鉑銠合金漏板.

1、鉑銠合金漏板漏板是玻璃顯微生產(chǎn)中主要裝置之一，形狀為一個(gè)槽型容器。在拉絲過(guò)程中熔融玻璃流入漏板，由它將其調(diào)制到適合溫度，然后通過(guò)底板上的漏咀流出，并在出口處被高速旋轉(zhuǎn)的拉絲機(jī)拉伸為連續(xù)玻璃纖維。在以上過(guò)程中漏板自身通過(guò)電流發(fā)熱調(diào)制玻璃液的溫度，并維持足夠均勻的溫度分布以滿足拉絲工藝需求。漏板由下列幾個(gè)部分組成：底板，其上有所需數(shù)目的漏咀；側(cè)壁；堵頭；接線端子，也稱為電極；過(guò)濾網(wǎng)；法蘭邊等。要使拉絲作業(yè)穩(wěn)定，纖維直徑均勻，就必須有良好設(shè)計(jì)的漏板。一塊設(shè)計(jì)成功的漏板，除了應(yīng)滿足拉絲工藝作業(yè)性能要求外，還要求漏板在高溫下有較長(zhǎng)使用時(shí)間，包括漏板本身的結(jié)構(gòu)尺寸能保持穩(wěn)定、不易變形，也包含漏板材料能長(zhǎng)期

2、耐受高溫玻璃液的侵蝕、沖刷。此外，漏板的工作溫度在1300左右，除受到侵蝕之外還承受相當(dāng)?shù)膭?dòng)靜態(tài)應(yīng)力。這些特殊的工作環(huán)境和較高的使用要求使得可用于制作漏板的材料選擇極其困難，歷經(jīng)數(shù)十年的研究和探索，至今仍只有鉑及其鉑族元素組成的合金得到較為廣泛和良好地應(yīng)用。而鉑銠合金既短缺又昂貴，所以在設(shè)計(jì)漏板時(shí)必須考慮到盡可能用最少量的鉑銠合金生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，在單位面積的底板上盡量排列更多的漏咀。同時(shí)應(yīng)針對(duì)鉑銠合金的機(jī)械性能采用相應(yīng)的加工工藝，并使之加工損耗降為最低。漏板一般可分為兩大類。一類為坩鍋拉絲漏板，通常用于中、小型玻璃纖維廠，底板孔數(shù)從100孔至800孔；另一類是池窯拉絲漏板，底板孔數(shù)從800孔至

3、8000孔，而且孔數(shù)仍在擴(kuò)大。與該漏板配套的還有排料漏板和池窯啟動(dòng)漏板(由耐熱不銹鋼組焊而成)。另外還有一些具有特殊要求的漏板如高強(qiáng)、高彈纖維用漏板等。一、 漏咀的設(shè)計(jì)漏咀是漏板上影響玻璃纖維成型的關(guān)鍵部位，它決定了拉絲生產(chǎn)的流量及其生產(chǎn)率，它們之間的關(guān)系可用泊肅葉公式表示： (1)式中 F 流量，g/h； D 漏咀內(nèi)徑，mm； H 漏咀上方玻璃液面高度； L 漏咀長(zhǎng)度； 玻璃液粘度漏咀是玻璃纖維成型作業(yè)的基本單元。高溫玻璃液在漏咀上方以一定的流體靜壓力進(jìn)入漏咀，然后從漏咀出口流出，被其下方的拉絲機(jī)以一定的牽引速度拉細(xì)，經(jīng)冷卻裝置冷卻成為所要求直徑的玻璃絲。因此漏咀設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足的條件是保證拉

4、絲過(guò)程連續(xù)而不間斷。而滿足上述條件必須考慮兩個(gè)因素，一是玻璃液的粘度；二是漏咀的直徑。粘度不適當(dāng)會(huì)使纖維成型過(guò)程不穩(wěn)定或出現(xiàn)斷頭；漏咀直徑的大小則應(yīng)在玻璃液的臨界牽伸比之內(nèi)。所謂牽伸比就是漏咀截面積和最終纖維截面積之比，它反應(yīng)了粘性玻璃液的被牽引程度。泊肅葉公式是估算漏咀流量的基礎(chǔ)，盡管在實(shí)際運(yùn)用中，人們常常結(jié)合特定的種種具體條件從大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中針對(duì)該特定情況在公式的系數(shù)上或參數(shù)的冪指數(shù)上作些經(jīng)驗(yàn)的修正。但是用泊肅葉公式計(jì)算流量，對(duì)公式中各參數(shù)是可以任意選擇的。這種選擇并不能保證纖維成型穩(wěn)定所需的條件。例如在粘度()確定之后，要達(dá)到同樣流量，在液面高度(H)、漏咀內(nèi)徑(D)和漏咀長(zhǎng)度(L)這三

5、個(gè)參數(shù)上仍可以有較大的選擇余地。一般從工業(yè)上講，應(yīng)當(dāng)先確定液面高度。根據(jù)多年生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，漏咀長(zhǎng)度與直徑之比一般為23。這樣，最后關(guān)鍵要定的參數(shù)就是漏咀直徑的大小。漏咀直徑的大小與纖維成型穩(wěn)定與否非常有關(guān)。即使在臨界牽伸比之下，牽伸比的大小與纖維成型時(shí)的張力大小葉很有關(guān)系。一般講，總是希望拉絲時(shí)的張力小些，既有利于纖維成型過(guò)程的穩(wěn)定性，也有利于實(shí)現(xiàn)更多孔的拉絲。國(guó)際上在漏板設(shè)計(jì)中，由于對(duì)玻璃纖維成型機(jī)理深入研究的結(jié)果，已將漏咀的直徑明顯減小并且同時(shí)大大縮短了漏咀長(zhǎng)度。這被譽(yù)為是漏咀設(shè)計(jì)中的一大進(jìn)展，它不僅使纖維成型過(guò)程更高效而穩(wěn)定，而且可以使漏咀排列得更緊密，使生產(chǎn)每噸玻璃纖維產(chǎn)品所需用得鉑合

