一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法
阅读说明：本技术 一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法 (Pressing and forming method for long glass tube for initiating explosive device sealing body ) 是由 刘东东 何战宁 韩淇文 李疆 刘鑫 谢晋 于 2021-08-30 设计创作，主要内容包括：一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法,包括如下步骤：玻璃粉过筛；玻璃管坯压制成型：制作制坯模具,采用制坯模具将经过过筛的玻璃粉压制成规定尺寸的玻璃管坯；玻璃管坯排粘预烧,形成具有一定机械强度可用于封接体装配的长玻璃管。能够解决短玻璃管拼装造成的装配效率低、人工成本高、封接体外观及电性能差的问题。(A long glass tube pressing and forming method for an initiating explosive device sealing body comprises the following steps: sieving the glass powder; pressing and forming a glass tube blank: manufacturing a blank making mold, and pressing the sieved glass powder into a glass tube blank with a specified size by adopting the blank making mold; the glass tube blank is arranged and bonded for pre-burning to form a long glass tube which has certain mechanical strength and can be used for assembling the sealing body. The problems of low assembly efficiency, high labor cost, poor appearance of the sealing body and poor electrical property caused by short glass tube assembly can be solved.)
技术领域
本发明涉及一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法。
背景技术
玻璃管是火工品玻璃封接体的关键零组件，在高温烧结过程中，通过玻璃的固化作用将极针与壳体烧结成一个整体，使玻璃封接体具备良好的密封性能；同时借助玻璃材料的绝缘作用，实现壳体与极针之间的绝缘。
关于封接体用玻璃管压制成型的相关专利文件或文献报告极少，传统封接体玻璃管成型方式是将玻璃粉末造粒后压制成短玻璃管坯(长度≤3mm)，或者压制成板状，然后经过钻孔、切割等机械手段加工成规定尺寸的玻璃管，由于玻璃管韧性低、脆性大，通过机械手段加工玻璃管易出现压裂、缺块等缺陷，同时若玻璃封接体封接孔较长，则需要几颗短玻璃管拼装，高温烧结过程中玻璃管之间空气溢出，使玻璃封接体成品质量差。为解决这一问题，CN202011409415.6号专利公开了一种将熔融玻璃经模具拉出制成玻璃管的工艺方法，该工艺主要包括原料准备、加热熔化得到玻璃熔液、降温冷却、玻璃熔液通过模具自然落下制成玻璃管、将初步硬化的玻璃管截为等长玻璃管、退火得到玻璃管成品等步骤，可实现任意长度玻璃管的制备。但该工艺主要存在以下问题：
(1)该工艺主要针对高硼硅玻璃管的制备。火工品封接体用玻璃管原材料为电真空玻璃或铁封玻璃粉，这种玻璃粉软化、应变温度低，熔融玻璃降温凝固过程速度快，流动性难以控制，影响充模过程，造成熔融玻璃在模具中成型不充分、不受控，易形成缺块、缺料等缺陷。
