CN112707633A - 硫系玻璃小口径方形棒料成型装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种硫系玻璃小口径方形棒料成型装置，包括：套筒，套筒包括筒壁和筒壁围城的内腔；挤压机构，设置于套筒的内腔中；成型机构，设置于套筒的内腔中，且位于挤压机构下方；出料机构，设置于套筒的底端；冷却机构，呈环形设置在出料机构侧壁上；成型机构内设置有成型方孔。通过成型机构内设置的成型方孔，能够快速挤压出所需规格直径的方形棒料，与传统采用硫系玻璃圆形棒料加工成硫系玻璃方形棒料的方法相比，直接挤压成型的方法加工方形棒料可以极大的减少加工损耗，减少加工步骤，节省加工时间，降低加工成本，可以广泛应用到方片加工和小球预形体的制备。
Description
技术领域
本公开涉及硫系玻璃二次热成型技术领域，尤其涉及一种硫系玻璃小口径方形棒料成型装置及工艺。
背景技术
硫系玻璃是一种优质的红外材料，在3～5μm和8～14μm波段处具有优异的透过性能，与晶体类红外材料相比，硫系玻璃具有均匀性好、性能连续可调、易于制备、生产成本低等优势。硫系玻璃镜头在战场侦察、车载导航、安防监控消防火源定位、医学诊断快速测温、红外夜视器材等军、民用领域有着越来越广泛的应用。
随着硫系玻璃的应用领域越来越广泛，各种型号规格也越来越多，有需要加工成方片的，有模压预形体(小球)的加工。硫系玻璃软化温度低，成型性能好，在镜片加工过程中很适合进行模压成型，而小球预形体则是最理想的模压预形体。目前为止，硫系玻璃小球预形体的加工制备方法主要是先加工成正方体，然后再进行球面加工成小球，加工正方体的方法则是用圆柱棒料加工成方条再切成正方体，无形中增大了损耗，提高了生产成本。
发明内容
鉴于现有技术存在的缺陷，本公开的目的在于提供一种硫系玻璃小口径方形棒料成型装置及工艺，其能极大的减少加工方形镜片和模压小球预形体的损耗，提高硫系玻璃材料的利用率，降低生产成本。
本公开提供了一种硫系玻璃小口径方形棒料成型装置，包括：套筒，套筒包括筒壁和筒壁围城的内腔；挤压机构，设置于套筒的内腔中；成型机构，设置于套筒的内腔中，且位于挤压机构下方；出料机构，设置于套筒的底端；冷却机构，呈环形设置在出料机构侧壁上；成型机构内设置有成型方孔。
在一些实施例中，成型机构与套筒为分体式结构。
在一些实施例中，成型机构包括成型套环，成型套环中心设置有成型方孔。
在一些实施例中，成型套环的厚度为20mm。
在一些实施例中，成型套环内腔上表面呈160°的锥角。
在一些实施例中，套筒外侧设置有包裹套筒侧壁的加热装置。
在一些实施例中，挤压机构包括压头和与压头相连的压杆。
在一些实施例中，压头与压杆通过螺纹连接。
在一些实施例中，冷却机构包括：氮气接口，固定于出料机构的侧壁上；氮气管，连接于氮气接口，呈环形固定在出料机构的侧壁内部；气孔，均匀分布在环形氮气管的一周；控制阀，用于控制氮气的流量。
在一些实施例中，本公开提供了一种采用成型装置制备硫系玻璃小口径方形棒料的工艺，包括以下步骤：
1)原料准备：在成形装置内腔表面喷上脱模剂，将硫系玻璃坯锭清理干净放入成形装置内腔，调节挤压机构向下运动到接近坯锭位置；
2)预热软化：以3～10℃/h的速率升温到硫系玻璃的软化温度以上50～100℃后保温2～5h，确保硫系玻璃坯锭充分软化；
3)挤压成型：持续保温，启动挤压机构以1～5mm/min的下压速率对硫系玻璃坯锭进行挤压成型，硫系玻璃被挤出成型机构后开启冷却机构开关，对从出料机构中挤出的方条进行保护并冷却定型；
4)硫系玻璃被挤出一定长度后截断得到方形棒料产品。
本公开的有益效果如下：通过成型机构内设置的成型方孔，能够快速挤压出所需规格直径的方形棒料，与传统采用硫系玻璃圆形棒料加工成硫系玻璃方形棒料的方法相比，直接挤压成型的方法加工方形棒料可以极大的减少加工损耗，减少加工步骤，节省加工时间，降低加工成本，可以广泛应用到方片加工和小球预形体的制备。
附图说明
图1是根据本公开的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置的结构示意图。
图2是根据本公开的成型机构的俯视图。
图3是根据本公开的成型机构的结构示意图。