6、金量大大減少。原來(lái)這一進(jìn)展也與漏咀和漏板的加工技術(shù)進(jìn)展分不開(kāi)。老式的一個(gè)個(gè)漏咀朝漏板上焊接的方式使漏咀不可能排得太近，因?yàn)楹附庸ぞ咭斓铰┚字g得空間中?，F(xiàn)在用冷擠壓方法加工漏板和漏咀，就有可能做到這點(diǎn)。由于漏咀短而且靠得緊，所以漏板對(duì)纖維成型得絲根區(qū)得熱輻射以及絲根彼此之間得熱輻射都加劇了，必須在絲根區(qū)加強(qiáng)冷卻，常用的辦法是在每排漏咀(或每隔一排漏咀)間加上屏蔽輻射熱的冷卻片，在大尺寸漏板上，有時(shí)也用中空通水的冷卻管。否則不能使纖維成型。所以人們已把這些冷卻片或管視為漏板不可分割的一部分。通過(guò)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、再設(shè)計(jì)、再試驗(yàn)，如此反復(fù)多次，最后可以得到適合特定玻璃成分，鉑合金成分和作業(yè)條件下的最佳

7、漏咀形式，同時(shí)也可以得到適合該特定條件下對(duì)泊肅葉公式的具體修正經(jīng)驗(yàn)公式。例如洛溫斯坦歸納了幾種漏咀的修正后的泊肅葉公式，見(jiàn)圖1。圖1中幾種不同形狀漏咀的流量(F)的修正泊肅葉計(jì)算公式(公式中的K是經(jīng)驗(yàn)系數(shù))為： (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)圖2顯示了我國(guó)常用的3中不同形式的漏咀。在生產(chǎn)能力相同的條件下，顯然(c)形式的漏咀排列可以更緊密，設(shè)計(jì)效果更佳，因?yàn)樗趩挝幻娣e上能排列更多的漏咀。二、 漏板的基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)(一) 咀、板分體式加工的漏板基本結(jié)構(gòu)分體式加工漏板是指該漏板的底板和漏咀是分開(kāi)制造后再焊接成形的。這類漏板加工工藝簡(jiǎn)單，較易滿足規(guī)格、形狀不同的漏板加工要求

8、。加工手段相對(duì)不高，一般較大型的玻璃纖維廠都能加工。國(guó)內(nèi)除池窯拉絲之外的玻纖廠使用的漏板都是這一類。但這類漏板也有很多不足之處：一是加工精度不高，由于加工這種漏板大多使用老式普通的機(jī)加工設(shè)備如一般的小型沖床、搖臂鉆床，因加工的精度不夠，導(dǎo)致沖出的底板、鉆出的漏咀尺寸偏差較大，大約在(±0.05mm)范圍之內(nèi)，有時(shí)甚至影響產(chǎn)品的質(zhì)量；二是這類漏板的漏咀和底板采用焊接方式組裝而成，焊接水平的高低會(huì)影響到它的使用壽命，通常出現(xiàn)問(wèn)題較多的是漏咀容易脫落、變形，從而影響到正常的拉絲作業(yè)；三是這類漏板的整體剛性相對(duì)較差，抗高溫蠕變能力不強(qiáng)，底板在使用一段時(shí)間會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，平均壽命約8個(gè)月，一旦

9、變形嚴(yán)重就須重新更換新漏板；四是加工損耗大。(二) 咀板整體式擠壓、加工的漏板基本結(jié)構(gòu)所謂整體式加工就是漏咀和底板不再是單獨(dú)加工焊接成型，而是將其整個(gè)加工過(guò)程合為一體，直接從一定厚度的板材，通過(guò)一系列的冷擠壓等過(guò)程形成帶有所需數(shù)目漏咀的底板。這種漏板目前可以從800孔加工到4000孔。它的特點(diǎn)是：底板的剛性好，由于不用焊接漏咀，減少了焊接應(yīng)力，而且漏咀是錐形，由厚變薄，根部強(qiáng)度優(yōu)于冷擠壓成型的圓錐形單漏咀；底板一般不會(huì)出現(xiàn)因加工所產(chǎn)生的滲漏現(xiàn)象(焊接成型的咀板在焊接過(guò)程中難免出現(xiàn)一些問(wèn)題)。如焊接熔深不足的部位，在高溫下極易變形產(chǎn)生滲漏。再如有時(shí)會(huì)出現(xiàn)小范圍的漏焊或虛焊，如試漏工作不仔細(xì)，則會(huì)

10、留下隱患。整體擠壓成形漏板的使用壽命長(zhǎng)，一般均可以達(dá)到12個(gè)月以上，甚至18個(gè)月。(三) 漏板設(shè)計(jì)漏板是拉絲工藝的心臟，漏板結(jié)構(gòu)尺寸的合理與否，直接關(guān)系到底板溫度分別合漏板變形，進(jìn)而影響拉絲作業(yè)的穩(wěn)定性和漏板使用壽命。漏板又是由昂貴的鉑銠合金做成的，所以設(shè)計(jì)中又要考慮節(jié)省鉑合金。漏板的有些部位可以根據(jù)計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)，而更多的是需靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的。漏板設(shè)計(jì)工作是圍繞著底板溫度分布和底板高溫蠕變變形進(jìn)行的。漏板設(shè)計(jì)要求，一是要使底板溫度分布均勻，一般要求漏咀范圍內(nèi)最大溫差為5左右；二是要使漏板高溫蠕變變形小，一般要求在一個(gè)使用周期內(nèi)變形量不大于35mm。1. 底板為使漏咀區(qū)溫度均勻，一般是在底板兩端各留

