玻璃出料管拉拔模组、玻璃出料管制造方法及玻璃出料管与流程

本发明属于玻璃出料管的制造技术领域，具体涉及一种玻璃出料管拉拔模组、玻璃出料管制造方法及玻璃出料管。

背景技术：

玻璃原料经过窑炉、澄清池、搅拌池、出料管等作用形成熔融玻璃，熔融玻璃的流出是依靠出料管来完成的，因熔融玻璃的液面与出料位置有一定的落差δh，这种落差形成的重力势能成为了熔融玻璃流出的动力。适当的温度下熔融玻璃在出料管内保持平稳流动状态，以获得合适的流量。在出料管已确定的情况下，提高温度能够获得更大的流量；一般通过电极回路加热提高熔融玻璃的温度，而熔融玻璃加热的效果通常由出料管的厚度公差决定，其流动的规律性由出料管的内壁质量决定。生产过程中，对熔融玻璃温度的限制是要保证玻璃的性质不发生变化，即保证玻璃不发生分相或析晶；对熔融玻璃流动规律性的限制是要避免产生成型条纹。

目前，制造熔炼玻璃出料管的材料优选为铂金、铂铑合金、铂黄合金、铂铑黄合金等，所制造的出料管具有熔点高，抗蠕变能力强，化学性能稳定，抗腐蚀能力强等特点。但由于制造的设备和制造工艺所限，所制造的现有玻璃出料管内径和外径的精度不高，即玻璃出料管的厚度公差大，并且玻璃出料管的内壁质量较差；因此，利用现有玻璃出料管生产玻璃产品时，不仅需要频繁跟换出料管，而且易导致玻璃分相或析晶，所生产的玻璃产品条纹很多，良品率低。

技术实现要素：

本发明提供了一种玻璃出料管拉拔模组，旨在解决如何制造出内径和外径的精度更高、且内壁质量更好的玻璃出料管的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃出料管拉拔模组，包括拉管外模和短芯拉头；

所述拉管外模上设有拉管孔，所述拉管孔上直径最小的部分为拉管外成型部，所述拉管外成型部后侧的拉管孔部份为拉管外挤压部；

所述短芯拉头上直径最大的部分为拉管内成型部，所述拉管内成型部后侧的短芯拉头上具有拉管内挤压部，所述拉管内挤压部与拉管内成型部平滑过渡连接；

所述拉管内成型部的直径小于拉管外成型部的直径；

工作过程中，使拉管内成型部与拉管外成型部同轴并彼此相对应，所述拉管内成型部与拉管外成型部之间形成有圆环形的管壁成型间隙；并且，使拉管外挤压部与拉管内挤压部同轴并彼此相对应，所述拉管外挤压部与拉管内挤压部之间形成有管壁挤压间隙。

进一步的是，所述拉管外挤压部为直径从前往后逐渐变大的凸弧面孔的孔侧壁，所述拉管内挤压部为直径从前往后逐渐变小的锥形结构。

进一步的是，所述拉管外成型部前侧的拉管孔部份为直径从前往后逐渐变小的凸弧面孔的孔侧壁。

进一步的是，所述短芯拉头包括短芯本体，所述短芯本体上设置有硬质结构，所述拉管内成型部和拉管内挤压部分别为硬质结构的一部分。

进一步的是，所述硬质结构为硬质合金套，所述硬质合金套与短芯本体过盈配合装配在一起，位于硬质合金套前侧的短芯本体部分为直径从前往后逐渐变大的锥形轴肩，该锥形轴肩前端的边沿上设有圆角，该锥形轴肩后端的直径不超过拉管内成型部的直径。

进一步的是，还包括牵拉设备、固定丝杆和固定装置；所述牵拉设备包括拉头，所述拉头位于短芯拉头的前侧并可沿短芯拉头的轴向运动；所述固定丝杆设置在短芯拉头的后端，并与固定装置刚性连接。

