埚中，内层坩埚为钼金属，外层坩埚为石墨，坩埚入气氛箱式电炉烧结，填充氮气为保护气氛，升温速率为10℃/min，温度升至1350℃后保温4h，自然冷却，将烧结产物破碎，球磨至粒径小于400目，制得基料；
3、填料制备
纯化的埃洛石纳米管粉末，加入50倍质量1M的硫酸溶液，70℃磁力搅拌8h，过滤洗涤，干燥，得到改性埃洛石纳米管，将改性埃洛石纳米管在1M硝酸中超声分散，料液质量百分比5-10％，真空脱气，磁力搅拌1h，过滤，蒸馏水淋洗，将淋洗后的埃洛石纳米管超声分散在含有0.01M CMC的0.1M硫代硫酸钠中，料液质量百分比5-10％，70℃磁力搅拌1h，温度提高至80℃静置保温2h，过滤洗涤，转移入含有银离子、镓离子的甲醇溶液，硝酸调节pH至1，真空磁力搅拌，洗涤干燥，氩气气氛500℃退火处理4h；
4、涂层制备
(a)助剂配制，按质量比例40:25:36分别称取堇青石、氮化硼、钒酸锆，混匀备用；
(b)按质量配比：基料35份，填料5份，助剂12份，硅酸钠水玻璃50份；配制为高红外辐射涂料，涂覆于加热板上，涂层在丙酮中浸渍10s，干燥成膜。
实验测试
经测试，室温下全波段辐射率为0.94，进行50次以上的耐热震稳定性测试(升温至800后空气中自冷)，未出现裂纹和脱落，在低于800℃的温度范围内，热膨胀系数CTE为3.27×10-6/℃，具有良好的耐热震性能。
以无涂层的加热板为对比例1，使热成型室升温至一定温度(700℃)，本实施例制备的匀热板较对比例1所用时间少16％。
实施例2
一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层；所述匀热板的制备包括以下步骤：
1、加热板制备
碳化钨粉、钨粉、碳化锆以质量比2:1:3的比例混合球磨10h，加入2％的质量分数为5％的PVA溶液充分搅拌，模压成型，压力20MPa，板坯入电阻炉，360℃烧灼6h，得到多孔预制体，锆铜合金粉铺于预制体上，放入内层为钼、外层为石墨的双层坩埚中，入气氛炉以10℃/min升温至1400℃保温2h，10℃/min降温至800℃后随炉冷却，切割，磨削；
2、基料制备
按配比10:20:5:5:20:0:5称取Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO混合，湿法球磨8h，球磨转速300r/min，充分干燥后过300目筛，筛下模压成型，料饼厚度10-15mm，料饼置于双层坩埚中，内层坩埚为钼金属，外层坩埚为石墨，坩埚入气氛箱式电炉烧结，填充氮气为保护气氛，升温速率为10℃/min，温度升至1350℃后保温4h，自然冷却，将烧结产物破碎，球磨至粒径小于400目，制得基料；
3、填料制备
纯化的埃洛石纳米管粉末，加入50倍质量1M的硫酸溶液，70℃磁力搅拌8h，过滤洗涤，干燥，得到改性埃洛石纳米管，将改性埃洛石纳米管在1M硝酸中超声分散，料液质量百分比5-10％，真空脱气，磁力搅拌1h，过滤，蒸馏水淋洗，将淋洗后的埃洛石纳米管超声分散在含有0.01M CMC的0.1M硫代硫酸钠中，料液质量百分比5-10％，70℃磁力搅拌1h，温度提高至80℃静置保温2h，过滤洗涤，转移入含有银离子、镓离子的甲醇溶液，硝酸调节pH至1，真空磁力搅拌，洗涤干燥，氩气气氛500℃退火处理4h；
4、涂层制备
(a)助剂配制，按质量比例45:10:40分别称取堇青石、氮化硼、钒酸锆，混匀备用；
(b)按质量配比：基料30份，填料6份，助剂10份，硅酸钠水玻璃50份；配制为高红外辐射涂料，涂覆于加热板上，涂层在丙酮中浸渍10s，干燥成膜。
实验测试
经测试，室温下全波段辐射率为0.92，进行50次以上的耐热震稳定性测试(升温至800后空气中自冷)，未出现裂纹和脱落，在低于800℃的温度范围内，热膨胀系数CTE为2.86×10-6/℃，具有良好的耐热震性能。
以未填充改性的埃洛石纳米管做填料为对比例2，其制备的匀热板，室温下全波段辐射率为0.86，在低于800℃的温度范围内，热膨胀系数CTE为2.25×10-6/℃。
实施例3
一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层；所述匀热板的制备包括以下步骤：
1、加热板制备
碳化钨粉、钨粉、碳化锆以质量比2:1:3的比例混合球磨10h，加入2％的质量分数为5％的PVA溶液充分搅拌，模压成型，压力20MPa，板坯入电阻炉，360℃烧灼6h，得到多孔预制体，锆铜合金粉铺于预制体上，放入内层为钼、外层为石墨的双层坩埚中，入气氛炉以10℃/min升温至1400℃保温2h，10℃/min降温至800℃后随炉冷却，切割，磨削；
2、基料制备