11、一段不放漏咀的光板，光板越長(zhǎng)，漏咀區(qū)溫度越均勻。但光板長(zhǎng)鉑合金用量增加。光板的長(zhǎng)度一般為1020mm左右，對(duì)于較寬的底板也可在底板四角封死幾個(gè)漏咀。一般漏板4各拐角溫度容易偏低，漏咀成盲孔后，對(duì)相鄰漏咀還可以起到保溫作用，有利于漏咀區(qū)溫度的均勻。2. 側(cè)墻側(cè)壁與整個(gè)底板的張度相連，對(duì)底板溫度分布起著調(diào)節(jié)作用，它的厚薄與底板溫度的高低有相反的作用。即側(cè)壁厚，側(cè)壁上通過(guò)的電流量就多，側(cè)壁溫度就高，底板溫度就低。反之亦然。所以在大漏板的設(shè)計(jì)中為使底板溫度分布均勻，還可把側(cè)壁用厚度不等的鉑合金片焊接而成。圖525是漏板不等厚側(cè)壁示意圖，其側(cè)壁是由不等厚度的A、B、C三片焊接組成，因?yàn)閷?duì)于大漏板，底板兩

12、端溫度一般較低，故B片的厚度一般是大于A片，片狀為三角形，是為了使溫度逐漸變化，防止底板溫度驟變，這種形式在我國(guó)當(dāng)前的池窯大漏板中多為采用。在歐美池窯大漏板中，其側(cè)壁一般不采用上述形式，而是單一的厚度，由一整片鉑合金構(gòu)成。為使底板溫度均勻，而采用平底板式接線端子。3. 堵頭堵頭是將兩端封牢的兩塊板，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，它也能起到底板兩端溫度微調(diào)的作用。板越厚底板端頭溫度越低，反之底板端頭溫度越高。一般堵頭板厚度為1.02.0mm。4. 接線端子俗稱耳朵或電極，它與漏板堵頭直接相連，其作用是將電流輸送并分配給堵頭的連接部位，直接影響到底板乃至整個(gè)漏板的溫度分布。5. 加強(qiáng)筋6. 托梁和托環(huán)7. 過(guò)濾網(wǎng)8

13、. 分流板(導(dǎo)流板)9. 漏咀排列(四)三、 漏板材料(一) 漏板材料的要求漏板的使用工作溫度為1200左右，工作環(huán)境處于高溫氧化和玻璃液侵蝕的狀態(tài)，正常的拉絲作業(yè)由需要漏板盡可能保持良好的尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)電性，此外材料的選擇還受到其機(jī)加工性能，經(jīng)濟(jì)性等因素的制約，因此漏板材料大體上應(yīng)具備如下要求： 較高的熔點(diǎn)，高溫強(qiáng)度和較好的抗變形能力； 良好的高溫抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性； 良好的延展性和可焊性，易于加工成形； 抗玻璃液侵蝕能力； 可以循環(huán)使用，且使用和回收損耗低； 適宜拉絲的熱電性能。(二) 常用漏板材料1. 鉑銠合金在漏板材料的選擇上經(jīng)歷了時(shí)間的研究和探索，至今仍只有鉑銠合金能在玻璃纖維的生

14、產(chǎn)中得到廣泛的使用。陶土和其它耐熱合金材料不能耐受高溫玻璃液的侵蝕，而用鉑銠合金加工成的漏板既能耐受高溫玻璃液的侵蝕又具有較強(qiáng)的抗蠕變能力。鉑銠合金是以鉑作為主體材料，摻入少量組分的牢組成的合金材料。純鉑材料雖然高溫氧化能力較強(qiáng)，但抗蠕變能力較差，如果僅僅以此材料加工漏板，變形問(wèn)題難以解決，更談不上延長(zhǎng)漏板的壽命，但在純鉑金加入一定量的銠之后，這種鉑銠合金的力學(xué)性能則得到了大大的改善，提高了它自身的抗蠕變能力，基本滿足了漏板的要求。銠含量對(duì)鉑銠合金力學(xué)性能的影響見(jiàn)表51。鉑銠合金的基本力學(xué)性能性能PtPt-Rh7Pt-Rh10Pt-Rh20退火狀態(tài)下的室溫拉伸強(qiáng)度/(kg/mm2)16.526

15、.431.042.01200時(shí)拉伸強(qiáng)度/(kg/mm2)3.64.46.08.91200時(shí)在1kg/mm2應(yīng)力下的蠕變壽命/h1.7522.53138.51400在1kg/mm2應(yīng)力下的蠕變壽命/h0.060.41.256.51400大氣中拉伸100h的斷裂強(qiáng)度/(N/mm2)0.170.280.360.41以上鉑銠合金力學(xué)性能表主要反應(yīng)了鉑銠合金中隨著銠含量變化，它的抗拉強(qiáng)度和蠕變壽命的變化。為了更清楚地反映銠含量變化的影響，這里將上面的數(shù)據(jù)以關(guān)系圖的形式反應(yīng)出來(lái)更為直觀，見(jiàn)圖533。從圖533中可以看出常溫和高溫下，它們的抗拉強(qiáng)度均隨銠含量的增加呈直線上升。也就表明在鉑中加上一定量的銠則大

16、大提高這種合金的抗拉強(qiáng)度，銠含量愈高，抗拉強(qiáng)度愈高，但是通過(guò)許多銠含量不同的漏板的使用調(diào)查表明，一旦銠含量超過(guò)20，漏板則比較容易產(chǎn)生脆裂。如S玻璃拉絲漏板的銠含量達(dá)到20%以上，但使用的壽命只有23個(gè)月，一方面除了溫度高之外，另一方面就是合金本身的原因，和它的金相組織有關(guān)。再如曾用含銠10和20的800孔鉑漏板作比較，相同的設(shè)計(jì)，加工和使用條件下，PtRh20的漏板再底板變形方面雖優(yōu)于PtRh1漏板，但只使用了5個(gè)月就發(fā)生細(xì)小開(kāi)裂，而PtRh10的漏板使用壽命達(dá)到了11個(gè)月。從圖534中還可以看出隨著銠含量的增加合金的蠕變壽命明顯增長(zhǎng)，但銠含量增加到10左右曲線的斜率變化趨緩，到20時(shí)已基本