本发明还提供了一种玻璃出料管制造方法，该制造方法包括精拉拔步骤；

精拉拔步骤，采用至少两套管壁成型间隙不相同的玻璃出料管拉拔模组对管粗坯进行拉制；其中，管壁成型间隙最小的一套玻璃出料管拉拔模组其管壁成型间隙与管成品的横截面相匹配；

所述玻璃出料管拉拔模组为任意一种上述的玻璃出料管拉拔模组；所述管粗坯的内径比管成品的内径大3～5mm，各玻璃出料管拉拔模组按管壁成型间隙由大到小的顺序依次对管粗坯进行拉制，每次拉制使得管粗坯的内径缩小0.7～1.5mm。

进一步的是，精拉拔步骤中，玻璃出料管拉拔模组对管粗坯进行拉制的过程如下：

a、将管粗坯一端的端口收为锥度形态，锥度部分的长度不大于20mm；

b、通过短芯拉头的前端将其从管粗坯另一端的端口装入管粗坯内；

c、将管粗坯为锥度形态的部分穿入拉管外模上的拉管孔中，使管粗坯上为锥度形态的端口穿过拉管孔；同时，使拉管内成型部与拉管外成型部同轴并彼此相对应，并使拉管外挤压部与拉管内挤压部同轴并彼此相对应；

d、使拉管外模和短芯拉头保持不动，沿着短芯拉头的轴向牵拉管粗坯上为锥度形态的端口，直至管粗坯完全从管壁成型间隙中穿过。

进一步的是，该制造方法还包括原料配制步骤、原料熔炼步骤、浇注步骤、板材制备步骤、卷管步骤、焊接步骤、退火步骤、粗拉拔步骤和切割步骤；

板材制备步骤，将浇注出来的锭子经过刨削和退火处理后锻造成合金块，最后将合金块轧制成板材；

卷管步骤，通过卷管机将板材卷成圆筒状的雏形管；

焊接步骤，使用和板材相同材质的焊丝焊接雏形管的缝口，焊接完成后采用纯水冷却，冷却后消除焊缝；

退火步骤，将消除焊缝后的雏形管放置到退火炉中退火；

粗拉拔步骤，通过拉管设备将退火后的雏形管拉拔成管粗坯；

切割步骤，采用割管器将管成品切割成玻璃出料管，并用纯水和酒精清洗玻璃出料管的内、外壁。

本发明还提供了一种玻璃出料管，其由任意一种上述的玻璃出料管制造方法制作而成。

本发明的有益效果是：利用该玻璃出料管拉拔模组进行精拉拔制造管成品的过程中，管粗坯的管壁首先受到管壁挤压间隙的挤压，然后管壁在管壁成型间隙中定型被拉出拉管孔；制出的管成品内径和外径的公差均不超过±0.01mm，其内、外壁表面粗糙度不超过ra0.4。由凸弧面形状的拉管外挤压部和锥形结构的拉管内挤压部所形成的管壁挤压间隙，宽度从后往前逐渐变窄且变窄的量逐渐减少，无限接近于管壁成型间隙的宽度，因此管粗坯的管壁受挤压形变的变化量随着越靠近管壁成型间隙越小，利于拉拔加工，并利于进一步提高加工效果。

附图说明

图1是本发明中玻璃出料管拉拔模组的一种实施方式的实施结构示意图；

图2是本发明中玻璃出料管拉拔模组的另一种实施方式的工作状态示意图；

图中标记为：拉管外模100、拉管孔110、拉管外成型部111、拉管外挤压部112、短芯拉头200、短芯本体210、硬质合金套220、拉管内成型部221、拉管内挤压部222、拉头310、固定丝杆400、固定装置500、管粗坯600。

图2中的箭头方向为牵拉管粗坯的方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，玻璃出料管拉拔模组，包括拉管外模100和短芯拉头200；

