一种钢管热挤压用玻璃垫的制作方法和应用方法与流程

本发明属于金属热挤压，具体涉及一种钢管热挤压用玻璃垫的制作方法和应用方法。

背景技术：

1、钢管的热挤压成型过程中，挤压模具和挤压芯轴之间会形成一个环形模孔，高温金属坯料在挤压芯轴的推动下从环形模孔中流出，钢管的内径通过挤压芯轴的直径确定，而钢管的外径通过挤压模具的内径确定。

2、钢管的热挤压一般在高温和高压下进行，对润滑剂的要求很高，玻璃垫可用作钢管热挤压成型过程中的润滑剂，在挤压前将玻璃垫放置于挤压模具的模口处，以将挤压模具与高温金属坯料隔离开，对挤压模具起到隔热和保护作用，在挤压过程中高温金属坯料使得玻璃垫瞬间熔化，在挤压芯轴的作用下，液态玻璃随着高温金属坯料一起流动，在坯料与挤压模具之间形成层状且有规则的持续熔化流动润滑膜层，达到隔热、保护和润滑的作用，因此在钢管热挤压成型过程中使用玻璃垫能够降低挤压模具的磨损，提高挤压模具的使用寿命，能降低高温金属坯料的流动阻力并能改善金属流动的均匀性，从而能提高所挤压成型的钢管型材的表面质量和尺寸精度。

3、制作玻璃垫所使用玻璃粉的规格、玻璃粉的配制比例以及玻璃垫的制作工艺均对所制得的玻璃垫的性能产生很大的影响，若所选取的玻璃粉不合适，或者玻璃粉的配制比例不合适，或者玻璃垫的制作工艺不合适，会使得所制作的玻璃垫的粘度较低、强度不高、脆性较高，极大地增加了搬运和使用过程中的开裂损毁，从而影响后期钢管的热挤压效果，而且若由于玻璃粉的配制比例不合适使得所制作的玻璃垫的性能不好，则需要重新确定玻璃粉的配制比例，从而会造成玻璃粉原料的浪费。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的缺陷，本发明提供一种钢管热挤压用玻璃垫的制作方法和应用方法，能有效避免玻璃粉原料的浪费，所制得的玻璃垫具有高粘度、高强度和低脆性的优良性能，能极大减少搬运和使用过程中的开裂损毁。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

3、一种钢管热挤压用玻璃垫的制作方法，包括以下步骤：

4、s1、混粉：按照设定比例将第一玻璃粉、第二玻璃粉、水玻璃和水混合均匀，得到玻璃粉混合物；

5、s2、造型：将所述玻璃粉混合物倒入玻璃垫模具中，所述玻璃粉混合物在玻璃垫模具中均匀成型后取下玻璃垫模具，得到制作成型的玻璃垫；

6、s3、烘烤凝固：将制作成型的所述玻璃垫放入烘箱内加热保温一段时间后随炉冷却至常温，使制作成型的所述玻璃垫烘烤凝固；

7、s4、防潮：取出凝固后的所述玻璃垫，并放入烘房进行防潮处理。

8、进一步地，步骤s1中：所述第一玻璃粉的主要成分为sio2和b2o3的混合物，sio2和b2o3的混合物占所述第一玻璃粉的重量百分数为96±2wt％，所述第一玻璃粉中还包括4±2wt％的na2o；所述第二玻璃粉的主要成分为sio2和b2o3的混合物，sio2和b2o3的混合物占所述第二玻璃粉的重量百分数为98±1wt％，所述第二玻璃粉中还包括k2o和cao，k2o和cao的混合物占所述第二玻璃粉的重量百分数为2±1wt％。

9、进一步地，步骤s1中：所述水玻璃的主要成分为na2o·nsio2，且浓度为12±2wt％。

10、进一步地，步骤s1中：

11、所述第一玻璃粉与第二玻璃粉的总质量为100kg时，所述第一玻璃粉的质量为25±3kg，所述第二玻璃粉的质量为75±3kg，

12、在春秋季混制所述玻璃粉混合物时，所述水玻璃的体积为65±3ml，在春秋季的晴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为120-150ml，在春秋季的阴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为100-120ml，在春秋季的雨天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为70-100ml；

13、在夏季混制所述玻璃粉混合物时，所述水玻璃的体积为68±3ml，在夏季的晴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为140-180ml，在夏季的阴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为110-140ml，在夏季的雨天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为80-110ml；

14、在冬季混制所述玻璃粉混合物时，所述水玻璃的体积为60±3ml，在冬季的晴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为100-130ml，在冬季的阴天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为80-120ml，在冬季的雨天混制所述玻璃粉混合物时，所述水的体积为60-80ml。

15、进一步地，步骤s3具体为：将制作成型的所述玻璃垫放入烘箱内，所述玻璃垫随炉升温至120±10℃并保温40±4min，然后随炉冷却至常温。

16、进一步地，步骤s4中，所述烘房的温度t＞30±2℃，湿度rh≤25±2％rh，在防潮处理过程中所述烘房的门锁紧闭，确保所述玻璃垫处于所述烘房的密闭空间内。

17、进一步地，步骤s2中：所述玻璃垫模具包括玻璃垫外模和玻璃垫芯模，所述玻璃垫外模中部设有用于容纳玻璃垫芯模的容纳空腔，所述玻璃垫芯模固定于操作台上，所述玻璃垫外模套设于玻璃垫芯模外侧，所述玻璃垫外模与玻璃垫芯模之间形成玻璃垫的成型腔体。

