[实用新型]硫系玻璃元件压型装置

说明书

技术领域

本实用新型属于玻璃模压热成型技术领域，涉及一种硫系玻璃元件二次压型装置。

背景技术

随着社会的发展，天网监视、安防、汽车及武器装备的红外热成像应用越来越广泛，它可以突破黑夜的障碍，便于实施夜间行动，保证人们生活的安全性。红外热成像系统整体水平的提高关键取决于光学元器件水平，而元器件水平又决定于基础材料的发展水平。硫系玻璃是制作红外光学元器件的优良基础材料，可广泛应用于红外热成像、能量传输、化学传感、近场显微成像、光倍频器等新兴技术领域。

硫系玻璃与氧化物玻璃相比，具有较宽的红外透过波长(>15um)、较高的转变温度、较好的力学性能、较高折射率等优点。硫系玻璃与红外晶体材料相比又具有可压型性能，因此对于生产批量红外光学元件产品采用二次模压热成型技术是有效降低制作成本的最佳选择。通常硫系玻璃元件是用块状玻璃毛坯切割、加工而成，这样造成材料的利用率较低，且由于受到制备毛坯规格的限制，不易制备成大规格元件。

现有的光学玻璃压型机属于敞开式结构，直接辐射加热玻璃毛坯，采用该设备制备硫系玻璃元件，敞开式结构设计会导致硫系玻璃毛坯的氧化，从而会降低硫系玻璃红外透过率；另一方面由于硫系玻璃属于黑色材料，相对于光学玻璃来讲，软化温度较低，直接辐射玻璃毛坯外层吸热加快，导致内外温场不均匀，从而在压型过程中不可避免的出现炸裂、析晶等弊病，因此光学玻璃压型设备及压型方式无法满足硫系玻璃的压型。从而设计出适合硫系玻璃元件成型装置及其成型工艺技术，会有效解决块状玻璃加工成光学元件利用率较低及大口径元件制备受限问题，缩短元件制作周期，提高生产效率，达到节约国家稀有金属材料资源的目的。

发明内容

本实用新型就是针对上述不足之处而提供一种可使硫系玻璃在二次压型过程中内受热均匀、避免氧化、提高材料利用率、提高生产效率的硫系玻璃元件压型装置。

本实用新型的技术解决方案是：一种硫系玻璃元件压型装置，该装置包括压制系统、模具系统、温控系统、加热系统及工作台，其特征在于：还包括机体、气氛控制系统；所述机体为钢板框架式密封结构的机体，机体侧面开一炉门，在钢板内部设有保温层；所述气氛控制系统由抽气系统和充气系统两部分组成，抽气系统由抽气管与真空泵组成，充气系统由充气管与保护性气瓶组成，抽气管、充气管穿过并固定在机体上；所述工作台设置在机体内底部，工作台上通过半圆形导轨装置与上部支撑板配合连接；所述加热系统包括设置在支撑板中部的加热板及环绕在模具系统周围的环形加热元件；所述压制系统由气压泵、气缸、法兰、可更换压头组成，气压泵通过气管与气缸连接，气缸固定在机体顶部；所述温控系统包括安装在与炉门相对的机体侧面上的热电偶及控制系统。

本实用新型技术解决方案中所述的加热板的中部设有加热板凹槽，模具系统底部与该加热板凹槽紧密配合，模具系统由顶模、底模和模套三部分组成，顶模上表面设有与可更换压头配合的顶模凹槽；控制热电偶安装在模套的中下部。

本实用新型技术解决方案中所述的加热板为铸铁或铜板内置电加热棒构成；环形加热元件由环形电阻丝构成。

本实用新型技术解决方案中所述的支撑板通过圆柱形支柱与加热板相连。

本实用新型具有的优点和积极效果：

本实用新型由于采用了全新的技术方案，与现有光学玻璃压型技术相比，本实用新型采用整体框架式钢板焊接结构，该结构具有相对密闭性，内部保温层则保证了随着内部温度的升高造成压机外部温度过高对气缸造成不利的影响。气氛控制系统可以很好的保证熔炉空间非氧化性气氛，保证硫系玻璃毛坯在升温过程中不与氧气发生氧化反应，从而使压型元件具有与硫系玻璃同样的红外透过性能。加热系统分为底部加热板和四周环形加热，加热效率更高，温场也更加均匀；进一步采用模具传导加热保证了加热过程中由于黑体吸热更快而造成局部温度过高产生的玻璃析晶、折叠问题，或内部软化不足导致成型缺陷如炸裂、缺边等问题。支撑板通过半圆形导轨移动结构与工作台连接，便于将模具从炉膛拉出，方便模具的更换、维修及玻璃毛坯的放置与压型元件取出；整个压型装置采用气缸传动，设计简单、装置重量轻，使用可靠、操作安全。

本实用新型的设计工作行程短，有利于硫系玻璃元件的生产，特别是大口径硫系玻璃元件。通过该装置制作的元件可以不受毛坯规格的限制，既缩短了元件的生产周期，又降低了大口径的制造成本，使客户更加方便加工使用。该装置在批量生产中不但提高了产品质量，而且提高了工效，做到了省时又省力，减轻了劳动强度，有效提高了产品的经济效益。