本實用新型屬于玻璃二次壓型技術領域，具體涉及一種用于制備直徑為5～20mm的硫系玻璃小球的模具。

背景技術：

常用的玻璃二次壓型一般的壓型工藝模式是：先按照重量、形狀將玻璃毛坯通過切割、分秤、振磨、附粉等過程后，裝入瓷盒內放入玻璃軟化爐中經過加熱軟化后壓型、退火，這種壓型方式適合大批量的可見光玻璃材料的二次壓型，也是當前主流的二次壓型方式，但對于小批量、多品種、易氧化的硫系玻璃小球制備來說，需要一種簡單、易操作的方式，通過設計單頭多穴模具，可實現小批量、多規格小球的壓型，操作簡單、可重復性強。

技術實現要素：

本實用新型的目的就是針對直徑為5～20mm的硫系玻璃小球提供一種壓型模具。

本實用新型的技術解決方案是：一種用于制備硫系玻璃小球的模具，其特征在于：包括模套、上模和下模，模套為矩形框架，上模與下模結構相同，上模與下模的接觸面上分別設有配合的上模模孔、下模模孔，上模模孔、下模模孔均為半球形凹孔。

本實用新型的技術解決方案中所述的上模模孔、下模模孔直徑按照小球加工尺寸放大0.6～1.5mm。

本實用新型的技術解決方案中所述的上模和下模均為方板，上模模孔、下模模孔呈線性排列。

本實用新型的技術解決方案中所述的模套高度大于或等于上模與下模的總高度；模套與上、下模之間的間隙為0.05～0.1mm。

本實用新型的技術解決方案中所述的上模背面中心設有上模螺孔，下模背面中心設有下模螺孔。

本實用新型的技術解決方案中所述的上模、下模為球墨鑄鐵材料的上模、下模。

本實用新型采用分開設計的上模、下模、模套，上模、下模為球墨鑄鐵材質的方板，方板上線性排列設計要求尺寸的半球，半球的直徑按照小球完工尺寸放大了0.6～1.5mm，確保壓型小球毛坯有足夠的加工余量，上、下模尺寸完全一致。模套主要起導向和限位的作用，模套高度大于或等于上、下模總高度，以免上模行程不夠壓歪導致模具卡死。模套與上下模之間的間隙為0.05～0.1mm，便于上下模從模套內取出，并通過模套確保上下模垂直對齊，避免壓型小球上下錯位導致小球報廢。本實用新型壓型模具采用單頭多穴模式，即一個模具一次可壓型多個小球，而不是單頭單穴模具，一次只能壓一個小球。

本實用新型具有不需要特殊的模具材料、設備，只需要對成型模具、工藝進行調整，即可壓制直徑為不同規格的硫系玻璃小球，而且整個操作過程簡單，易實現多品種、小批量的特點。本實用新型主要為制備直徑為5～20mm的硫系玻璃小球提供一種模具。

附圖說明

圖1是本實用新型模套的結構示意圖。

圖2是本實用新型上模的結構示意圖。

圖3是本實用新型上模與下模合模狀態剖視圖。

圖中：1-模套；2-上模模孔；3-上模；4-上模螺孔；5-模孔；6-下模；7-下模螺孔。

具體實施方式

如圖1、圖2、圖3所示。模具由模套1、上模3和下模6組成。模套1為矩形框架。上模3與下模6結構相同，上模3與下模6的接觸面上設有配合的上模模孔2和下模模孔7，上模模孔2、下模模孔7均為半球形凹孔，合起來形成模孔5。上模模孔2、下模模孔7直徑按照小球加工尺寸放大0.6～1.5mm。上模3和下模6均為方板，上模模孔2、下模模孔7呈線性排列。模套1高度大于或等于上模3與下模6的總高度；模套1與上、下模之間的間隙為0.05～0.1mm，保證上下模吻合，避免小球上下半球壓歪。上模3、下模6材質為球墨鑄鐵，但不局限于球墨鑄鐵，也可以為模具鋼等其它材料。上模3的背面中心設有上模螺孔4，下模6的背面中心設有下模螺孔7，在上模螺孔4、下模螺孔7安裝螺桿后，即可便于上模3、下模6的操作。模具的外觀形狀也可以是圓形或其它形狀，只要保證上下模半球能吻合對齊即可。壓型時將模具表面噴涂上氮化硼脫模劑后，將下模6放入模套1內，再將備好的玻璃毛坯放入下模模孔7內，然后將上模慢慢落在下模6上，如示意圖所示的狀態，再將模具整體放入箱式壓型爐中壓型即可。本實用新型的壓型模具采用單頭多穴模式，即一個模具一次可壓型多個小球，而不是單頭單穴模具，一次只能壓一個小球。

以肖特IG6硫系玻璃壓制直徑7.1mm小球為例，說明小球壓型過程。IG6硫系玻璃軟化溫度為217℃，比重為4.63g/cm³，模具設計制造按上文所述，其制造過程如下：

1、在小球完工尺寸基礎上放大0.9mm設計上模模孔2、下模模孔7直徑尺寸，即模孔5直徑為8mm，上、下模3、6為長寬各150mm、厚度20mm的方板，上、下模3、6中心各有一個M16的螺孔，模套1壁厚為10mm，模套1高為上下厚度之和40mm，內框長寬尺寸為150mm（+0.1～+0.2mm），即在上、下模3、6長寬尺寸基礎上放大0.1～0.2mm，這樣既確保了脫模要求，又保證了限位要求，在上、下模3、6上按照9×9排均布加工直徑8mm的半球，在上、下模3、6上均布，模具即設計完成。

2、按照二次壓型工藝流程進行小球的壓型：

⑴玻璃毛坯準備：將玻璃毛坯切割成對角線小于8mm的小方塊，比如7×6.5×6.5mm，重量約為1.35～1.5g，然后將玻璃毛坯分秤、振磨將小方塊的棱角、小裂紋磨掉，以免壓型折疊、析晶，同時通過振磨使小方塊重量一致，以免在壓型時因重量不均造成部分小球壓不滿，將振磨好的玻璃小方塊表面涂抹上氮化硼粉末。

⑵模具預熱：將整套模具放入烘箱內加熱至60～120℃，然后用噴壺將氮化硼懸浮液均勻噴涂在模具表面，便于壓型后小球脫模。

⑶裝爐：將下模6放入模套1內，再將附粉后的玻璃毛坯一一放入下模模孔中，并保證小方塊豎直放置，然后將上模3慢慢放在下模6上，放好后，用方板托著模具將其放入箱式推火爐中。

⑷壓型：按照120℃/h的升溫速率設置升溫工藝，將爐溫升至250℃，保溫10分鐘后，啟動氣缸，壓制2次，每次保壓5～10s后即可。

⑸出爐：將模具直接從壓型爐內取出，在上模3上裝上螺桿，取出上、下模3、6，用小榔頭輕輕敲擊上、下模3、6，使附著在上、下模3、6上的小球脫模，也可以待模具冷卻后再取出。

⑹檢驗：用球徑儀測量小球的直徑，小球直徑在8.03～8.22mm，滿足要求。

下表是Φ6.8mm、Φ8.6mm、Φ10.5mm三個規格小球的壓型情況，壓型過程與上述一致，只是尺寸和壓型工藝略有區別（以下表格尺寸全部為mm）。