图4是根据本公开的压杆的结构示意图。
图5是根据本公开的压头的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
100硫系玻璃小口径方形棒料成型装置
1套筒
11筒壁
12内腔
13加热装置
2挤压机构
21压头
22压杆
3成型机构
31成型套环
311成型方孔
4出料机构
5冷却机构
51氮气接口
52氮气管
53气孔
具体实施方式
附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本公开的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
下面将参照附图详细说明根据本公开的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置。
参照图1，硫系玻璃小口径方形棒料成型装置100包括：套筒1，包括筒壁11和筒壁11围城的内腔12；挤压机构2，设置于套筒1内腔12中；成型机构3，设置于套筒1的内腔12中，且位于挤压机构2下方；出料机构4，设置于套筒1的底端；冷却机构5，呈环形设置在出料机构4侧壁上；成型机构3内设置有成型方孔311。在一实施例中，套筒1内腔12直径为102mm，高度为250mm；成型方孔311在套筒1底面投影的边长为15*15mm。
通过成型机构3内设置的成型方孔311，能够快速挤压出所需规格直径的方形棒料，与传统采用硫系玻璃圆形棒料加工成硫系玻璃方形棒料的方法相比，直接挤压成型的方法加工方形棒料可以极大的减少加工损耗，减少加工步骤，节省加工时间，降低加工成本，可以广泛应用到方片加工和小球预形体的制备。
参照图1至图3，在一些实施例中，成型机构3与套筒1为分体式结构。也就是说成型机构3是可以从套筒1中拆卸下来的，可以根据需要设置不同规格的成型机构3，以满足不同规格的方形棒料的生产需要。
参照图2和图3，在一些实施例中，成型机构3包括成型套环31，成型套环31中心设置有成型方孔311，用于直接生产方形棒料，降低生产成本。成型方孔311在套筒1底面投影的边长可以有多个不同的规格。
成型套环31的厚度为20mm，在较大的挤压压力下，原料经过成型套环31后会发生压力释放，如果成型套环3的厚度过薄，挤出的棒料容易发生弯曲、变形等情况，这个厚度可以有效的保证棒料的成型质量。成型套环31内腔12上表面呈160°的锥角。锥角能够有效减小挤压成型时的阻力。
在一些实施例中，套筒1外侧设置有包裹套筒侧壁的加热装置13，用于加热硫系玻璃，使硫系玻璃充分软化。
参照图4和图5，在一些实施例中，挤压机构2包括压头21和与压头21相连的压杆22。压头21与压杆22通过螺纹连接。
参照图1，在一些实施例中，冷却机构5包括：氮气接口51，固定于出料机构4的侧壁上；氮气管52，连接于氮气接口51，呈环形固定在出料机构4的侧壁内部；气孔53，均匀分布在环形氮气管52的一周。通过氮气对挤出的方形棒料进行冷却定型，气孔53均匀分布在环形氮气管52的一周，能够使方形棒料的冷却更均匀，提高成型效果。
在一些实施例中，本公开提供了一种采用成型装置制备硫系玻璃小口径方形棒料的工艺，包括以下步骤：
1)原料准备：在成形装置内腔12表面喷上脱模剂，将硫系玻璃坯锭清理干净放入成形装置内腔12，调节挤压机构2向下运动到接近坯锭位置；
2)预热软化：以3～10℃/h的速率升温到硫系玻璃的软化温度以上50～100℃后保温2～5h，确保硫系玻璃坯锭充分软化；
3)挤压成型：持续保温，启动挤压机构2以1～5mm/min的下压速率对硫系玻璃坯锭进行挤压成型，硫系玻璃被挤出成型机构3后开启冷却机构5开关，对从出料机构4中挤出的方条进行保护并冷却定型；
4)硫系玻璃被挤出一定长度后截断得到方形棒料产品。
在步骤1)中，在一实施例中，采用熔融淬冷法制备出相应规格的φ100*100mmAs40Se60硫系玻璃坯锭棒料，使用单线切割机将制备好的As40Se60硫系玻璃棒料的头尾切除，得到形状规整的硫系玻璃棒料坯锭。
在步骤3)中，通过调节氮气的流量，氮气经由气孔53对挤出的方条进行冷却定型。