17、無(wú)大的變化。所以我國(guó)玻璃纖維生產(chǎn)上使用的漏板一般以PtRh10為多，部分特殊用途的漏板才采用銠含量更高的鉑銠合金加強(qiáng)其抗蠕變能力。2. 彌散強(qiáng)化鉑合金材料高溫下鉑由于拉再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大發(fā)生軟化，強(qiáng)度降低并發(fā)生蠕變，限制了鉑漏板的高溫使用壽命。雖然用加入銠的方法可以提高漏板的高溫強(qiáng)度，但當(dāng)銠含量超過(guò)20時(shí)，這種鉑銠合金高溫強(qiáng)度繼續(xù)升高的程度漸漸趨于緩慢。見(jiàn)圖534，如果進(jìn)一步添加銠則會(huì)影響鉑再高溫氧化條件下長(zhǎng)期使用的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而且隨著高溫下銠的揮發(fā)使合金的晶粒粗化。而高銠合金的工藝性差，機(jī)加工困難，加工損耗高從而提高了漏板的加工成本。比如，。用10鉑銠合金加工400孔以下漏板，加工損耗為1.5

18、，如改用25鉑銠合金加工損耗則會(huì)上升至3。經(jīng)過(guò)多年的研制，目前已開(kāi)發(fā)出了既能提高鉑合金的高溫強(qiáng)度又不致大幅度增加成本的新鉑合金材料，這就是彌散強(qiáng)化鉑銠合金，目前被廣泛使用的是鋯彌散強(qiáng)化鉑銠合金材料，如ZGSPtRh，它的強(qiáng)化相為ZrO2。這種材料有如下特點(diǎn)。 在鉑銠合金中均勻分布著細(xì)小難熔氧化物顆粒，阻止了鉑銠合金在高溫和應(yīng)力作用下晶界的位移和晶粒長(zhǎng)大，有非常好的高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性； 彌散強(qiáng)化鉑銠合金的高溫抗蠕變及高溫持久強(qiáng)度都明顯提高，強(qiáng)于普通鉑銠合金，見(jiàn)圖535。因其較高的強(qiáng)度使結(jié)構(gòu)壽命延長(zhǎng)或減少結(jié)構(gòu)重量。 外界雜質(zhì)對(duì)鉑漏板的污染大都沿晶界擴(kuò)散的方式進(jìn)行，當(dāng)這些有害雜質(zhì)局部聚集到一定程度，在高

19、溫下就會(huì)出現(xiàn)低熔點(diǎn)的液態(tài)金屬間化合物。導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破裂，而彌散強(qiáng)化鉑銠合金晶粒非常細(xì)小，有很大的晶界面積，故使其在達(dá)到損壞的臨界值前，能吸收更大體積的污染，因此它有比純鉑及普通鉑銠合金好得多得抗腐蝕性。由于鋯彌散增強(qiáng)得鉑銠合金在高溫抗蠕變性能方面得明顯優(yōu)點(diǎn)，使其成為一種非常好得漏板材料，圖535是鋯彌散增強(qiáng)的鉑銠合金與一般不同鉑銠合金的抗蠕變性能比較曲線。鋯彌散增強(qiáng)鉑銠合金中，氧化鋯的細(xì)小粒子高度均勻分布在合金基體上，并且沿加工方向有規(guī)則的定向排列成具有高縱橫比的晶粒，從而增強(qiáng)了合金材料的抗蠕變能力。高彌散增強(qiáng)的鉑銠合金現(xiàn)已廣泛用于800孔以上的池窯拉絲漏板的底板制造，因鋯彌散鉑銠合金的制作成本

20、比較高，故只有大尺寸漏板為防止底板高溫蠕變才使用這種材料，一般使用壽命都達(dá)1年左右。用過(guò)的底板經(jīng)提純之后變?yōu)殂K銠合金再重新彌散又成為新的鋯彌散鉑銠合金，投入加工使用?？v上所述，目前制造漏板的主要材料仍是鉑銠合金。400孔以下的小漏板，銠的含量在710之間。對(duì)于800孔以上的較大型漏板則采用更高銠含量的鉑銠合金或鋯彌散鉑銠合金材料。初次之外還有一些用途較少的其它合金材料，表52列出了常用漏板材料的主要性能。四、 漏板的制造方法漏板制造的精度和質(zhì)量同樣是影響玻璃纖維質(zhì)量、生產(chǎn)率和漏板使用壽命的主要因素。對(duì)漏板制造工藝和設(shè)備的主要要求是加工精度鋯，包括漏板的孔徑、孔高、孔距，漏咀壁厚均勻，內(nèi)壁光潔，

21、焊縫成形均勻美觀，強(qiáng)度高且無(wú)滲漏，其它外觀尺寸復(fù)合圖紙要求，材料無(wú)氣泡、裂紋、異物夾雜等缺陷。我國(guó)的漏板制造長(zhǎng)期以來(lái)一直采用直管(有縫、無(wú)縫)單咀氫氧焊工藝，且基本上以200400孔以下漏板為主。這種工藝主要問(wèn)題是漏板制造精度低；漏咀內(nèi)孔光潔度差；手工作業(yè)，生產(chǎn)效率低；焊接時(shí)漏板熱變形嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)尺寸和漏板使用壽命；不能制造800孔以上漏咀高密度排列的要求。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)科技攻關(guān)，智力引進(jìn)及技術(shù)改造，我國(guó)已開(kāi)發(fā)出許多漏板制造新技術(shù)，其中一些技術(shù)已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。漏板制造方法的基本工作系統(tǒng)參見(jiàn)圖536所示。下面就漏板制造的特點(diǎn)加以簡(jiǎn)要介紹：1. 底板沖孔和漏咀冷擠壓成型各種分體成型工藝都

