一种用于制备硫系玻璃小球的模具的制作方法

本实用新型属于玻璃二次压型技术领域，具体涉及一种用于制备直径为5～20mm的硫系玻璃小球的模具。

背景技术：

常用的玻璃二次压型一般的压型工艺模式是：先按照重量、形状将玻璃毛坯通过切割、分秤、振磨、附粉等过程后，装入瓷盒内放入玻璃软化炉中经过加热软化后压型、退火，这种压型方式适合大批量的可见光玻璃材料的二次压型，也是当前主流的二次压型方式，但对于小批量、多品种、易氧化的硫系玻璃小球制备来说，需要一种简单、易操作的方式，通过设计单头多穴模具，可实现小批量、多规格小球的压型，操作简单、可重复性强。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是针对直径为5～20mm的硫系玻璃小球提供一种压型模具。

本实用新型的技术解决方案是：一种用于制备硫系玻璃小球的模具，其特征在于：包括模套、上模和下模，模套为矩形框架，上模与下模结构相同，上模与下模的接触面上分别设有配合的上模模孔、下模模孔，上模模孔、下模模孔均为半球形凹孔。

本实用新型的技术解决方案中所述的上模模孔、下模模孔直径按照小球加工尺寸放大0.6～1.5mm。

本实用新型的技术解决方案中所述的上模和下模均为方板，上模模孔、下模模孔呈线性排列。

本实用新型的技术解决方案中所述的模套高度大于或等于上模与下模的总高度；模套与上、下模之间的间隙为0.05～0.1mm。

本实用新型的技术解决方案中所述的上模背面中心设有上模螺孔，下模背面中心设有下模螺孔。

本实用新型的技术解决方案中所述的上模、下模为球墨铸铁材料的上模、下模。

本实用新型采用分开设计的上模、下模、模套，上模、下模为球墨铸铁材质的方板，方板上线性排列设计要求尺寸的半球，半球的直径按照小球完工尺寸放大了0.6～1.5mm，确保压型小球毛坯有足够的加工余量，上、下模尺寸完全一致。模套主要起导向和限位的作用，模套高度大于或等于上、下模总高度，以免上模行程不够压歪导致模具卡死。模套与上下模之间的间隙为0.05～0.1mm，便于上下模从模套内取出，并通过模套确保上下模垂直对齐，避免压型小球上下错位导致小球报废。本实用新型压型模具采用单头多穴模式，即一个模具一次可压型多个小球，而不是单头单穴模具，一次只能压一个小球。

本实用新型具有不需要特殊的模具材料、设备，只需要对成型模具、工艺进行调整，即可压制直径为不同规格的硫系玻璃小球，而且整个操作过程简单，易实现多品种、小批量的特点。本实用新型主要为制备直径为5～20mm的硫系玻璃小球提供一种模具。

附图说明

图1是本实用新型模套的结构示意图。

图2是本实用新型上模的结构示意图。

图3是本实用新型上模与下模合模状态剖视图。

图中：1-模套；2-上模模孔；3-上模；4-上模螺孔；5-模孔；6-下模；7-下模螺孔。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示。模具由模套1、上模3和下模6组成。模套1为矩形框架。上模3与下模6结构相同，上模3与下模6的接触面上设有配合的上模模孔2和下模模孔7，上模模孔2、下模模孔7均为半球形凹孔，合起来形成模孔5。上模模孔2、下模模孔7直径按照小球加工尺寸放大0.6～1.5mm。上模3和下模6均为方板，上模模孔2、下模模孔7呈线性排列。模套1高度大于或等于上模3与下模6的总高度；模套1与上、下模之间的间隙为0.05～0.1mm，保证上下模吻合，避免小球上下半球压歪。上模3、下模6材质为球墨铸铁，但不局限于球墨铸铁，也可以为模具钢等其它材料。上模3的背面中心设有上模螺孔4，下模6的背面中心设有下模螺孔7，在上模螺孔4、下模螺孔7安装螺杆后，即可便于上模3、下模6的操作。模具的外观形状也可以是圆形或其它形状，只要保证上下模半球能吻合对齐即可。压型时将模具表面喷涂上氮化硼脱模剂后，将下模6放入模套1内，再将备好的玻璃毛坯放入下模模孔7内，然后将上模慢慢落在下模6上，如示意图所示的状态，再将模具整体放入箱式压型炉中压型即可。本实用新型的压型模具采用单头多穴模式，即一个模具一次可压型多个小球，而不是单头单穴模具，一次只能压一个小球。

以肖特IG6硫系玻璃压制直径7.1mm小球为例，说明小球压型过程。IG6硫系玻璃软化温度为217℃，比重为4.63g/cm³，模具设计制造按上文所述，其制造过程如下：

1、在小球完工尺寸基础上放大0.9mm设计上模模孔2、下模模孔7直径尺寸，即模孔5直径为8mm，上、下模3、6为长宽各150mm、厚度20mm的方板，上、下模3、6中心各有一个M16的螺孔，模套1壁厚为10mm，模套1高为上下厚度之和40mm，内框长宽尺寸为150mm（+0.1～+0.2mm），即在上、下模3、6长宽尺寸基础上放大0.1～0.2mm，这样既确保了脱模要求，又保证了限位要求，在上、下模3、6上按照9×9排均布加工直径8mm的半球，在上、下模3、6上均布，模具即设计完成。

2、按照二次压型工艺流程进行小球的压型：

⑴玻璃毛坯准备：将玻璃毛坯切割成对角线小于8mm的小方块，比如7×6.5×6.5mm，重量约为1.35～1.5g，然后将玻璃毛坯分秤、振磨将小方块的棱角、小裂纹磨掉，以免压型折叠、析晶，同时通过振磨使小方块重量一致，以免在压型时因重量不均造成部分小球压不满，将振磨好的玻璃小方块表面涂抹上氮化硼粉末。

⑵模具预热：将整套模具放入烘箱内加热至60～120℃，然后用喷壶将氮化硼悬浮液均匀喷涂在模具表面，便于压型后小球脱模。

⑶装炉：将下模6放入模套1内，再将附粉后的玻璃毛坯一一放入下模模孔中，并保证小方块竖直放置，然后将上模3慢慢放在下模6上，放好后，用方板托着模具将其放入箱式推火炉中。

⑷压型：按照120℃/h的升温速率设置升温工艺，将炉温升至250℃，保温10分钟后，启动气缸，压制2次，每次保压5～10s后即可。

⑸出炉：将模具直接从压型炉内取出，在上模3上装上螺杆，取出上、下模3、6，用小榔头轻轻敲击上、下模3、6，使附着在上、下模3、6上的小球脱模，也可以待模具冷却后再取出。

⑹检验：用球径仪测量小球的直径，小球直径在8.03～8.22mm，满足要求。

下表是Φ6.8mm、Φ8.6mm、Φ10.5mm三个规格小球的压型情况，压型过程与上述一致，只是尺寸和压型工艺略有区别（以下表格尺寸全部为mm）。