(2)该工艺难以保证玻璃管尺寸规格。该工艺玻璃熔液通过模具自然落下制成玻璃管，制管时在模具中心通入气体，初步硬化的玻璃管在垂直落下过程中截为等长玻璃管。火工品封接体用玻璃管内外径分别为φ1和φ2.1，内孔小且玻璃管壁薄，上述通气方式很难保证玻璃管内外径尺寸及壁厚一致性，同时，火工品封接体玻璃管韧性低、脆性大，采用机械截断的方式很难保证玻璃管端面质量。
(3)该工艺流程冗长、效率低，火工品封接体生产安排具有小批量、多批次、变品种的特点，采用此方式制坯需反复进行加热熔化、降温制坯、截断、退火等过程，工艺生产流程长、效率低，无法适应火工品生产需求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法，解决玻璃管内部缺块缺料及尺寸难以保证的问题，同时，采用长玻璃管避免了短玻璃管拼装造成的生产效率低、成品质量差的问题，进一步解决的技术问题是避免由玻璃管质量差导致的封接体密封性能、绝缘性能差的问题。
本发明的技术解决方案是：一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法，包括如下步骤：
玻璃粉过筛；
玻璃管坯压制成型：制作制坯模具，采用制坯模具将经过过筛的玻璃粉压制成规定尺寸的玻璃管坯；
对玻璃管坯进行排粘预烧，形成具有一定机械强度可用于封接体装配的长玻璃管。
进一步地，所述玻璃粉过筛具体为采用40目、70目过样筛选取颗粒度在40～70目之间的玻璃粉。
进一步地，所述玻璃粉过筛具体包括如下步骤：
首先用40目分样筛筛选玻璃粉，选取40目的筛下物；
然后用70目分样筛对40目筛下物进一步筛选，选取70目分样筛的筛上物，即为颗粒度在40～70目之间的玻璃粉。
进一步地，所述玻璃管坯压制成型包括如下步骤：
步骤(1)，准备玻璃粉和制坯模具；所述制坯模具包括上模、中模、下模及芯模；
步骤(2)，将下模固定在下模座上，芯模长细孔套装在下模上并固定在振动座上，芯模可随振动座一起上下振动；
步骤(3)，将中模安装固定在中模座上，下模及芯模套装在中模中间孔上，芯模端面与中模端面保持平齐，装料桶输料管末端平铺在中模及中模座上，压制玻坯时玻璃粉通过输料管自然下落流进中模与芯模的间隙；
步骤(4)，将上模固定在上模座中；
步骤(5)，启动制坯机，根据所需压制玻璃管长度调节压力，上模向下移动与下模配合对玻璃粉施加压力并保压一定时间，保压结束后，上模向上移动，输料管和芯模随中模及中模座同步向下移动，移动到所需压制玻璃管长度的距离后，输料管末端沿着中模端面向前移动顶出已压制成型的玻璃管坯，通过控制中模向下移动的距离调节压制玻璃管坯的长度，实现压制长玻璃管；
步骤(6)，玻璃管坯被顶出后，输料管和芯模随中模同步向上移动复位，输料管末端沿着中模端面向后移动并使玻璃粉又流进中模与芯模的间隙，重复步骤(5)～步骤(6)，继续压制下一颗玻璃管。
进一步地，所述对玻璃管坯进行排粘预烧包括如下步骤：
步骤(1)，开启排粘预烧炉，将其温度T设置为500℃，并开始升温；
步骤(2)，玻璃管坯平铺在不锈钢盛具中，当温度从室温慢慢升温并稳定到500℃时，将玻璃管坯连同不锈钢盛具一起放入炉膛中间，同时开始计时，保温时间达到设定的时间40分钟后，将盛具从炉膛中取出；
步骤(3)，继续将炉子温度T设置为700℃，并开始升温；
步骤(4)，当温度升到700℃并稳定时，将经过排粘的玻璃管坯连同盛具一起放入炉膛中间，同时开始计时，保温时间达到设定的时间10～15分钟后，将盛具从炉膛中取出；
步骤(5)，待其自然冷却至室温后，取下玻璃管用于火工品玻璃封接体的加工。
进一步地，玻璃管坯压制成型过程中，玻璃管内径由芯模尺寸确定，玻璃管壁厚由芯模与中模的间隙确定，玻璃管长度由中模及中模座向下移动的位移来确定，最终确定玻璃管的尺寸。
进一步地，对铁封玻璃粉进行排粘预烧时，玻璃管坯连同不锈钢盛具随炉升温至150℃，保温20min，然后继续随炉升温至600℃，保温40min，取出不锈钢盛具，再进行700℃，10～15分钟的预烧。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)采用玻璃粉原材料直接压制，无需将玻璃熔化后再用模具制坯，避免了因火工品封接体玻璃粉原材料软化、应变温度低，降温凝固速度快，充模困难带来的玻璃管内部缺块、缺料的问题，提高了压制玻璃管密度的一致性；