22、需要分別制造帶孔底板和漏咀，然后再將二者合成漏板。因此首先敘述一下最廣泛使用的漏板底板的沖孔和漏咀的冷擠壓成型技術(shù)。(1) 底板沖孔和漏咀插入通常用沖孔或鉆孔在底板上開(kāi)孔，鉆孔法雖孔型好，底板變形小，但由于效率太低而較少使用。沖孔法因效率高而廣為應(yīng)用，但沖孔過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力會(huì)使底板彎曲，必將其校平后才能進(jìn)行下道加工。沖孔過(guò)程中底板的長(zhǎng)度和寬度都會(huì)延伸，使孔的位置移動(dòng)，特別是多孔漏板的孔間距很小，在沖一個(gè)孔的時(shí)候會(huì)使另一個(gè)孔變形。(2) 漏咀的冷擠壓成型這種方法一般用于制作外錐形漏咀，與以往的漏咀鉆孔方法相比，冷擠壓法的工作效率高，不會(huì)產(chǎn)生偏心，孔壁厚度均勻，內(nèi)孔光潔度非常高。與普通的管形露組相比

23、，冷擠壓漏咀帶法蘭邊，焊接發(fā)生在法蘭邊部位，漏咀主體部分不易受熱變形，熔化的金屬也不會(huì)流入漏孔，而使漏孔截面減小。南京玻纖院底板沖孔采用半自動(dòng)仿形沖床制，裝咀采用自動(dòng)裝機(jī)裝咀，漏板采用自動(dòng)制咀制成圓柱形帶法蘭邊形狀，生產(chǎn)效率和質(zhì)量比傳統(tǒng)方法有極大的提高。2. 咀板焊接方法(1) 電子束焊接原理是將插有法蘭邊漏咀的底板置于電子束焊機(jī)的真空室內(nèi)，利用電子束發(fā)生器產(chǎn)生的一股微小電子束投射并覆蓋法蘭邊的外沿和底板的交界處完成咀板的焊接。由于真空焊接，不存在污染問(wèn)題，此外電子束很窄，熱影響區(qū)小，可順利完成密排2000孔以上的漏板。缺點(diǎn)是設(shè)備投資較大，焊接成本高。(2) 釬焊其原理是在PtRh10底板和漏

24、咀之間加一層純Pt墊片(釬料)，再把組裝物放入燃?xì)鉅t加熱至鉑熔點(diǎn)以上，PtRh10合金熔點(diǎn)以下，如17701850之間，使鉑墊片迅速熔化，即可使漏咀和底板焊成整體。該方法具有簡(jiǎn)單易行，咀板熔接強(qiáng)度高等特點(diǎn)。(3) 激光焊咀板原理是利用激光焊機(jī)產(chǎn)生的高強(qiáng)度激光束直接輻射到帶法蘭邊的漏咀與底板相接處，通過(guò)激光與材料的相互作用，使一部分激光能量轉(zhuǎn)換成熱能，從而熔化金屬完成密封焊接。由于其能量集中，加熱速度快，熱影響區(qū)小，咀板焊后變形極小，焊縫窄而均勻，可焊接密排多孔大漏板。(4) 氫氧焊和氬弧焊氫氧焊為長(zhǎng)期使用的漏板焊接方法。其原理是利用氫氣與氧氣以適當(dāng)比例混合后，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而燃燒所產(chǎn)生的熱量加熱

25、和熔化金屬。其主要裝置為氫氣、氧氣、減壓閥、焊機(jī)等。該方法具有成本低，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是熱源分散，焊縫寬，熱影響區(qū)大，焊接變形嚴(yán)重，漏板精度較差等。目前國(guó)內(nèi)許多漏板生產(chǎn)廠家仍在沿用這一落后的焊接方法制造漏板，因而漏板質(zhì)量一直難以得到較大提高。氬弧焊作為一種新的焊接方法得到日益廣泛的使用，其原理是利用氬氣作為保護(hù)氣體，鎢電極與鉑合金保持一定舉例并通電，由高頻脈沖而產(chǎn)生電弧，從而依靠電弧熱量加熱和熔化鉑合金。該方法具有成本較低，操作靈活，焊接變形小，焊縫成型美觀、漏板加工質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，宜大力推廣。(5) 等靜壓法其原理為把漏咀緊密裝配好的復(fù)合漏板放入一金屬板或其它材料的容器內(nèi)，壓力傳輸介質(zhì)圍繞

26、于漏板表面，加熱容器并抽真空后密封容器。再把容器置于一等靜壓室內(nèi)，進(jìn)行熱等靜壓或冷等靜壓處理。最后取出漏板，清除粘附于漏板上的壓力傳輸介質(zhì)。該方法主要用于制造難熔金屬(如Mo、Cb、W、Re、Ta、Hf、Ti、Cr、V等)和鉑銠合金的復(fù)合漏板；這種漏板兼具難熔金屬的高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。以及鉑銠合金的抗氧化、耐玻璃液腐蝕的能力。3. 整體擠壓法其原理是將底板坯料置于壓機(jī)內(nèi)擠壓，壓機(jī)上模為平面，下模表面上有許多凹孔。壓機(jī)先將部分底板坯料壓入凹孔形成實(shí)心凸臺(tái)，同時(shí)坯板厚度則下降至漏板的最終厚度。也可用壓輥壓成形此凸臺(tái)，然后再經(jīng)過(guò)多道沖壓作業(yè)加工成最終的咀板。該方法漏咀與底板為整體成形，可制造出更符

27、合玻璃纖維成形規(guī)律和良好力學(xué)性能的漏咀形狀，從而可制造出使用性能優(yōu)異的漏板。五、 漏板的制造工藝流程(一) 工藝流程漏板制造工序繁多，不同的制造方法，其工藝流程亦有不同，這里僅以分體式漏板加工方法為例，簡(jiǎn)要介紹其工藝流程，其它方法的工藝流程與此基本相同，僅在具體零部件成型方式等方面略有區(qū)別。漏板制造工藝流程框圖如下：(二) 工藝流程有關(guān)說(shuō)明 生產(chǎn)計(jì)劃是依據(jù)客戶提出的產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格、交貨期等要求，結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)能力和任務(wù)情況進(jìn)行安排的。材料計(jì)劃是依據(jù)產(chǎn)品材料成分、重量及成品率等要求進(jìn)行安排的。 生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備包括在執(zhí)行任前準(zhǔn)備好各種工裝模具、調(diào)整好各類設(shè)備及下達(dá)各種圖紙、工藝卡、檢驗(yàn)卡等技術(shù)資

