[发明专利]一种玻璃包覆金属超微丝的熔融成形设备

说明书

一种玻璃包覆金属超微丝的熔融成形设备由玻璃熔融坩埚、加热系统、加压系统、模板、金属熔化管、收丝系统、冷却系统、连接接头、截止阀、柔性管组成；坩埚底部开设有锥台形通孔，模板贴于坩埚底部并在锥台形孔处开设有微孔；金属熔化管两端开口，金属熔化管固定于熔融坩埚底部锥台形孔的正上方，金属熔化管的最下端深入玻璃熔融坩埚锥台形孔内，金属熔化管的外管壁与锥台孔的孔壁之间存有缝隙；加压系统控制着玻璃与金属液面的压力及压力之差值。本工艺原理简单，生产效率高。

技术领域

本发明涉及到一种金属微丝的生产设备，尤其涉及到一种玻璃包覆金属超微丝的熔融成形设备。

背景技术

随着电子、通讯、信息工业的发展，对超微金属微丝提出了越来越高的要求，如：直径尺寸微小，强度高、耐强蚀、耐高温、抗辐照以及高绝缘性等。采用常规塑性成形方法难以制备直径为微米级的金属超微丝。近年来，采用熔融纺丝法制备玻璃包覆金属微丝，虽可实现微米级别金属丝的制备，但由于金属熔池悬浮的稳定较差，微丝外径和芯丝直径的尺寸波动较大，难以满足微电子、半导体封装对超微导丝产品性能的要求。

发明内容

针对悬浮玻璃熔融包覆金属微丝生产稳定性的不足，本发明提出一种玻璃包覆金属超微丝的熔融成形设备。

所述超微玻璃包覆金属丝，其特征在于，超微玻璃包覆金属丝的断面结构由玻璃包覆层和金属芯丝层组成，超微玻璃包覆金属丝的外径为0.005-0.4 mm，包覆层材质为玻璃，玻璃包覆层厚度为不小于0.002mm且不大于0.01mm。

进一步所述金属芯丝层的材质为工业纯金属或合金；

进一步所述，玻璃的转变温度不高于芯丝层金属的熔点；

进一步所述，本设备处于工作状态时，玻璃置于玻璃熔融坩埚内，加热系统让玻璃处于流体状态，金属熔融坩埚底部外附设有模板，玻璃熔融坩埚底部与模板开设有玻璃包覆金属丝成形的模孔；金属则置于金属熔化管内熔化，金属熔化管下端开口置于模孔的正上方，在熔融玻璃液面和金属液面施加一定压力，然后采用引丝器从模板模孔内引出玻璃液和金属液，熔融玻璃与金属液在模孔内复合、拉出在外经冷却定形、收丝成卷。

该装置由玻璃熔融坩埚、加热系统、加压系统、模板、金属熔化管、收丝系统、冷却系统、连接接头1、连接接头2、截止阀、柔性管组成。

所述玻璃融坩埚采用陶瓷、或陶瓷外套石墨、或石墨、或高温合金材料制成，玻璃熔融坩埚分为炉体和炉盖，两者之间采用螺栓+铜垫、螺栓+玻璃垫、或螺纹的形式实现坩埚容器的封闭，玻璃熔融坩埚与模板之间采用水玻璃紧密贴合在一起，玻璃熔融坩埚底部开设有锥台形通孔，锥台的锥形开口朝上，锥台的锥形顶角为60-150゜，模板直接置于熔融坩埚底部的下面，在坩埚底部锥台形模孔的正下方的模板处开设有微模孔，微模孔必有一段等径孔，等径孔的直径为所制备玻璃包覆金属超微丝的外径，等径孔的高度为0.5-2mm；在玻璃熔融坩埚的炉盖装配有用于压力介质充入的连接接头1，炉盖同时开设有一个为金属熔化管穿过的固定孔，金属液熔化管从固定孔引出玻璃熔融坩埚，金属熔化管、连接接头1与炉盖之间的缝隙采用水玻璃密封。

进一步，所述玻璃融坩埚采用陶瓷外套石墨、或石墨制成时，石墨的外露表面采用外刷耐火涂料防止高温下石墨的氧化。

所述加热系统包含加热元件及附件；加热元件采用电阻丝、或碳化硅棒、或感应器；采用电阻丝作为加热元件时，炉膛断面为圆形，加热元件采用碳化硅棒时，炉膛断面为矩形；加热元件采用感应器时，感应器工作频率不小于1000Hz，感应器采用整体式、或螺旋式；附件为温度测量及控制所需部件，但不限于热电偶、温控仪、补偿导线。

进一步，所述玻璃熔融坩埚除传热面及模板微孔处必要露面外，玻璃熔融坩埚外包覆绝热保温材料。