CN1228066A - 具有装配漏嘴的拉丝漏板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制造拉丝漏板的方法以及一种拉丝漏板。拉丝漏板特征在于它包括由外径稍微小于形成拉丝漏板的板(12)中的孔(16)内径的空心管状元件构成的漏嘴(18)。该漏嘴经过相对其轴的径向扩张步骤。本方法简单易行且价格低廉。

Description

具有装配漏嘴的拉丝漏板

本发明涉及一种拉丝漏板(bushing baseplate)的制造方法，并且也涉及用此方法获得的拉丝漏板以及衬套本身。本发明也包括作为新物质的钎焊填充软膏。更具体地说，本发明涉及一种用于抽拉玻璃纤维的拉丝漏板的制造方法，用此方法获得的拉丝漏板以及作为新物质的钎焊填充软膏。

在通常用于加强塑料材料的玻璃纤维的制造中，衬套是生产线中最关键的工具，因为它决定了最终产品的质量。

衬套通常由铂铑合金制造并且做成可倒入熔融玻璃的盒的形式，盒具有一钻有很多孔的底板。每一孔由一被称为“漏嘴”的贯通喷嘴构成，玻璃通过此漏嘴流出来，固化后便形成纤维。

在“直接熔化”衬套工艺中，玻璃以熔融状态倒入衬套中，但为了维持热平衡，有必要利用焦耳效应加热衬套体。构成底板的板上具有几百个甚至几千个漏嘴，现有的衬套中和设计中的衬套中的漏嘴的数目可多达4,000甚至6,000。

通常，为了避免底板的变形，公知在底板长度上和漏嘴位置之间进行机械加强。

制造衬套的工艺，尤其是制造拉丝漏板的工艺，需要考虑纤维生产或从衬套中抽拉纤维的经济条件的限制，以及抽拉纤维的底板的每单位面积的漏嘴的几何形状和数目的工艺条件。

通过一深拉(deep-drawing)操作并在变形构成拉丝漏板的整个板的基础上提出了一种制造拉丝漏板的方法。

但是很不幸，采用深拉方法很难获得厚度均匀的拉丝漏板。

在上述深拉方法中，有必要在两相邻孔之间留下足够容积的金属，否则在深拉操作中会在底板的厚度上出现缺陷，并且由于间隔较小，很难保证获得此种容积的金属。

工艺性自然也阻碍了底板和漏嘴使用不同的材料。即使当深拉工艺很成熟，由于用于深拉的工具很昂贵，所以深拉工艺也很昂贵。而且，该方法缺少灵活性，因为当改变模型时必须制造新的工具。

于是，技术发展到实现更灵活的所谓的“联合式”制造方法，因为该种方法在于把漏嘴固定到形成有相应的多个孔的底板上。

例如，在1994年8月9日出版的专利申请JP-A-6-218448中公开了一种方法，其中通过拉丝漏板开有特定数目的孔并且固态漏嘴形成的圆柱插在孔中，圆柱被依次弄平或做成锯齿状然后穿孔。

同样，在1995年3月28日出版的文件JP-A-7-81968中描述到把空心的管状元件插入拉丝漏板的孔中，该元件通过构成一预先经过扩散焊接处理的接触面安装在其中。

同样，在1995年7月27日出版的文件JP-A-7-187702中描述了一种类似于前一文件的方法，使用了具有比底板中的孔内径大的外径的空心管状元件。

在1994年6月21日出版的文件JP-A-6-171971中也提出了一种制造拉丝漏板的方法，其中在衬套漏嘴被插入底板的孔中后，一隔板件插在每一孔和每一漏嘴之间并且随后受到扩散焊接处理。

第二种方法被公知为“装配式漏嘴工艺”。本发明形成了该类工艺的一部分。

在这种装配式漏嘴工艺的现有技术中，最广泛使用的焊接方法是利用扩散热处理的焊接方法。在文件US-A-4461191中描述了该种扩散热处理的一个例子。在1994年6月21日出版的现有文件JP-A-6-171971中也提到了扩散焊接。

在上述扩散焊接方法中，目的是在孔中漏嘴和板之间建立最初的直接的接触，然后经过高温热处理在漏嘴和板之间发生材料的扩散。热处理的时间和温度被调整为安装的材料以及它们的表面状态的函数关系。装配漏嘴的主要问题是在每一漏嘴和板之间获得良好的密封效果。