28、料。 舊漏板清洗與提純是為了將使用的失效舊漏板原材料上殘留玻璃及耐火材料等清除干凈，對(duì)材料污染部位提純凈化，使其純度達(dá)到再加工使用要求。 合金熔煉及澆鑄 由于漏板是由不同厚度和形狀的鉑合金片組成，原始坯料的獲取必須經(jīng)過(guò)配料、熔煉及澆鑄工序。真空中頻熔煉和高頻熔煉為主要熔煉方法。澆鑄一般采用冷卻銅模。 熱鍛坯錠 由于鑄錠內(nèi)部晶粒粗大，組織疏松，為了提高材料的致密性和降低初軋厚度，并且防止鍛造裂紋而須進(jìn)行熱煅錠坯。 軋制 為了得到不同厚度的零件，鍛后錠塊須經(jīng)過(guò)數(shù)道軋制過(guò)程使其減薄至需要厚度。由于鉑金的冷作應(yīng)化現(xiàn)象較明顯，須在其經(jīng)過(guò)一定加工率之后進(jìn)行退火處理，降低硬度，從而使后道加工變形力減小和防止

29、產(chǎn)生裂紋。 零件及半成品加工 主要包括制咀、底板沖孔、濾網(wǎng)沖孔、剪切電極、側(cè)板、法蘭、濾網(wǎng)等零件，沖壓、鋸切或銑削加工電極等工序。 咀板組焊 對(duì)800孔以上大漏板的咀板組裝采用自動(dòng)裝咀機(jī)進(jìn)行，中小型咀板采用手工簡(jiǎn)易裝咀機(jī)進(jìn)行。大漏板咀板采用激光焊焊接，中小漏板咀板采用氬弧焊焊接。 試漏檢驗(yàn) 咀板等部件焊后須經(jīng)過(guò)壓縮空氣或滲漏試驗(yàn)等方法進(jìn)行檢查，防止咀板焊縫或漏咀壁部等處出現(xiàn)氣孔、裂紋、分層等滲漏缺陷。 部件組焊及整形 部件組裝采用工裝夾具及氬弧點(diǎn)焊進(jìn)行，焊接采用氬弧焊進(jìn)行，要求焊縫100焊透且形成均勻美觀。整形的目的是為了對(duì)焊接變形進(jìn)行校正。整形前部件須進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚硪越档蜌堄鄳?yīng)力和硬度。

30、 總裝焊接及整形 總裝點(diǎn)焊和焊接按照?qǐng)D紙要求劃線，用氬弧焊點(diǎn)焊一次進(jìn)行，一般總裝次序?yàn)椋?清洗 由于鉑合金受到鐵、碳等雜質(zhì)污染后會(huì)在高溫狀態(tài)降低其使用性能，所以漏板加工過(guò)程中各道環(huán)節(jié)特別是退火、焊接等工序前將所有可能造成污染的物質(zhì)去除干凈。加工主要污染源為鐵銹、灰塵和油污等，所以清洗主要采取酸泡、堿煮、清洗液清洗和手工插洗冷熱水沖洗等方法。 退火 退火的目的是為了消除或減少漏板或其半成品上的電弧接和冷加工產(chǎn)生的參與應(yīng)力，降低變形，同時(shí)取出一些清洗工序未除凈的有機(jī)雜質(zhì)。 總檢 總體檢驗(yàn)是對(duì)成品漏板所作的全面和最終的質(zhì)量檢查，應(yīng)根據(jù)圖紙和成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等對(duì)漏板外觀、形位偏差、尺寸精度、滲漏性等進(jìn)行嚴(yán)

31、格的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，合格后方可入庫(kù)發(fā)放。 稱重及標(biāo)記 漏板系由貴金屬鉑及其合金材料制成，為了在出庫(kù)、使用和回收期間繼續(xù)跟蹤和了解其重量和質(zhì)量，方便各方交庫(kù)結(jié)算，在漏板加工后應(yīng)在其適當(dāng)位置打上重量、合金成分、產(chǎn)品編號(hào)等永久性標(biāo)記。 另外檢驗(yàn)人員還應(yīng)對(duì)每臺(tái)漏板做好檢驗(yàn)記錄和隨漏板發(fā)放漏板質(zhì)量跟蹤卡，以便發(fā)現(xiàn)和記錄漏板使用中出現(xiàn)潛在內(nèi)部缺陷，了解其使用性能如壽命、變形、生產(chǎn)率等情況，為制造者尋找缺陷原因和改進(jìn)后續(xù)漏板的加工質(zhì)量提供依據(jù)。六、 鉑加工工藝及設(shè)備(一) 熔煉及澆鑄鉑金熔煉要經(jīng)過(guò)配料、熔化、去氣、合金化、精煉等過(guò)程。常用的熔煉方法為高頻熔煉方法或中頻感應(yīng)熔煉，坩鍋為氧化物如鎂石、剛玉、CaO、

32、ZrO2等。澆鑄用鑄模為水冷銅模。1. 熔煉原理及熔煉爐結(jié)構(gòu)感應(yīng)加熱所遵循的重要依據(jù)是電磁感應(yīng)、集膚效應(yīng)和熱傳導(dǎo)等三項(xiàng)基本原理。工業(yè)常用無(wú)芯感應(yīng)爐，爐料在經(jīng)過(guò)搗實(shí)的耐火爐襯坩鍋內(nèi)進(jìn)行熔煉。一根常用水冷銅感應(yīng)線圈在爐襯外面，供電時(shí)沿垂直方向產(chǎn)生一脈沖磁場(chǎng)。整個(gè)爐子包裝在一剛性機(jī)械構(gòu)架中，并安裝成易傾轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)形式。常用頻率為：中頻5005000Hz，高頻10300kHz。2. 感應(yīng)熔煉的優(yōu)點(diǎn) 可以避免產(chǎn)生不符合要求的冶金反應(yīng)如氧化、還原反應(yīng)，并可消除硫的污染等所產(chǎn)生的有害氣體和燃燒產(chǎn)物； 熔煉速度快，對(duì)相同容量來(lái)說(shuō)，感應(yīng)爐比其它各種類型爐子具有更高的日產(chǎn)量； 設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，其能源成本接近高效率