所述拉管外模100上设有拉管孔110，所述拉管孔110上直径最小的部分为拉管外成型部111，所述拉管外成型部111后侧的拉管孔110部份为拉管外挤压部112；

所述短芯拉头200上直径最大的部分为拉管内成型部221，所述拉管内成型部221后侧的短芯拉头200上具有拉管内挤压部222，所述拉管内挤压部222与拉管内成型部221平滑过渡连接；

所述拉管内成型部221的直径小于拉管外成型部111的直径；

工作过程中，使拉管内成型部221与拉管外成型部111同轴并彼此相对应，所述拉管内成型部221与拉管外成型部111之间形成有圆环形的管壁成型间隙；并且，使拉管外挤压部112与拉管内挤压部222同轴并彼此相对应，所述拉管外挤压部112与拉管内挤压部222之间形成有管壁挤压间隙。

利用该玻璃出料管拉拔模组制作玻璃出料管时，通常使拉管孔110的轴心线和短芯拉头200的轴心线共线并保持水平，且使拉管内成型部221与拉管外成型部111以及拉管外挤压部112与拉管内挤压部222保持对应，再进行拉拔；拉拔过程中，仅对管粗坯600进行牵拉，拉管外模100和短芯拉头200均保持不动；如图2所示，管粗坯600的管壁首先受到管壁挤压间隙的挤压，然后管壁在管壁成型间隙中定型被拉出拉管孔110。为了保证加工效果，拉管外成型部111、拉管外挤压部112、拉管内成型部221和拉管内挤压部222通常具有较高的硬度。该玻璃出料管拉拔模组特别适用于制造内径为φ3.0～φ9.9mm的贵金属玻璃出料管；所制作的玻璃出料管管径小，精度高，内、外壁光滑；通过此玻璃出料管生产玻璃产品，避免产生玻璃分相、析晶、条纹等，有效提高了玻璃的品质。

本文所定的前方向是指：利用该玻璃出料管拉拔模组拉拔制造管成品的过程中，牵拉管粗坯的方向，即图2中箭头所指的方向；本文所定的后方向为与前方向的相反方向。

为了利于拉拔加工并提高加工效果，再如图1所示，所述拉管外挤压部112为直径从前往后逐渐变大的凸弧面孔的孔侧壁，所述拉管内挤压部222为直径从前往后逐渐变小的锥形结构。由上述结构的拉管外挤压部112和拉管内挤压部222所形成的管壁挤压间隙，宽度从后往前逐渐变窄且变窄的量逐渐减少，最终无限接近于管壁成型间隙的宽度，因此加工过程中管粗坯600的管壁受挤压形变的变化量随着越靠近管壁成型间隙越小，利于拉拔，并且利于加工出精度更高、表面更光滑的管成品。

拉管孔110的结构可以为多种，优选为图1所示的结构，该结构的拉管孔110由对称设置的两个凸弧面孔组成，两个凸弧面孔的中间连接部为拉管内成型部221，并且孔径由拉管内成型部221向两端逐渐增大；即所述拉管外成型部111前侧的拉管孔110部份为直径从前往后逐渐变小的凸弧面孔的孔侧壁，所述拉管外成型部111后侧的拉管孔110部份为直径从前往后逐渐变大的凸弧面孔的孔侧壁。

优选的，所述短芯拉头200包括短芯本体210，所述短芯本体210上设置有硬质结构，所述拉管内成型部221和拉管内挤压部222分别为硬质结构的一部分。硬质结构可以是对短芯本体210上进行硬度处理形成的结构，例如：进行激光表面合金化处理；硬质结构还可以是设置在短芯本体210上硬度较高的零部件，具体如图1所示，所述硬质结构为硬质合金套220，所述硬质合金套220与短芯本体210过盈配合装配在一起；短芯本体210通常由45钢制作，硬质合金套220通常由硬质合金制作；硬质合金套220可以为两块并焊接在一起，然后先在数控机床上精加工，再在磨床上进行加工，要求拉管外成型部111的尺寸公开控制在±0.005mm内。具体的，位于硬质合金套220前侧的短芯本体210部分为直径从前往后逐渐变大的锥形轴肩，该锥形轴肩前端的边沿上设有圆角，该锥形轴肩后端的直径不超过拉管内成型部221的直径。