因此本发明的目的是解决存在于上述装配漏嘴工艺中的问题以便通过限定甚至减少必要的步骤而在每一漏嘴和板之间获得良好的密封效果，同时实现一种基本上适于全自动化要求的方法。

本发明成本低，方法安全可靠，并可大规模工业应用。

首先，本发明提供了一种制造拉丝漏板的方法，包括：在构成底板的板中打多个孔，在上述底板中的每一孔中插入至少一个由形成有导管的空心管状元件构成的漏嘴，通过热处理把漏嘴焊接到上述底板上，该方法的特征是漏嘴的外径比孔的内径稍微小一些以便在把漏嘴插入孔中适当定位后留少量间隙，漏嘴受到机械扩张，例如在管状元件的导管中插入一冲头，由此通过每一孔内四壁的紧密接触来机械固定所要连接的漏嘴和板。

在一变化的实施方式中，漏嘴和板的焊接热处理包括固态扩散。

在另一变化的实施方式中，在进行热处理前，成连续线状的钎焊填充软膏置于一排排漏嘴之间，最好放在拉丝漏板的外侧，焊膏的成分被调整为在焊接热处理温度下成液态，以便一旦熔化，钎焊填充软膏可以填入保留在漏嘴壁和底板中的孔之间的间隙中，从而保证良好的密封性能。

在一变化的实施方式中，上述具体的板为铂板或铂合金板。

另一实施方式中，漏嘴由与板一样的金属或合金制成。漏嘴也可由不同于板的金属或合金制成。

在另一变化的实施方式中，上述机械扩张为沿底板中孔的轴径向扩张，上述轴也基本上和空心管状元件形式的漏嘴的轴相重合。

在本发明的一特别有利的实施方式中，上述钎焊填充软膏包括具有比构成板和/或漏嘴的金属或合金的熔点低的金属或合金。

在一特别好的实施方式中，钎焊填充软膏在钯或铂的基础上，选择性的混合至少一种金属用于降低其熔点，并以粉末状形式分散在用于制造上述板的聚合体粘结剂和所选的一种溶剂中。

在一有利的实施方式中，钎焊填充软膏由混合有聚合体粘结剂的钯粉末组成，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。聚合体粘结剂最好为具有适于构成上述钎焊填充软膏的粘性的可塑聚合体粘结剂。例如，聚合体粘结剂可为具有适当分子量的聚丁烯。

在一特别的实施方式中，钎焊填充软膏包括80％到90％的钯粉末和10％到20％的聚合体粘结剂。

在另一特别的实施方式中，钎焊填充软膏包括以粉末状形式分散在聚合体粘结剂中的一种铂铜合金，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。聚合体粘结剂最好如上所述限定。

在一有利的变化实施方式中，钎焊填充软膏包括一种铂铜合金，其中铜占合金的重量百分比为20％到40％，最好为35％左右。而且，重量百分比为95％到80％的铂铜合金可分散在重量百分比为5％到20％的聚合体粘结剂中。聚合体粘结剂最好如上所述限定。

在本发明的另一更好的实施方式中，在成连续线状的钎焊填充软膏沿每一排漏嘴放置后，在高于粘结剂的分解温度的较低温度下进行烘干操作，以便去除粘结剂中的挥发行材料，并且在钎焊填充软膏可熔化的温度下进行扩散焊接热处理。

在一特别的变化实施方式中，尤其涉及制造具有大量漏嘴的底板时，扩散焊接热处理后，进行渗漏检测，例如，通过滑石粉中渗出红色有机物的方法，如发现渗漏，从漏嘴扩张处重新开始制造方法。

在最近的一更好的实施方式中，最初的板被设计为用于制造玻璃纤维或细丝的拉丝漏板的板。此时，用于制造玻璃纤维或细丝的形成拉丝漏板的板由如具有10％铑的铂铑合金制造，漏嘴也用如具有10％铑的铂铑棒制造，在大约1350摄氏度的温度下进行至少10个小时的扩散焊接热处理，最好为13个小时。

在另一有利的变化实施方式中，每一漏嘴和板孔之间最初的间隙小于30微米。

第二方面，本发明也提供了一种拉丝漏板，特征是它具有由空心管状元件构成的漏嘴，漏嘴最初具有比形成底板的板孔内径稍微小一些的外径，漏嘴已经进行了相对它们的轴的机械扩张步骤。