33、的燃燒爐； 改善了工作條件，沒(méi)有來(lái)自爐子的大量熱量和煙塵，也沒(méi)有污染物和灰渣等； 減少了金屬的熔化損失，特別適合貴金屬熔煉； 能自動(dòng)攪拌，材料組織均勻； 耐火爐襯的維修費(fèi)用低； 可用特殊共，如真空熔煉可用來(lái)生產(chǎn)高純度的極易氧化的合金。3. 除氣熔煉過(guò)程中的除氣與脫氧直接影響鑄錠的質(zhì)量，氣體的來(lái)源主要有以下幾個(gè)方面： 貴金屬鉑金原料許多是粉末狀或海綿狀，多孔的原料吸附了大量的氣體，熔化時(shí)就會(huì)溶解在金屬熔體中； 熔煉坩鍋烘烤溫度太低或未烘烤，使鑄錠的氫氧含量增加，嚴(yán)重是造成蜂窩狀氣孔； 金屬熔體吸收空氣中的水汽，氧、氮、潮濕的空氣易使鑄錠含氣量增加； 偶然帶入的雜質(zhì)如沙土內(nèi)各種金屬氧化物。為了提高

34、鑄錠質(zhì)量，要力求避免氣體的引入，注入烘干原材料、坩鍋、縮短溶液暴露于空氣中的時(shí)間及熔煉時(shí)間，以減少吸氣的機(jī)會(huì)。另外在工藝技術(shù)上采取必要的除氣措施，生產(chǎn)上常采用真空和冷凝等法除氣。4. 澆鑄澆鑄溫度和速度、澆鑄模材質(zhì)及尺寸、澆鑄方法等是影響鑄錠質(zhì)量的重要因素。這關(guān)系到鑄錠的組織、成分偏析、氣體和雜質(zhì)分布、疏松和縮孔，影響漏板半成品和成品的質(zhì)量。澆鑄溫度可視爐料多少，操作熟練程度等適當(dāng)調(diào)整，一般高于熔點(diǎn)140200，鑄模采用水冷銅模。(二) 壓力加工壓力加工的主要方式有：軋制、擠壓、拉拔、自由鍛、板料沖壓等。鉑金板材、管材、線材等原材料大都將鑄錠，去除注頭，經(jīng)過(guò)煅打再通過(guò)軋制、擠壓、拉拔等方式制成

35、，而半成品或零件如漏板電極、側(cè)壁、法蘭等大多數(shù)由板料沖壓法制成。自由鍛主要用于鑄錠的致密化和迅速減薄等大變形量的加工。壓力加工可使金屬毛坯具有細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)能壓合鑄造組織內(nèi)部的某些缺陷(如裂紋、氣孔、疏松等)，因而提高了金屬的機(jī)械性能。1. 自由鍛它是利用沖擊力或壓力使金屬在上下兩個(gè)抵鐵之間變形，從而得到所需形狀及尺寸短劍的加工方法，如圖537所示。自由鍛的基本變形主要有鍛粗、拉長(zhǎng)、沖孔等工序，鉑金煅打中最常用的是展平鍛粗。鍛前坯料一般未鑄錠，應(yīng)進(jìn)行退火以消除應(yīng)力并均壓組織，表面缺陷應(yīng)鏟除。由于鉑金鍛造溫度范圍較窄，如PtRh10始鍛溫度(1200)與終鍛溫度(1100)差只有100左右，所

36、以應(yīng)增加退火次數(shù)。另外應(yīng)緩慢加熱及適當(dāng)保溫以防止產(chǎn)生熱應(yīng)力。對(duì)精煉次數(shù)少，合金化工序不完備及內(nèi)部偏析合疏松較嚴(yán)重的鉑金，須采用較大的鍛造比以消除缺陷，改善鍛件的機(jī)械性能。2. 軋制軋制是使金屬坯料(一般為鉑金鍛坯)在回轉(zhuǎn)軋輥的空隙終，靠摩擦力的作用，得以連續(xù)進(jìn)入軋輥而變形的加工方法。見(jiàn)圖538所示。在軋制時(shí)坯料截面減小，長(zhǎng)度增加，從而獲得各種形狀的坯材料，如板材，管材合型材等。根據(jù)軋輥軸線與坯料軸線方向的不同，軋制分為縱軋、橫軋合斜軋等三大類。鉑制品行業(yè)使用最多的時(shí)縱軋方法中的板材軋制。坯材一般為鍛坯，厚度約10mm，成品厚度一般為0.29mm不等。純鉑及含銠量低于20的鉑銠合金可全部采用冷加

37、工，軋制時(shí)道次加工率可為515，其中處道次通常為5左右，兩次退火間總的加工率可達(dá)8090。中間退火溫度為：純鉑900，PtRh10及PtRh20均為1000，保溫時(shí)間均為1015min。對(duì)于含銠30和40的鉑銠合金，一般采用熱軋開(kāi)坯，熱加工開(kāi)始溫度為1200，道次加工率1015，終軋溫度一般不低于1000。冷軋時(shí)道次加工率為5左右，兩次退火間的總加工率不易超過(guò)5060，中間退火溫度一般為1200。軋制過(guò)程終應(yīng)隨時(shí)計(jì)算和測(cè)量軋前和軋后厚度，控制道次加工率，材料冷作硬化后應(yīng)及時(shí)采取退火措施。軋制半成品和成品應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，確認(rèn)片材無(wú)表面缺陷或外部材料嵌入，無(wú)邊緣撕裂；無(wú)過(guò)渡波浪變形或拱起變形；厚度