按配比15:5:20:20:0:20:0称取Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO混合，湿法球磨8h，球磨转速300r/min，充分干燥后过300目筛，筛下模压成型，料饼厚度10-15mm，料饼置于双层坩埚中，内层坩埚为钼金属，外层坩埚为石墨，坩埚入气氛箱式电炉烧结，填充氮气为保护气氛，升温速率为10℃/min，温度升至1350℃后保温4h，自然冷却，将烧结产物破碎，球磨至粒径小于400目，制得基料；
3、填料制备
纯化的埃洛石纳米管粉末，加入50倍质量1M的硫酸溶液，70℃磁力搅拌8h，过滤洗涤，干燥，得到改性埃洛石纳米管，将改性埃洛石纳米管在1M硝酸中超声分散，料液质量百分比5-10％，真空脱气，磁力搅拌1h，过滤，蒸馏水淋洗，将淋洗后的埃洛石纳米管超声分散在含有0.01M CMC的0.1M硫代硫酸钠中，料液质量百分比5-10％，70℃磁力搅拌1h，温度提高至80℃静置保温2h，过滤洗涤，转移入含有银离子、镓离子的甲醇溶液，硝酸调节pH至1，真空磁力搅拌，洗涤干燥，氩气气氛500℃退火处理4h；
4、涂层制备
(a)助剂配制，按质量比例42:20:30分别称取堇青石、氮化硼、钒酸锆，混匀备用；
(b)按质量配比：基料33份，填料4份，助剂14份，硅酸钠水玻璃50份；配制为高红外辐射涂料，涂覆于加热板上，涂层在丙酮中浸渍10s，干燥成膜。
实验测试
经测试，室温下全波段辐射率为0.93，进行50次以上的耐热震稳定性测试(升温至800后空气中自冷)，未出现裂纹和脱落，在低于800℃的温度范围内，热膨胀系数CTE为3.54×10-6/℃，具有良好的耐热震性能。
以未进行丙酮浸渍处理制备的加热板为对比例3，其室温下全波段辐射率为0.90。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种3D热弯机，包括进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔、匀热板、推拨结构、横杆和压杆，进样腔、加热及成型腔、回转腔、退火冷却腔、出样腔依次相连接，形成回转排布结构，加热及成型腔设置为9工站，依次为3个预热工站，3个成型工站、3个缓冷工站，退火冷却腔设置为4工站，工站连接气缸，气缸压力通过PLC实现自动控制，推拨结构固定在横杆上，匀热板连接在压杆上，退火冷却腔设有通水管路，所述匀热板包括发热板，发热板上涂覆有高红外辐射涂层。
2.根据权利要求1所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述发热板为含铜的ZrC/W材料。
3.根据权利要求1所述的一种3D热弯机，其特征在于，发热板经涂层涂覆后在丙酮中浸渍10s后干燥成膜。
4.根据权利要求1所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述高红外辐射涂层包括基料、填料、助剂、粘结剂。
5.根据权利要求2所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述含铜的ZrC/W材料由锆铜合金粉熔渗碳化钨、钨、碳化锆的多孔预制体制得。
6.根据权利要求4所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述高红外辐射涂层各组成的重量比例为基料30-35份，填料4-6份，助剂10-14份，粘结剂50份。
7.根据权利要求4所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述基料由成分Fe2O3、V2O5、Co3O4、ZrO2、SiC、MnO2、CuO组成，所述填料为填充改性的埃洛石纳米管，所述助剂由成分堇青石、氮化硼、钒酸锆组成，所述粘结剂为硅酸钠水玻璃。
8.根据权利要求7所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述基料各成分重量比例组成为：Fe2O3 10-20份，V2O5 5-20份，Co3O4 5-20份，ZrO2 5-20份，SiC 0-20份，MnO2 0-20份，CuO0-5份。
9.根据权利要求7所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述填料由酸处理改性的埃洛石纳米管为载体，载体上负载硫单质、吸附银镓阳离子后退火制得。
10.根据权利要求7所述的一种3D热弯机，其特征在于，所述助剂各成分重量比例组成为：堇青石40-45份、氮化硼20-25份、钒酸锆30-40份。
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