在本衬套的一特别实施例中，通过一种基于比构成板和/或漏嘴的金属或合金的熔点要低的金属或合金的钎焊填充软膏把漏嘴焊接到拉丝漏板上。

在一最近的更好的实施例中，拉丝漏板以铂为基础，尤其以铂铑合金为基础，漏嘴也同样如此，而钎焊填充软膏最初为钯粉末或钯合金粉末，最好为纯的钯粉末，或掺有熔点低于铂的尤其是铜的金属或合金的铂粉末。

第三方面，本发明也提供了一种作为新物质的钎焊填充软膏。该钎焊填充软膏包括有比构成漏嘴和/或形成拉丝漏板的板的金属或合金的熔点要低的金属或合金。以粉末状形式分散在聚合体粘结剂中的焊膏，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。

在一有利的变化实施例中，上述聚合体粘结剂是可塑的并具有适于构成上述钎焊焊膏的粘性。

在另一特别的变化实施例中，上述粉末具有小于20微米的平均颗粒直径，尤其是上述粉末中至少95％的颗粒具有小于20微米的直径。

在一特别的变化实施例中，钎焊填充软膏具有至少100,000(十万)厘泊的黏度，位于100,000(十万)到500,000(五十万)厘泊的黏度范围内更好，该黏度由HAAKE RV12 PK11黏度测量仪在0.5摄氏度及每分0.8转的转速下测定。例如，聚合体粘结剂包括或由适当分子量的聚丁烯构成。

本发明的其他目的、特征和优点在下面结合附图及两个最近的最佳实施例描述中对技术熟练人员来说将更加清楚。

图中：

图1为包括衬套的主要部件的本发明的拉丝漏板的示意图，拉丝漏板上装有本发明所实现的拉丝漏嘴；

图2显示了在板上钻漏嘴固定孔的步骤；

图3显示了构成漏嘴的固体或空心棒的加工步骤，该漏嘴为形成有导管的空心管状元件形式；

图4显示了把图3中的具有导管的漏嘴插装进图2中的板孔中的步骤；

图5显示了相对于导管轴线径向机械扩张导管的步骤；

图6显示了一特别的实施方式中在进行必要的热处理前加工漏嘴内端上的最后圆锥体的步骤；以及

图7是在进行热处理前，放置在漏嘴和板之间的连续线状的钎焊填充软膏的本发明的最佳步骤的示意图。

参考图1，可见一衬套，此时用于抽拉玻璃以制造玻璃纤维和细丝，上述衬套有一个总的参考序号10。更精确的，衬套包括一固定在机体14上的底板14。

衬套10的底板12具有大量的孔16，在孔中分别插有由空心管状元件构成的漏嘴18，每一空心管状元件形成有一导管20。例如，底板12通过加强元件22进行机械加强，在加强元件22上安放有格栅24，熔融的玻璃通过格栅24浇注。也可能具有限制玻璃浇主区域的套环26。在现有技术中通常给键28供电以加热衬套10。在本发明的上下文中，拉丝漏板被修正为具有由空心管状元件构成的漏嘴18，空心管状元件最初的外径(de)稍微大于穿过底板12的孔16的内径(di)，把图2、图3与图4相比较可清楚的看到这一点。

在所示的实施例中可看到，空心管状元件18的外形主要为圆锥形，但是管状元件的外形也可以为圆柱形。所示的圆锥外形使这些元件插入底板12的孔6中更容易。一旦漏嘴18被插入板12的孔16中，保留30微米左右的间隙(j)(见图4)。

然后进行机械扩张，例如，把诸如圆锥形的适当形状的冲头30在漏嘴18的导管20中向前推进，从而施加径向的机械扩张力，如图5箭头所示。

机械扩张后，最好通过一装有钎焊填充软膏的沉积装置和适合孔16的形状沉积一短划线或一连续线状的钎焊填充软膏，填充焊膏沉积在拉丝漏板的外侧上，如图7所示，上述钎焊填充软膏的成分适于在钎焊热处理的温度下熔化(见图7)。该过程可确保很好的紧密性。

该步骤之前或之后，可能利用一合适的工具40产生一末端圆锥19。热处理最好在钎焊填充软膏可熔化的温度下进行，这样能够使钎焊填充软膏渗入漏嘴18的外壁和板12的孔16的内壁之间流下的间隙或口中。因为拉丝漏板外侧的漏嘴的突出部分防止了钎焊填充软膏渗入漏嘴18的导管20中，所以最好在拉丝漏板的外侧上沉积钎焊填充软膏。

