，提高中材科 技在玻璃纤维行业的市场竞争优势。 技术可行性包括研究内容关键技术有解决方案技术先进性技术创新性技术风险与 对策预计成果产生的形式和知识产状况 研究内容 关键技术 合金高强度锥形嘴的冷镦制备技术 冷镦工艺是项新型的金属塑性成形技术，在国内外被逐渐研制和推广应用。它是根据金属 塑性成形原理，将冷态的金属毛坯放入装在压力成型机上的模具型腔内，在强大的压力和定的 速度作用下，迫使金属在模腔中进行挤镦，从而获得所需的形状尺寸以及具有定机械性能的挤 压件。 本项目拟采用冷镦法制嘴。针对合金的强度流动应力等特性，采用冷挤镦工艺代 替切削等加工，对合金进行冷挤镦工艺分析，制订冷挤镦件图，计算毛坯尺寸及冷挤压 镦力，并确定冷挤镦模具结构设计。研究主要关键点有 通过建立多工位冷镦机生产过程中的力学模型，分析多工位冷镦机生产过程中的冷镦力与 产品质量模锻力与合金材料的流动应力合金变形金属与模具状态之间的关系。 对通用冷镦机进行结构改进和相应的工位调整，内容包括送料机构和回收装置的设计传动功 率的重新计算设计。研究设计并制造出镦制锥形漏嘴的多工位成型机。 根据镦机工位和合金锥形漏嘴的结构，用实验方法求取镦击力的时域特性峰值 大小影响因素和凹模所受镦击力与顶杆力之间的定量关系以及各工位之间的耦合系数。并解决 镦制过程中合金粘膜软化冲头易断及凹模磨损大等问题，研究设计相应的精密冷镦模具。 基于冷镦生产中常用的模具材料选取原则，结合合金镦制过程中模具变形抗力和 单位流动压力的计算及冷镦时公称镦击力的确定，将对镦制模具的材料进行针对性研究选择，找 出适合合金镦制的模具材料。 弥散材料漏板底板的氩弧焊接技术 铂合金弥散材料是由超细金属锆钇等粉粒弥散均布于铂合金晶粒中，再经过特定的工艺内 氧化制成。该材料具有强度高，高温下抗蠕变等优点。但它也具备不易加工的特性，尤其焊接方 法和技术的应用不合理，将会使弥散机体内的氧化物溢出，破坏弥散材料的结构，而使弥散材料 丧失它特有的性能。铂金拉丝漏板由于基板薄漏嘴小且分布密度高，导致运用常规氩弧焊接方 法焊接质量致性和稳定性差，熔池过大破坏了弥散材料的基体特性。如何保证焊接的稳定性 提高效率，保持材料的特性，使其更适合于大规模弥散材料制作漏板制作是国内外行业关注的热 点问题。 本项目采用低电流二次焊接来实现弥散材料的漏板焊接，用计算机视觉来实时观测基板的热 变形，实现跟踪漏嘴焊缝位置的变化。同时，采用主动冷却手段，在漏板底部用冷气对热场进行 全过程冷却，主动减小漏板热变形。主要的技术关键点 变形的计算机视觉实时测量 采用计算机视觉专用杯形漫光源和万象素以上高光学精度的专用摄像头，以漏嘴内径为 目标特征，对当前焊接范围内大约场景进行取像，通过计算机视觉识别软件来实时动 态跟踪因热变形造成的漏板尺寸变化，并反馈给数控生成软件，动态生成焊接下组漏嘴的控制 程序。 视觉识别精度。 低电流二次焊接及特殊风冷运用与氩弧焊接不同，漏板焊接如果采用大电流焊接的方式，则熔池大，会破坏机体弥散材料的 特性，且易存在较大的累计误差。本项目将采用低电流二次焊接法，即减少熔融区域，通过视频 放大焊接区域，个别区域实施二次焊接。同时设计特殊焊接夹具，增加底部送风系统，在焊接的 同时风冷，以减少热变形，保证产品的尺寸精度。 主要创新点 贵金属合金高强度锥形嘴的镦制技术 漏板热变形的计算机视觉实时测量技术 低电流二次熔化来实现弥散材料漏板焊接技术。 技术先进性 漏板是玻纤拉丝工艺的心脏，是玻璃纤维生产中主要装置之。其具有尺寸大结构复杂 等特点，形状为个槽型容器。在拉丝过程中熔融玻璃流入漏板，由它将其调制到适合温度，然 后通过底板上的漏嘴流出，并在出口处被高速旋转的拉丝机拉伸为连续玻璃纤维。在以上过程中 漏板自身通过电流发热调制玻璃液的温度，并维持足够均匀的温度分布以满足拉丝工艺需求。 池窑大漏板由下列几个部分组成底板，其上有所需数目的漏嘴侧壁堵头④接 线端子，也称为电极滤网法兰等。漏嘴是漏板上影响玻璃纤维成型的关键部位，它决定 了拉丝生产的流量及其生产率。 漏嘴的制作和漏板各部件的焊接成型工艺决定了漏板的制造精度和质量。因此漏嘴加工和漏 板各部件的焊接新技术及装备历来都是各国深入研究及关注的课题。 在漏嘴制造方面，目前国内外池窑漏板的漏嘴主要有圆柱形和圆锥形漏嘴两种结构。 柱形嘴加工通常采用铂金片材弯曲成筒形，经过对焊拉拔，剪切而成。该工艺方法制得的 漏嘴长度不均，精度低，且存在因虚焊引起的渗漏偏心等缺陷。