(2)在压制过程中直接压制成规定规格的玻璃管坯，避免了采用机械方式加工玻璃管带来的工艺流程复杂、玻璃管端面加工质量差的问题，使玻璃管外观、尺寸更容易控制；
(3)压制玻璃管坯的长度可调，通过控制中模下移的距离间接调整压制玻璃管的长度，可压制长玻璃管(＞6mm)，避免采用短玻璃拼装影响封接体质量，同时采用长玻璃提高装配效率、降低生产成本；
(4)工艺灵活、流程简单，适合火工品封接体小批量、多批次生产特点，可根据待加工封接体封接孔的规格灵活调整压制玻坯的规格、根据待加工封接体数量快速压制相应数量。
附图说明
图1为本发明火工品封接体用长玻璃管压制成型方法工艺流程图；
图2为火工品匹配玻璃封接体结构图；
图3为火工品非匹配玻璃封接体结构图；
图4为中模结构图；
图5为上模结构图；
图6为下模结构图；
图7为芯模结构图；
图8为制坯模具总装示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种火工品封接体用长玻璃管压制成型方法做进一步详细的说明，具体实现方式可以包括(如图1～8所示)：玻璃粉过筛、压制成型、玻璃管坯排粘预烧步骤。
进一步，玻璃粉过筛采用40目、70目过样筛选取颗粒度在40～70目之间的玻璃粉，此颗粒度的玻璃粉流动性好、能保证压制玻坯的密度；
在一种可能实现的方式中，压制成型步骤采用制坯模具将经过过筛的玻璃粉压制成规定尺寸的玻璃管坯，制坯模具包括上模、中模、下模及芯模，具体包括以下步骤：
(1)将下模固定在下模座上，芯模长细孔套装在下模上并固定在振动座上，芯模可随振动座一起上下振动；
(2)将中模安装固定在中模座上，下模及芯模套装在中模中间孔上，芯模端面与中模端面保持平齐，装料桶输料管末端平铺在中模及中模座上，压制玻坯时玻璃粉通过输料管自然下落流进中模与芯模的间隙；
(3)将上模固定在上模座中；
(4)启动制坯机，上模向下移动与下模配合对玻璃粉施加压力并保压一定时间，保压结束后，上模向上移动，输料管和芯模随中模及中模座同步向下移动，移动到规定的距离后，输料管末端沿着中模端面向前移动顶出已压制成型的玻璃管坯，通过控制中模向下移动的距离调节压制玻璃管坯的长度，实现压制长玻璃管的目的。
(5)玻璃管坯被顶出后，输料管和芯模随中模同步向上移动复位，输料管末端沿着中模端面向后移动并使玻璃粉又流进中模与芯模的间隙，继续压制玻璃管，整个过程自动化，效率高。
在一种可能实现的方式中，玻璃管排粘预烧步骤中，排粘温度为500±20℃、时间≥40min；预烧温度700±20℃、时间10～15min。
在本申请实施例所提供的方案中，火工品封接体用长玻璃管压制成型方法，主要包括：玻璃粉过筛、压制成型和玻璃管坯排粘预烧步骤。本发明的玻璃粉过筛采用40目、70目过样筛，压制成型采用制坯模具和粉末成型机将玻璃粉压制成玻璃管坯，再进行排粘预烧。本发明的重点在于压制成型过程，其他工艺属于常规工艺。
实施例1
针对图2封接体玻璃管的制备，本发明的实现步骤如下：
1、用过筛的方法选取颗粒度在40～70目之间的玻璃粉。首先用40目分样筛筛选玻璃粉，选取40目的筛下物；然后用70目分样筛对40目筛下物进一步筛选，选取70目分样筛的筛上物，即为颗粒度在40～70目之间的玻璃粉，在此区间的玻璃粉具有良好的流动性，能保证在自然下落过程中填满芯模与中模间隙，保证玻璃制坯的致密性。
2、利用制坯模具压制玻璃管坯，制坯过程如下：
(1)称量玻璃粉，若生产图2结构封接体1000件，则需要称量400克经过过筛的玻璃粉，将玻璃粉倒入装料桶中；
(2)安装制坯模具，如图8所示，将下模86固定在下模座84上，芯模81长细孔套装在下模86上并固定在振动座82上，芯模81可随振动座82一起上下振动；将中模85安装固定在中模座87上，下模86及芯模81套装在中模85中间孔上，芯模81端面与中模85端面保持平齐，装料桶输料管89末端平铺在中模85及中模座87上，压制玻坯时玻璃粉通过输料管89自然下落流进中模85与芯模81的间隙；将上模88固定在上模座90中；