进行此种热处理的条件是本领域技术熟练人员所熟知的，并且取决于制造底板12所用的金属以及制造漏嘴18所用的金属。两种金属最好是同一种金属。

在上述实施例中，底板为铂板，而在另一实施例中，底板为铂铑合金板，尤其是铑重量占10％的板。

下面结合两个例子描述本发明，但此两例并不限定本发明的范围。

例1：

按照本发明的方法制造的本发明的拉丝漏板如下：

a)例如，最初的板是铑重量占10％的铂铑合金板并且具有衬套10的底板12的最终尺寸。

b)通过冲和钻的方法在板12上打孔，随后向上弯曲(见图2)。

c)其后，漏嘴18被机加工从固体棒或空心棒上切下来，此时最好用同样的铑重量占10％的铂铑合金制造(见图3)。

因此，在装配前，每一漏嘴具有其最后的外形并且孔16和漏嘴18之间的设计间隙小于30微米。

d)然后，如图4所示，漏嘴18被装入孔12中。

e)通过在漏嘴18的导管20中插入诸如冲头之类的工具可自动的径向向外扩张每一漏嘴18的管壁。

f)在第一变化的实施例中，随后有可能进行固态扩散焊接热处理，例如在温度高于1300摄氏度(如1350摄氏度)的电炉中加热至少10个小时(如13个小时)。

g)其后，利用本领域技术熟练人员所熟知的渗漏检测技术进行渗漏检测，例如，通过滑石粉中渗出红色有机物的技术，如发现渗漏，重复步骤e)到g)直到渗漏检测表明无渗漏为止。

h)最后，抛光漏嘴18的表面，例如在漏嘴18上加工一内口圆锥以及抛光孔，这些都是本领域技术熟练人员所熟知的。

例2：

如例1中所描述的方法，该方法包括步骤a)到e)。

但是，其后，包括使用钎焊填充软膏的不同的步骤。

f)因此，准备上述类型的钎焊填充软膏，例如，铜重量占35％的铂铜粉末分散在聚合体粘结剂中，粉末占填充焊膏的约93％，粘结剂占约7％，如粘结剂为具有大约200,000厘泊黏度的聚丁烯，该黏度用HAAKE RV12 PK100黏度测量仪在0.5摄氏度及每分钟0.8转的转速下测定。

也可能使用分散在聚合体粘结剂中的钯粉末钎焊填充软膏，粘结剂占填充焊膏重量的14％。

g)通过一指针(如具有0.33mm直径)控制的自动分配器34在拉丝漏板的外侧沿漏嘴18的每一线沉积连续线状的钎焊填充软膏，如图7所示。

h)其后，在合适的温度下进行烘干处理，该温度应高于填充焊膏中挥发性材料(主要是聚合体粘结剂)的分解温度，如在600摄氏度左右。

i)其后，在电炉中钎焊填充软膏熔化状态下进行扩散焊接热处理，如例1中步骤f)所述，在1350摄氏度加热13个小时。

j)随后进行上述渗漏检测过程，从漏嘴18的管壁的扩张开始直到渗漏检测没有发现任何渗漏。

Claims (25)

1．一种制造拉丝漏板的方法，该方法包括：在构成底板的板中打多个孔，在上述底板中的每一孔中插入至少一个由形成有导管的空心管状元件构成的漏嘴，通过热处理把漏嘴焊接到上述底板上，其特征在于，漏嘴的外径比孔的内径稍微小一些以便在把漏嘴插入孔中适当定位后留少量间隙，漏嘴受到机械扩张，例如在管状元件的导管中插入一冲头，由此通过每一孔内四壁的紧密接触来机械固定所要连接的漏嘴和板。

2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于，漏嘴和板的焊接热处理包括固态扩散。

3．按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在进行热处理前，成连续线状的钎焊填充软膏置于一排排漏嘴，最好放在拉丝漏板的外侧，焊膏的成分易于在焊接热处理温度下熔化。

4．按照权利要求3所述的方法，其特征在于，上述具体的板为铂板或铂合金板。

5．按照权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，漏嘴由与板一样的金属或合金制成。

6．按照权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，上述机械扩张为沿底板中孔的轴径向扩张，上述轴也基本上和空心管状元件形式的漏嘴的轴相重合。

7．按照权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，上述钎焊填充软膏包括具有比构成板和/或漏嘴的金属或合金的熔点低的金属或合金。