18、进一步地，所述玻璃垫外模与玻璃垫芯模高度相同，所述玻璃垫外模套设于玻璃垫芯模外侧后，所述玻璃垫外模与玻璃垫芯模的顶端平齐，所述玻璃垫外模底部内侧壁与玻璃垫芯模底部外侧壁相贴合，所述成型腔体处于玻璃垫外模的上部，所述玻璃垫芯模中部设有竖直的排气通孔；所述玻璃垫外模为木模，所述玻璃垫芯模为铁质模具。

19、进一步地，

20、步骤s2具体为，将所述玻璃垫外模套设于玻璃垫芯模外侧，将所述玻璃粉混合物均匀倒入成型腔体中，用舂砂棒敲击、紧实，并在所述玻璃垫外模顶端盖设垫板，所述玻璃粉混合物在成型腔体中均匀成型，成型后将所述玻璃垫外模连同垫板向上提起并翻转，再取下所述玻璃垫外模，得到制作成型的玻璃垫；

21、步骤s3中，通过所述垫板将制作成型的玻璃垫平托搬运至烘箱内进行烘烤凝固；

22、步骤s4中，通过所述垫板将凝固后的所述玻璃垫取出，将凝固后的所述玻璃垫从垫板上取下并搬运至烘房进行防潮处理。

23、一种玻璃垫的应用方法，采用上述制作方法制得的玻璃垫用作钛合金钢管的热挤压生产。

24、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

25、本发明中，由于玻璃粉混合物由第一玻璃粉、第二玻璃粉、水玻璃和水按照设定比例混合均匀后制得，且该玻璃粉混合物通过玻璃垫模具造型后得到制作成型的玻璃垫，制作成型的玻璃垫经烘烤凝固和防潮处理后具有高粘度、高强度和低脆性的优良性能，因此无需重新确定第一玻璃粉、第二玻璃粉、水玻璃和水的配制比例，从而能有效避免第一玻璃粉和第二玻璃粉原料的浪费，而且能极大地减少搬运和使用过程中的开裂损毁，所制得的玻璃垫在使用过程中对挤压模具起到良好的隔热和保护作用，提高了挤压模具的使用寿命，并能降低钢管热挤压成型过程中的金属流动阻力且能改善金属流动的均匀性，从而能提高所挤压成型的钢管型材的表面质量和尺寸精度。

26、本发明中，第一玻璃粉的主要成分为sio2和b2o3的混合物，sio2和b2o3的混合物占第一玻璃粉的重量百分数为96±2wt％，第一玻璃粉中还包括4±2wt％的na2o；第二玻璃粉的主要成分为sio2和b2o3的混合物，sio2和b2o3的混合物占第二玻璃粉的重量百分数为98±1wt％，第二玻璃粉中还包括k2o和cao，k2o和cao的混合物占第二玻璃粉的重量百分数为2±1wt％；水玻璃的主要成分为na2o·nsio2，且浓度为12±2wt％；第一玻璃粉与第二玻璃粉的总质量为100kg时，第一玻璃粉的质量为25±3kg，第二玻璃粉的质量为75±3kg，在春秋季混制玻璃粉混合物时，水玻璃的体积为65±3ml；在春秋季的晴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为120-150ml，在春秋季的阴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为100-120ml，在春秋季的雨天混制玻璃粉混合物时，水的体积为70-100ml；在夏季混制玻璃粉混合物时，水玻璃的体积为68±3ml，在夏季的晴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为140-180ml，在夏季的阴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为110-140ml，在夏季的雨天混制玻璃粉混合物时，水的体积为80-110ml；在冬季混制玻璃粉混合物时，水玻璃的体积为60±3ml，在冬季的晴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为100-130ml，在冬季的阴天混制玻璃粉混合物时，水的体积为80-120ml，在冬季的雨天混制玻璃粉混合物时，水的体积为60-80ml；这样通过合理选择第一玻璃粉和第二玻璃粉的规格，且通过合理设置第一玻璃粉和第二玻璃粉的混制比例，并且在设置好第一玻璃粉和第二玻璃粉的混制比例后，根据混制的季节合理设置水玻璃的体积，并且在设置好水玻璃的体积后，根据混制时的天气状况合理设置水的体积，以使混制得到的玻璃粉混合物具有优良的性能，从而使所制得的玻璃垫具有高粘度、高强度和低脆性的优良性能。

27、本发明中，步骤s3具体为：将制作成型的玻璃垫放入烘箱内，玻璃垫随炉升温至120±10℃并保温40±4min，然后随炉冷却至常温；这样通过合理设置烘箱内的烘烤温度和保温时间，能使烘烤凝固后的玻璃垫的强度更高。

28、本发明中，步骤s4中，烘房的温度t＞30±2℃，湿度rh≤25±2％rh，在防潮处理过程中烘房的门锁紧闭，确保玻璃垫处于烘房的密闭空间内；这样通过合理设置烘房内的温度和湿度，能延长凝固成型后处于待使用状态的玻璃垫的保存时间，防潮处理的玻璃垫不会发生吸潮溃散，不会造成损毁。

29、综上，按照本发明的方法制作的玻璃垫能极大地减少搬运和使用过程中的开裂损毁，玻璃垫合格率由原来的80％升至95％，玻璃垫在使用过程中对挤压模具起到良好的隔热和保护作用。