38、均勻且符合公差要求；表面光潔平整等。為了保證鉑金軋制質(zhì)量，操作時(shí)應(yīng)保證輥面、進(jìn)給臺(tái)及成品放置臺(tái)等處清潔無(wú)灰，軋制速度適當(dāng)(一般為0.4m/s左右)。3. 拉拔拉拔是將坯料拉過(guò)拉拔模的?？锥冃蔚募庸し椒?，見(jiàn)圖539所示。拉拔主要用來(lái)制造各種細(xì)線材、薄壁管和各種特殊幾何形狀的型材。漏板生產(chǎn)中主要的拉絲產(chǎn)品有無(wú)縫管，熱偶絲、有縫管及線材等。20含銠量以下的鉑銠合金可全部進(jìn)行冷拉，首次加工率可為515，拉伸速度為2m/min左右，潤(rùn)滑劑采用普通潤(rùn)滑機(jī)油或石墨乳等。對(duì)熱電偶絲級(jí)的絲狀產(chǎn)品，需進(jìn)行充分的退火。對(duì)30以上含銠量的鉑金，可用濾油蒸汽加熱進(jìn)行熱拉，熱拉溫度為700750，拉伸速度3m/min，

39、首次加工率為10左右，潤(rùn)滑用活性炭加氨水，或石墨乳等。為保證產(chǎn)品表面質(zhì)量，成品前應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)睦淅?。中間退火前，一定要進(jìn)行酸洗，去除油脂和雜質(zhì)，退火后要快速冷卻，以免表面變色。棒材拉伸采用35t鏈?zhǔn)嚼玻恢睆?12mm的線材采用單頭拉絲機(jī)，直徑小于1mm的線材采用多模機(jī)拉伸，拉伸中要根據(jù)金屬性質(zhì)，設(shè)備和工藝條件及模具質(zhì)量選擇加工率及中間退火次數(shù)；根據(jù)線徑選擇拉伸模材質(zhì)，當(dāng)線徑小于或等于0.4mm時(shí)用金剛石模，線徑大于或等于0.4mm時(shí)用硬質(zhì)合金模。4. 板料沖壓它是利用沖模使板料產(chǎn)生分離或變形的加工方法。該方法一般是在冷態(tài)下進(jìn)行，所以又稱冷沖壓。只有板料厚度超過(guò)810mm時(shí)，才采用熱沖壓。冷沖壓

40、基本工序見(jiàn)圖540。冷沖壓可完成漏板電極、漏咀、底板沖孔等加工工作。沖壓件的一般精度為：薄料<IT10，沖孔<IT9，彎曲< IT9IT10。拉深高度公差< IT8IT10，直徑公差< IT9IT10。沖壓設(shè)備一般按傳動(dòng)公式可分為機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)及電磁及氣動(dòng)壓力機(jī)。(三) 冷作冷作是將金屬板材、管材及型材、在基本不改變斷面特征的情況下加工成各種產(chǎn)品的綜合工藝。其基本工序有放樣、號(hào)料、剪切、彎曲、沖壓、校正、修銼、裝配等。冷作是漏板制造中的主要工作內(nèi)容，它與焊接、金屬切削、熱處理工藝相結(jié)合，可形成較完整的漏板制造過(guò)程。七、 漏板的質(zhì)量檢測(cè)及損耗控制(一) 質(zhì)量檢測(cè)

41、由于各企業(yè)生產(chǎn)手段和技術(shù)水平不同，漏板結(jié)構(gòu)和使用要求不同，目前對(duì)漏板質(zhì)量檢測(cè)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但就拉絲生產(chǎn)而言，常用的2002000孔漏板應(yīng)符合如下質(zhì)量要求： 外觀檢查漏板上所有焊接處的均勻性和完整性，確認(rèn)：a 部位的對(duì)應(yīng)焊縫尺寸應(yīng)盡量一致；b 漏板腔體焊縫應(yīng)全焊透，電極及其它焊也應(yīng)基本焊透，焊縫寬度應(yīng)均勻；c 焊縫成形應(yīng)光滑，不得有裂紋、焊瘤、咬邊、氣孔、夾雜等缺陷。 咀、板焊縫和腔體焊縫應(yīng)做滲漏檢查，不得有滲漏現(xiàn)象； 合金中無(wú)任何可見(jiàn)的異種材料夾雜，各部件表面光潔平整，無(wú)較大的變形或明顯的污跡、劃痕； 漏咀和熱電偶數(shù)量、尺寸與位置應(yīng)符合圖紙要求，不存在任何修復(fù)的變形，漏咀內(nèi)壁表面粗糙度一般為R

42、a1.6； 主要尺寸應(yīng)符合如下要求：a 咀板縱向不平度<1.0mm，法蘭、側(cè)壁、堵頭等件不平度<2mm；b 底板等件厚度偏差<±0.1mm。電板接觸面厚度偏差<0.05mm；c 漏咀內(nèi)徑偏差<±0.025mm，外徑偏差<±0.10mm，漏咀高度偏差，漏咀間距偏差<±0.05mm；d 漏板腔體長(zhǎng)度及寬度偏差<±2mm，法蘭長(zhǎng)度與寬度，熱電偶間距等偏差<±1.0mm；e 咀板寬度偏差<±1.5mm，漏板高度偏差。其它尺寸偏差符合17級(jí)精度的公差尺寸的極限偏差要求；f 漏板加工完后應(yīng)整體退火，消除殘余應(yīng)力，一般退火規(guī)范為1050、30min；g 漏板檢驗(yàn)合格后應(yīng)在漏板適當(dāng)部位打上合金成分、漏板編號(hào)、材料凈重等永久性標(biāo)記，標(biāo)記應(yīng)清晰無(wú)誤。(二) 損耗控制漏板結(jié)構(gòu)和制作方法不同，生產(chǎn)手段和技術(shù)水平不同，其加工損耗也不盡相同。下面介紹1996年全國(guó)玻纖漏板生產(chǎn)協(xié)會(huì)公布的行業(yè)400孔以下漏板主要工序加工損耗的標(biāo)準(zhǔn)。大漏板等加工可通過(guò)與用戶協(xié)商并結(jié)合各企業(yè)實(shí)際情況制訂。1. 提出損耗正常料為8，中毒(含末子料)為10。2. 熔煉損耗海綿料為1.8，舊漏板熔錠為1.5，邊角料為0.6，車