提高玻璃絕緣套合格率

賈海東??

摘 要： 通過對影響玻璃絕緣套合格率不高的原因進行分析和試驗，采取控制晶化程度、保證壓坯精度、優(yōu)化燒制工藝來保障玻璃絕緣套精度要求，確保了玻璃絕緣套的合格率。

關(guān)鍵詞： 玻璃絕緣套；晶化程度；精度；燒制；合格率

【中圖分類號】 TJ510.1 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 2236-1879（2018）11-0186-01

1 引言

在液浮陀螺生產(chǎn)過程中，出現(xiàn)浮子接線柱處漏率超差，超差比例為40%。該接線柱處是由接線柱、環(huán)氧套膠封而成。接線柱、環(huán)氧套及膠粘劑的膨脹系數(shù)不一致是其漏率超差的主要原因。根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及尺寸要求，經(jīng)充分試驗認為將環(huán)氧套改為玻璃絕緣套為最佳。將環(huán)氧套改為玻璃絕緣套之后確實解決了接線柱處漏率超差的問題，但制造玻璃絕緣套的合格率僅為10%，嚴重制約了公司的科研生產(chǎn)。提高玻璃絕緣套合格率是迫切需要解決的問題。

2玻璃絕緣套合格率不高的原因分析

通過對玻璃絕緣套的技術(shù)指標、制造過程以及檢測要求等進行全面分析后，玻璃絕緣套合格率不高可能由以下幾方面原因引起的。

2.1玻璃絕緣套的技術(shù)要求高。

玻璃絕緣套主要是因尺寸及精度要求較高，導(dǎo)致燒制困難，無法滿足需求。具體指標為長度：（4.5±0.05）mm；外徑：（1.6±0.05）mm；內(nèi)徑：（0.8±0.05）mm；同軸度：0.03mm。

2.2壓制成形難。

由于成品的壁厚只有0.4mm，那么壓坯工裝的進料空隙不會超過0.5mm，必然要求玻璃粉料很細，但玻璃粉料太細后存在聚集作用，很難進入到壓坯工裝的容倉內(nèi)。另外，成品長度較長，一般容倉高度只有8mm左右，即使一次壓制成形，最高也只有3.5mm左右。

2.3燒制保證同軸度難。

在燒制時，由于成品壁薄且長度較長，玻璃在高溫結(jié)晶化后極易發(fā)生變形，難保證0.03mm的同軸度。

2.4 壓坯工裝制作難度大。

由于成品壁薄且長度較長，在制作工裝芯軸和頂出器時很困難，容易產(chǎn)生變形而報廢。

2.5成品檢測難。

根據(jù)參數(shù)精度要求，檢測成品應(yīng)用千分尺，但該零件尺寸較小且壁薄，特別容易碎裂，不易操作。特別是同軸度檢測更難。

3采取的措施

針對以上存在的問題并根據(jù)玻璃的特性，采取以下措施來提高玻璃絕緣套的合格率。

3.1采取合理的玻璃組份控制晶化程度。

液浮陀螺的浮子內(nèi)需充填氦氣，氦氣的滲透能力很強。在查閱氦氣與各種玻璃的滲透系數(shù)時，發(fā)現(xiàn)硼鉛玻璃的滲透系數(shù)是最小的[1]。經(jīng)認真細致的分析，覺得問題的突破口應(yīng)從這里開始。因為鉛元素與硼元素的原子半徑差異較大[1]，原子半徑較小的硼原子填充在原子半徑較大的鉛原子的空隙中，從而阻擋氦氣分子的滲透，以滿足玻璃絕緣套密封性能的要求。

而硼鉛玻璃種類繁多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能差異較大。不過，該類玻璃除熔點較低（相對難熔點玻璃）外，還要一個特點就是利用輔料能有較控制玻璃化（即析晶化）。也就是可控制玻璃化后制品的形變從而達到盡可能保證對玻璃絕緣套同軸度的要求。

經(jīng)縝密的分析，結(jié)合各種因素，通過多次試驗，最終確定玻璃的配方（其P值為1.115）組份（重量比）為：PbO（70%）、B2O3（13%）、SiO2（10%）、Al2O3（7%）。

配制時將上述幾種物料準確稱量后放入石墨坩堝內(nèi)，拌勻。再放置于850℃的馬弗爐內(nèi)，30分鐘后取出并倒入冷水中，接著烘干并研磨成粉，再過60目篩，以防粉料太細，最后裝瓶備用。現(xiàn)用時應(yīng)添加適量（5%～7%）的粘合劑（硝化纖維棉或石蠟）。

3.2利用工裝來保證壓制時坯子質(zhì)量的多少。

由于玻璃絕緣套的尺寸及精度要求高，所以壓制的坯樣尺寸精度就必須準確到位，才能保證最終尺寸及精度要求。該工裝在設(shè)計時要考慮壓和頂出坯樣的方便，并重著考慮不能損傷坯樣。

而工裝下料空隙只有0.4毫米，本身細粉料存在著聚集作用，很容易形成一些粉團。想靠自身重量進入如此小的空隙中是很難實現(xiàn)。只能依靠操作者手持工裝用力抖動來填充該空隙，達到進料的目的。注意每次進料時操作者抖動的手感要一致，否則會影響進料的多少（即密實程度存在差異），最終導(dǎo)致壓制出的絕緣套尺寸不合格而廢棄掉。

3.3優(yōu)化玻璃絕緣套的燒制工藝來保障精度要求。

經(jīng)上述壓制出來的合格坯子是沒有玻璃化的，也就是沒有任何強度，稍許用力一捏就會碎。這樣的坯子必須經(jīng)過高溫灼燒，使坯子內(nèi)的粘合劑揮發(fā)掉再經(jīng)高溫玻璃化（即析晶）后，才能提高坯子的機械強度，便于后續(xù)工序的使用。燒制前坯子應(yīng)過40目篩子，去除壓制時附在其表面的玻璃粉，然后均勻的平鋪在泥沙盤內(nèi)，坯子間不能疊壓。通過多次反復(fù)試驗，摸索出既保證同軸度又有一定程度的玻璃化的燒制工藝規(guī)范。見圖1。

3.4巧用工裝檢測玻璃絕緣套。

依據(jù)成品精度要求需用千分尺檢測，但該零件尺寸較小且易碎，難操作。最后，在充分利用千分尺的結(jié)構(gòu)再配以工裝解決了此難題。在檢測時用鑷子夾取玻璃絕緣套，放置在千分尺的下端面上，左手輕輕旋轉(zhuǎn)千分尺的套筒，力度適中，接觸即可。如此一來大大提高檢測速度和大大減少因疏忽大意而損壞玻璃絕緣套，并且單人很方便操作。

4 結(jié)論

通過采取以上的各項措施，玻璃絕緣套的制造合格率已達到80%以上，得以大幅度提高，完全取代了原用環(huán)氧絕緣套，徹底解決了浮子接線柱處泄漏問題，確保了該型號液浮陀螺儀的正常生產(chǎn)。目前已產(chǎn)十批有余，上萬只產(chǎn)品。

另外，該技術(shù)成果已推廣應(yīng)用于工廠生產(chǎn)的多種型號液浮陀螺儀的研制、批生產(chǎn)過程中，具有良好的應(yīng)用前景，也為工廠后續(xù)陀螺及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)打下了較好的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 西北輕工業(yè)學院主編.《玻璃工藝學》.【M】中國財政經(jīng)濟出版社