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玻璃与工业玻璃
球型石英玻璃棒加工工艺研究
The method for producing sphere quarty rod
孔敏李怀阳(中国建筑材料科学研究总院,北京100024)
摘要:本文通过采用特种工艺,研制了球型石英玻璃棒,满足了光纤制造企业用户需求,完全替代了进ロ。
关键词:石英玻璃棒;球型;光纤制造
Abstr act: In this article, used special handicraft products to manufacture sphere quartz rod, satisfies user s requirement of optical
fiber manufacturing companies, completely replace the imported
Key words: quartz glass rod sphere; fiber manufacturing
中图分类号:TQ171文献标识码:B文章编号:1003-8965(2016)05-0039-02
1前言
3球型石英玻璃棒加工工艺
随着光纤到户和3G/4G网络的发展,对光纤的需求
量大幅增长,相应的与之牛产配套的材料也同幅増加。石
本研究采用自主创新的热工机床挤球工艺制备毛坯棒
英玻璃棒是VAD和OVD光纤棒制造工艺配套使用的一种
的技术方案,突破了球型石英棒的毛坯制备、一次磨削成
消耗性材料。由于各个光纤制造厂家工艺设备的不同,与
型、主动加压、高效退火及精密测量等关键技术,研制产
之配套石英玻璃棒的形状结构、规格也不同,其中球型石品性能指标已达到了国际一流水平,目前已实现了规模化
英玻璃棒在异型棒材中占有很大的比重。
球型石英玻璃棒生产过程中,主要通过局部加热“挤
2球型石英玻璃捧的加工难点
球”工序得到球型毛坯棒,减少原材料的消耗;靠模车床
工序保证其尺寸的精度和球体的同心度;主动加压技术提
球型石英玻璃棒的生产存在以下困难
高得料率;熔拉、火抛和退火工艺保证其结构强度。其中
首先:石英玻璃软化温度和熔化温度极高(1730℃以熔拉、局部加热“挤球”、靠模车床精加工、火抛、退火、
上),高温粘度极大,因此传统的浇注、模具成型方法无检测工序均已授权专利,具有自主知识产权
法实现异型石英玻璃棒毛坯成型。
3.1球型石英棒毛坯的制备技术
其次,采用足够尺寸的石英玻璃棒磨削加工,这种工
对球型石英棒的加工,国内外通常采用足够尺寸的棒
艺造成了原材料的巨大浪费,也为后续加工带来极大的工通过各种复杂的后续加工生产球型石英棒毛坯,其原材料
作
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浪责,加工量巨大。本研究采用热工机床对原料石英棒的
第三,利用加工球型和磨削直棒的两种设备完成
中部需要的部位进行局部加热,并对原料石英棒的两端进
两道工序的对接部位存在加工缺陷,而且球体部分与行挤压,挤压出帯凸球的毛坯棒『。此工艺具有以下
棒的中心轴存在偏心问题。比如加工如下球形石英玻优点:第一,可以得到凸球型、凹球型、椭圆型、马鞍型
璃棒,棒的长度为300mm、直径为36mm、中间的球等多种形状的毛坯棒;第二,节约了原材料;第三,减少
径为576mm。现有技术中的加工方法为:用直径大
了后期的加工量,提高了生产效率,降低了生产成本。
于60mm(通常用60-62mm的棒)、长度320mm的石
3.2一次磨削成型技术
英棒在磨床上直接车、磨球型以外的直棒部分;用材料
球型石英棒包括球体和直棒两个部分,通常利用专用
3.14×6.1cm3x32cmx2.2g/cm3x1/A4=2056g,每支耗的加工球型的模具在机床上加工球型部分,在另一台机床
材约2Kg:材料成本约700元/支、车磨直棒到36mm
上加工直棒部分。因在不同的加工设备上完成,因此两道
的加工时间约为2.5小时,每天每台磨床加工数量约为3工序的对接部位存在加工缺陷,另外球体部分与棒的中心
支。用专用的加工球形的磨具在机床上加エ球形部分。每轴存在偏心问题。本研究采用自主研发的靠模车床,针
台机床每天可加工12支。以上加工成本合计约300元,
对成品棒的形状确定靠模导轨的形状,利用一台靠模车床
合计总成本约:1000元/支。加工精度方面,因在不同
可以直接将带凸球的毛坯棒磨削成成品棒。此工艺具有以
加工设备上完成,因此上述两道工序的对接部位存在加工下优点:球体与直棒的加工在同一台设备上完成,简化了
缺陷;另外球体部分与棒的中心轴存在偏心问题。
加工工序,提高了生产效率;解決了连接部分的加工缺陷
本研究的目的是提供一种节约原材料、加工过程筒单、和球体同心度问题。
能避免机加工缺陷、加工尺寸精确及生产效率高的球型石
3.3主动加压技术
英棒的牛产方法。
传统中频炉熔拉石英玻璃棒工艺中,随着熔拉过程的
建筑材料科学技术奖二等奖项目:球型石英玻璃棒的生产方法
万方数