而锥形漏嘴与柱形漏嘴相比较， 根部壁厚，强度高不易断裂漏嘴端部壁薄，丝根冷却效果好，玻璃液不易漫流等优势，从而使玻纤拉丝作业更稳定。从池窑拉丝工艺来看，锥形嘴是铂合金中碱池窑大漏板制作的发展方，低电流焊接与熔池焊缝的识别，都要通过大量的试验和摸索总结。 本单位已具有多年的历史，形成了整套漏板设计加工制造的专有技术。多年来直 为玻璃纤维行业提供各类坩埚拉丝和池窑拉丝铂合金漏板产品以及技术咨询服务，与国内的玻纤 客户有着较好的合作。除多年来形成的中小漏板客户群外，近年来还积极开拓大漏板市场，与 些池窑厂家建立了良好的合作关系。并利用自主生产技术或进口底板国内组装等方式，累计向珠 海功控中材金晶河北金牛四川华源等玻纤池窑企业提供了数百块孔铂合金漏板。 目前中材科技生产的漏板主要采用合金作为主要加工材料，其强度可基本满足用户 要求。现已具备的加工技术主要包括铂合金提纯熔炼技术及柱形嘴底板制造手工氩弧焊接成 型技术等。并建有相应的铂铑合金提纯熔炼焊接等工艺试验室。项目主要研究人员都具有铂 合金金属制造或机电方面的研究经验和技术攻关能力，对这些技术难点进行研究攻关，可保证项目的顺利完成。 预计成果产出的形式和可靠性 新技术该项目将开发出铂合金弥散材料漏板底板制造新技术。该技术的运用将优化漏板 的结构，均化底板温度分布和减少漏板变形，进而保证拉丝作业的稳定和使用寿命。 专利托梁式中碱池窑漏板焊接夹具 弥散材料漏板氩弧焊接技术 实施条件包括人员条件资金条件设施条件以及其它相关条件 人员条件 事业部中从事铂合金漏板的专业人员专业配套齐全，涉及材料科学自动控制机械加工 焊接技术等，有教授级高工高工工程师，事业部还和有关大学科研院所公司建立了广泛 的密切的合作关系。本项目参加人员大多长期从事铂合金漏板制造工艺的研究工作，科技道德和 科研水平高，能够保证项目的顺利完成。病根参加人员如下表 序 号 姓名性别 出生年 月 文化 程度 专业技术职称在项目中承担的主要工作 纪周礼男大学有色金属高工 项目负责人，负责立项论证技 术路线确定研究工作组织与实 施市场开发 徐海靖女 双大 专 应用电子高工 参加论证组织与实施工作，负 责冷镦机的研制及冷镦模具设 计，组织市场开发 胡培欣男大学机械制造高工 负责弥散材料氩弧焊接技术路线 的设计与实施董鹤峰男大学 模具设计 与制造 工程师 负责底板成型模具，焊接装夹模 具的设计 赵健男大专模具制造工程师 参与技术路线的确定，负责冷镦 技术的研究及冷镦机的研制，负 责生产工艺的实施 朱根娣女中专化工工程师 负责弥散材料选用与性能测试， 负责项目的质量控制 周世良男高中高级工协助焊接工艺的实施 资金条件 自筹资金万元 设施条件 本单位已具备铂合金漏板加工的基本条件，包括厂房电力以及普通铂合金漏板加工生产 线。为完成该项目，提升铂合金漏板底板加工质量，还需增加冷镦机模具氩弧自动焊接装置 等相应设备。 其他相关条件 本项目是当前国家重点鼓励发展的产业产品和技术目录列出的包括三吨及以上中碱 玻璃纤维池窑拉丝技术装备的开发及制造精密成型技术开发及设备制造等鼓励类发展项目。 实施计划包括主要技术路线项目研究周期及进度安排，关键控制点及控制目标 其他相关条件 本项目是当前国家重点鼓励发展的产业产品和技术目录列出的包括三万吨及以上中 碱玻璃纤维池窑拉丝技术装备的开发及制造精密成型技术开发及设备制造等鼓励类发展项 目。根据国家产业政策和企业发展规划，大力发展铂合金漏板加工技术是中材科技的重点战略目标。 实施计划 主要技术路线 项目研究周期进度安排 项目研究周期个月 进度安排 第月完成对通用冷镦设备传动功率的计算设计，工位的优化调整送料机构和回 收装置的设计确定镦制模具材料的选择与设计完成焊接系统总体规划和各个单项技术模块的 规划。 第月完成多工位成型机设备冷镦模具的订购安装调试，锥形漏嘴制造工艺制 定完成视频视觉测量技术模块的研发，弥散材料氩弧焊接低电流的试验测试，送风冷却系统的 设计制造。 第月完善该底板制造新技术研究，使该技术较大规模应用池窑漏板的制造，达到 相应的经济指标相关的论文撰写及专利申请工作制定相关标准，申报专利，进行项目验收。 辊压轧制拉丝自动镦嘴漏嘴底板焊铂铑合金锭 底板冲孔制备 漏板零部件的制备 漏板的整体组装渗漏检验合格漏板成品申报单位对该项目成果商品化产业化或工程化的考虑 本项目研究成果将直接应用于中材科技池窑拉丝漏板的生产制作工艺中，形成批量化生产。 产业化前景包括成果转化时间市场意义市场容量和竞争态势 成果转化时间 中材科技长期以来直为玻璃纤维行业提供各类坩埚拉丝和池窑拉丝