8．按照权利要求7所述的方法，其特征在于，钎焊填充软膏在钯或铂的基础上，选择性的混合至少一种金属用于降低其熔点，并以粉末状形式分散在用于制造上述板的聚合体粘结剂和所选的一种溶剂中。

9．按照权利要求8所述的方法，其特征在于，钎焊填充软膏由混合有聚合体粘结剂的钯粉末组成，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。

10．按照权利要求9所述的方法，其特征在于，钎焊填充软膏包括80％到90％的钯粉末和10％到20％的聚合体粘结剂。

11．按照权利要求3至10中任一权利要求所述的方法，其特征在于，钎焊填充软膏包括以粉末状形式分散在聚合体粘结剂中的一种铂铜合金，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。

12．按照权利要求11所述的方法，其特征在于，钎焊填充软膏包括一种铂铜合金，其中铜占合金的重量百分比为20％到40％，最好为35％左右。而且，重量百分比为95％到80％的铂铜合金可分散在重量百分比为5％到20％的聚合体粘结剂中。

13．按照权利要求1至12中任一权利要求所述的方法，其特征在于，在成连续线状的钎焊填充软膏沿每一排漏嘴放置后，在高于粘结剂的分解温度的较低温度下进行烘干操作，以便去除粘结剂中的挥发性材料，并且在钎焊填充软膏可熔化的温度下进行扩散焊接热处理。

14．按照权利要求1至13中任一权利要求所述的方法，其特征在于，扩散焊接热处理后，进行渗漏检测，例如，通过滑石粉中渗出红色有机物的方法，如发现渗漏，从漏嘴扩张处重新开始制造方法。

15．按照权利要求1至14中任一权利要求所述的方法，其特征在于，最初的板被设计为用于制造玻璃纤维或细丝的拉丝漏板的板。

16．按照权利要求15所述的方法，其特征在于，用于制造玻璃纤维或细丝的形成拉丝漏板的板由如具有10％铑的铂铑合金制造，漏嘴也用如具有10％铑的铂铑棒制造，在大约1350摄氏度的温度下进行至少10个小时的扩散焊接热处理，最好为13个小时。

17．按照权利要求1至16中任一权利要求所述的方法，其特征在于，每一漏嘴和板孔之间最初的间隙小于30微米。

18．一种拉丝漏板，其特征在于，它具有由空心管状元件构成的漏嘴(18)，漏嘴最初具有比形成底板的板(12)的孔(16)内径稍微小一些的外径，漏嘴已经进行了相对它们的轴的机械扩张步骤。

19．按照权利要求18所述的拉丝漏板，其特征在于，通过一种基于比构成板和/或漏嘴的金属或合金的熔点要低的金属或合金的钎焊填充软膏把漏嘴焊接到拉丝漏板上。

20．按照权利要求18或19所述的拉丝漏板，其特征在于，拉丝漏板以铂为基础，尤其以铂铑合金为基础，漏嘴也同样如此，而钎焊填充软膏最初为钯粉末或钯合金粉末，最好为纯的钯粉末，或掺有熔点低于铂的尤其是铜的金属或合金的铂粉末。

21．一种钎焊填充软膏，其特征在于，它包括有比构成漏嘴(18)和/或形成拉丝漏板的板(12)的金属或合金的熔点要低的金属或合金，以粉末状形式分散在聚合体粘结剂中的焊膏，其分解温度大于200摄氏度，大于300摄氏度较好，不低于400摄氏度最好。

22．按照权利要求21所述的钎焊填充软膏，其特征在于，在一有利的变化实施例中，上述聚合体粘结剂是可塑的并具有适于构成上述钎焊焊膏的粘性，填充软膏具有至少100,000厘泊的黏度较好，位于100,000到500,000厘泊的黏度范围内更好，该黏度由HAAKE RV12 PK11黏度测量仪在0.5摄氏度及每分0.8转的转速下测定。

23．按照权利要求21或22所述的钎焊填充软膏，其特征在于，金属或金属合金粉末具有小于20微米的平均颗粒直径，尤其是上述粉末中至少95％的颗粒具有小于20微米的直径。

24．按照权利要求21至23中任一权利要求所述的钎焊填充软膏，其特征在于，上述聚合体粘结剂是可塑的并包括或由适当分子量的聚丁烯构成。

25．按照权利要求21至24中任一权利要求所述的钎焊填充软膏，其特征在于，软膏最初包括钯粉末或钯合金粉末，最好为纯的钯粉末，或掺有熔点低于铂的尤其是铜的金属或合金的铂粉末。

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