在步骤4)中，在一实施例中，As40Se60硫系玻璃被挤出一定长度后截断得到边长15mm的方形棒料产品。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，包括：
套筒(1)，包括筒壁(11)和由筒壁(11)围城的内腔(12)；
挤压机构(2)，设置于套筒(1)的内腔(12)中；
成型机构(3)，设置于套筒(1)的内腔(12)中，且位于挤压机构(2)下方；
出料机构(4)，设置于套筒(1)的底端；
冷却机构(5)，呈环形设置在出料机构(4)侧壁上；
成型机构(3)内设置有成型方孔(311)。
2.根据权利要求1所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，成型机构(3)与套筒(1)为分体式结构。
3.根据权利要求1所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，成型机构(3)包括成型套环(31)，成型套环(31)中心设置有成型方孔(311)。
4.根据权利要求3所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，成型套环(31)的厚度为20mm。
5.根据权利要求3所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，成型套环(31)内腔(12)上表面呈160°的锥角。
6.根据权利要求1所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，套筒(1)外侧设置有包裹套筒侧壁的加热装置(13)。
7.根据权利要求1所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，挤压机构(2)包括压头(21)和与压头(21)相连的压杆(22)。
8.根据权利要求7所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，压头(21)与压杆(22)通过螺纹连接。
9.根据权利要求1所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)，其特征在于，冷却机构(5)包括：
氮气接口(51)，固定于出料机构(4)的侧壁上；
氮气管(52)，连接于氮气接口(51)，呈环形固定在出料机构(4)的侧壁内部；
气孔(53)，均匀分布在环形氮气管(52)的一周。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的硫系玻璃小口径方形棒料成型装置(100)制备硫系玻璃小口径方形棒料的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料准备：在套筒(1)的内腔(12)表面喷上脱模剂，将硫系玻璃坯锭清理干净放入成形装置内腔(12)，调节挤压机构(2)向下运动到接近坯锭位置；
2)预热软化：以3～10℃/h的速率升温到硫系玻璃的软化温度以上50～100℃后保温2～5h，确保硫系玻璃坯锭充分软化；
3)挤压成型：持续保温，启动挤压机构(2)以1～5mm/min的下压速率对硫系玻璃坯锭进行挤压成型，硫系玻璃被挤出成型机构(3)后开启冷却机构(5)开关，对从出料机构(4)中挤出的方条进行保护并冷却定型；
4)硫系玻璃被挤出一定长度后截断得到方形棒料产品。
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| CN113149405A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-07-23 | 杭州光学精密机械研究所 | 一种高效制备硫系玻璃细棒的方法 |
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2020
- 2020-12-30 CN CN202011610807.9A patent/CN112707633A/zh active Pending
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