(3)启动制坯机，调节制坯机压力，图2结构封接体所用玻璃管长度为6±0.1mm，制坯压力为2.33～2.37TON，图8上模88向下移动与下模86配合对玻璃粉施加压力并保压一定时间，保压2～3s后，上模88向上移动，输料管89和芯模81随中模85及中模座87同步向下移动，移动到规定的距离6±0.1mm后，输料管89末端沿着中模85端面向前移动顶出已压制成型的玻璃管坯，通过控制中模85向下移动的距离可调节压制玻璃管坯的长度，实现压制长玻璃管的目的。
(4)玻璃管坯被顶出后，图8输料管89和芯模81随中模85同步向上移动复位，输料管89末端沿着中模85端面向后移动同时玻璃粉又流进中模85与芯模81的间隙，重复上述过程，继续压制下一颗玻璃管。
3、玻璃管坯排粘预烧，过程如下
(1)开启排粘预烧炉，将其温度T设置为500℃，并开始升温；
(2)玻璃管坯平铺在不锈钢盛具中，当温度从室温慢慢升温并稳定到500℃时，将玻璃管坯连同不锈钢盛具一起放入炉膛中间，同时开始计时，保温时间达到设定的时间40分钟后，将盛具从炉膛中取出；
(3)继续将炉子温度T设置为700℃，并开始升温；
(4)当温度升到700℃并稳定时，将经过排粘的玻璃管坯连同盛具一起放入炉膛中间，同时开始计时，保温时间达到设定的时间10～15分钟后，将盛具从炉膛中取出；
(5)待其自然冷却至室温后，取下玻璃管用于火工品玻璃封接体的加工。
实施例2
针对图3封接体玻璃管的制备，本发明的实现步骤如下：
1、准备玻璃粉。火工品非匹配玻璃封接体用的玻璃粉原材料为铁封玻璃粉，这种玻璃粉具有良好的流动性，能保证在自然下落过程中填满图8芯模81与中模85间隙，保证玻璃制坯的致密性，因此无需对玻璃粉进行过筛。
2、利用制坯模具压制玻璃管坯，制坯过程如下：
(1)称量玻璃粉，若生产图3结构封接体1000件，则需要称量200克玻璃粉，将玻璃粉倒入装料桶89中；
(2)安装制坯模具，如图8所示，将下模86固定在下模座84上，芯模81长细孔套装在下模86上并固定在振动座82上，芯模81可随振动座82一起上下振动；将中模85安装固定在中模座87上，下模86及芯模81套装在中模85中间孔上，芯模81端面与中模85端面保持平齐，装料桶输料管89末端平铺在中模85及中模座87上，压制玻坯时玻璃粉通过输料管89自然下落流进中模85与芯模81的间隙；将上模88固定在上模座90中；
(3)启动制坯机，调节制坯机压力，图3结构封接体所用玻璃管长度为5.6±0.1mm，制坯压力为2.03～2.35TON，图8上模88向下移动与下模86配合对玻璃粉施加压力并保压一定时间，保压2～3s后，上模88向上移动，输料管89和芯模81随中模85及中模座87同步向下移动，移动到规定的距离5.6±0.1mm后，输料管89末端沿着中模85端面向前移动顶出已压制成型的玻璃管坯，通过控制中模85向下移动的距离可调节压制玻璃管坯的长度，实现压制长玻璃管的目的。
(4)玻璃管坯被顶出后，图8输料管89和芯模81随中模85同步向上移动复位，输料管89末端沿着中模85端面向后移动同时玻璃粉又流进中模85与芯模81的间隙，重复上述过程，继续压制下一颗玻璃管。
3、玻璃管坯排粘预烧，过程如下
(1)开启排粘预烧炉，将其温度T设置为150℃；
(2)玻璃管坯平铺在不锈钢盛具中，将玻璃管坯连同不锈钢盛具一起放入炉膛中间，随炉升温至150℃，保温20min；
(3)当保温时间达到设定值，将炉子温度设置为600℃，玻璃管坯连同不锈钢盛具继续随炉升温，随炉升温至600℃，保温40min；保温时间达到设定值后，将盛具从炉膛中取出；
(3)继续将炉子温度T设置为700℃，并开始升温；
(4)当温度升到700℃并稳定时，将经过排粘的玻璃管坯连同盛具一起放入炉膛中间，同时开始计时，保温时间达到设定的时间10～15分钟后，将盛具从炉膛中取出；
(5)待其自然冷却至室温后，取下玻璃用于火工品玻璃封接体的加工。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。