作为本发明的一种优选方案，如图2所示，该玻璃出料管拉拔模组还包括牵拉设备、固定丝杆400和固定装置500；所述牵拉设备包括拉头310，所述拉头310位于短芯拉头200的前侧并可沿短芯拉头200的轴向运动；所述固定丝杆400设置在短芯拉头200的后端，并与固定装置500刚性连接。牵拉设备用于牵拉管粗坯600进行拉拔加工，固定丝杆400和固定装置500用于将短芯拉头200水平固定。

玻璃出料管制造方法，包括原料配制步骤、原料熔炼步骤、浇注步骤、板材制备步骤、卷管步骤、焊接步骤、退火步骤、粗拉拔步骤、精拉拔步骤和切割步骤；

原料配制步骤，选择高纯度的铂、铑、黄金中的至少一种作为制作玻璃出料管的原料，并按照配比称取各原料；

原料熔炼步骤，采用大气熔炼或根据特殊的材质要求采用真空熔炼炉对上述原料进行熔炼；

浇注步骤，将熔炼得到的熔液浇注入模具中，制成合金铸件；

板材制备步骤，将浇注出来的锭子经过刨削和退火处理后锻造成合金块，最后将合金块轧制成板材；

卷管步骤，通过卷管机将板材卷成圆筒状的雏形管；要求卷管机清洁干净；

焊接步骤，使用和板材相同材质的焊丝焊接雏形管的缝口，焊接完成后采用纯水冷却，冷却后消除焊缝；消除焊缝时，通常将经过焊接并冷却的雏形管套在直径略小的镀铬芯棒上，采用干净的榔头敲打焊缝，直至焊缝消除；

退火步骤，将消除焊缝后的雏形管放置到退火炉中退火；退火温度根据其材质进行相应的选择，通常退火30分钟以上；

粗拉拔步骤，通过拉管设备将退火后的雏形管拉拔成管粗坯；

精拉拔步骤，采用至少两套管壁成型间隙不相同的玻璃出料管拉拔模组对管粗坯进行拉制；其中，管壁成型间隙最小的一套玻璃出料管拉拔模组其管壁成型间隙与管成品的横截面相匹配，即管壁成型间隙最小的一套玻璃出料管拉拔模组其管壁成型间隙与玻璃出料管的设计规格相符，管壁成型间隙的尺寸大小一般指的是其环形小径；所述玻璃出料管拉拔模组为任意一种上述的玻璃出料管拉拔模组；所述管粗坯的内径比管成品的内径大3～5mm，各玻璃出料管拉拔模组按管壁成型间隙由大到小的顺序依次对管粗坯进行拉制，每次拉制使得管粗坯的内径缩小0.7～1.5mm；

切割步骤，采用割管器将管成品切割成玻璃出料管，并用纯水和酒精清洗玻璃出料管的内、外壁。通常，采用间距0.01mm的塞规测量玻璃出料管的内径。

精拉拔步骤中，玻璃出料管拉拔模组对管粗坯进行拉制的过程如下：

a、将管粗坯一端的端口收为锥度形态，锥度部分的长度不大于20mm；

b、通过短芯拉头200的前端将其从管粗坯另一端的端口装入管粗坯内；

c、将管粗坯为锥度形态的部分穿入拉管外模100上的拉管孔110中，使管粗坯上为锥度形态的端口穿过拉管孔110；同时，使拉管内成型部221与拉管外成型部111同轴并彼此相对应，并使拉管外挤压部112与拉管内挤压部222同轴并彼此相对应；

d、使拉管外模100和短芯拉头200保持不动，沿着短芯拉头200的轴向牵拉管粗坯上为锥度形态的端口，直至管粗坯完全从管壁成型间隙中穿过。

玻璃出料管，其由任意一种上述的玻璃出料管制造方法制作而成。