一種制造金屬結構的方法，包括：（i）在低于金屬片材退火溫度的溫度下，選擇性地噴砂處理金屬片材的一個主表面的一部分，以在金屬片材中引入應力；以及（ii）使金屬片材在不低于T（退火）-400℃的溫度下熱處理使金屬片材變形，從而變形的金屬片材在所需方向上表現出更高強度，其中T（退火）是金屬的退火點。本發明專利技術特別有利于制造用于玻璃熔化、調節、運送和成形操作的薄Pt金屬結構。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及難熔金屬為改善其在高溫下的強度所進行的機械加工。特別地，本專利技術涉及難熔金屬片材如貴金屬片材為改善其在高溫下的機械強度所進行的表面機械加工。本專利技術在例如制造在高溫下操作(如熔融玻璃熔化、調節、運送和成形)的難熔金屬結構中有用。
技術介紹
貴金屬合金，如鉬和鉬-錯，長久以來作為“玻璃接觸”材料被用于高質量的熔化、調節、運送和成形系統。之所以使用這些和其它貴金屬，除了其在玻璃系統溫度下的強度之夕卜，還由于它們對于諸如氣態和固態夾雜物等缺陷對熔融玻璃的污染具有相對高的惰性性能。該惰性性能和強度的代價是貴金屬的高成本。由于貴金屬的高成本，一直存在著降低 給定玻璃熔化系統中貴金屬總量的愿望。降低系統中金屬含量的最簡單的方法是使金屬變薄。從玻璃接觸缺陷產生的角度來看，這不是問題。從金屬強度的角度來看，則存在重大問題。對于自支撐結構，金屬上的應力與其厚度成反比。例如，金屬厚度降低50%將使金屬上的應力加倍。這種應力的增加對于這種變薄結構的結構整體性和下垂(sag)的影響是復合的，因為下垂或螺變率根據貴金屬的應力方案(stress regime)與應力的一次方至五次方成正比。如果系統在蠕變率與應力五次方成正比的方案內操作，對于金屬厚度減小50%，應力的加倍將導致蠕變率高出32倍。薄結構的下垂或蠕變問題不僅是玻璃工業的問題，而是許多行業的普遍問題。除了簡單地加厚結構壁，該問題已經以多種方式解決。其中一個最普遍的方法是波紋(corrugation)或羅紋(ribbing)。其可常見于金屬罐,如咖啡罐,在其外圍環繞有羅紋使其變硬。同樣存在其他更奇特的結構也是羅紋的形式，但是以多維方式。這些復雜的結構增加了結構的惰性力矩(the moment of inert),而不增加金屬厚度。然而,將羅紋賦予結構需要專門的金屬成型設備從而在金屬中形成羅紋。因此，需要簡單有效的制備抗蠕變金屬結構的方法，所述金屬結構尤其是那些在高溫下操作，如那些用于玻璃熔化、調節、運送和成形系統的金屬結構。本專利技術滿足此需求和其他需求。
技術實現思路
本專利技術的一些方面公開于此。可以理解這些方面可能相互重疊或可能不相互重疊。因此，一個方面的一部分可能落在另一個方面的范圍內，反之亦然。除非在上下文中作出相反說明，不同的方面應被認為范圍相互重疊。每一方面由許多實施方案示例說明，所述實施方案可進一步包括一個或多個具體實施方案?？梢岳斫鈱嵤┓桨缚赡芟嗷ブ丿B或可能不相互重疊。因此，一個實施方案，或其具體實施方案的一部分，可能在或可能不在另一實施方案或其具體實施方案的范圍內，反之亦然。除非在上下文中作出相反說明，不同的實施方案應被認為范圍相互重疊。根據本公開內容的第一個方面，提供了一種制備包含具有第一主表面和第二主表面的金屬片材的金屬結構的方法，包括以下步驟(i)在低于金屬片材退火溫度的溫度下，選擇性地噴砂處理金屬片材第一主表面的多個部位，以在金屬片材中引入應力；(ii)將金屬片材在不低于T (退火)-400° C的溫度下熱處理使應力松弛且金屬片材變形，從而變形的金屬片材比步驟(i)進行前在所需方向上表現出更高強度。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(ii)中，金屬片材在不低于T (退火)-300° C溫度下熱處理，在某些實施方案中不低于T (退火)-200° C，在某些實施方案中不低于T (退火)-100° C，在某些實施方案中不低于T (退火)-50° C，在某些實施方案中不低于T (退火),在某些實施方案中不低于T (退火)+100° C,在某些實施方案 中不低于T (退火)+200° C，在某些實施方案中不低于T (退火)+300° C，在某些實施方案中不低于T (退火)+400° C。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟( )結束時，第一主表面的噴砂處理部位含有第一列互不相交的帶。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟( )結束時，第一主表面的噴砂處理部位含有第二列互不相交的帶，且第二列帶與第一列帶交叉形成網格圖案。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬結構在高于金屬片材退火溫度的溫度下操作。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i)，金屬片材的第一主表面和第二主表面都噴砂處理以形成互補的噴砂區域圖案。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬結構包括含有金屬片材的管。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬片材含有難熔金屬。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬片材含有鉬。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬結構是熔融玻璃處理系統的部件。 在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i )，金屬片材在噴砂處理前成形為所述結構。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i )，在成形為所述結構前至少部分金屬片材進行噴砂處理。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(ii)后，金屬片材被冷卻至低于金屬退火溫度的溫度。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，步驟(i)包括(i-Ι)噴砂處理金屬片材第一主表面的整個表面；(i-2)進一步使在步驟(i_l)中噴砂處理的第一主表面的多個部位進一步選擇性地噴砂處理；且隨后( i-3)將無機涂料施用于金屬片材的至少部分第一主表面。在上述本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i_3)，無機涂料包括ZrO2, Al2O3^ CaO, MgO 和 TiO2 中的至少一種。在上述本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i_3)，無機涂料通過使用選自等離子噴霧涂布、濺射和化學氣相沉積的方法施用。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬片材厚度最大2000im,在某些實施方案最大150(nm，在某些其他實施方案最大120(nm，在某些其他實施方案最大IOOOim,在某些實施方案最大80(nm，在某些實施方案最大50(nm，在某些實施方案最大300im， 在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(i )，噴砂處理導致噴砂表面凹痕(dents)深度最高達500im，在某些實施方案最高達300im，在某些實施方案最高達200im，在某些其他實施方案最高達lOOim。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，金屬片材含有在接合處連接在一 起的多個片段，且在步驟(i )中對接合處的至少部分進行噴砂處理。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中,在步驟(i )中，噴砂處理導致在金屬片材中產生強化接合處的應力。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中,在步驟(i )中，噴砂處理導致產生導致一個變形的應力，該變形在步驟(ii)結束時強化所述接合處。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(ii)結束時，金屬片材的表面出現200im至500im的屈曲(buckle)而變形,在某些實施方案中200im至450im,在某些實施方案中250im至450im，在某些實施方案中300im至450im，在某些實施方案中300im至 400im。在本公開內容的第一個方面的某些實施方案中，在步驟(ii)結束時，在步驟(i)引入的應力基本上完全松弛。本專利技術的一個或多個實施方案具有一個或多個以下優勢。首先，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.11.25 US 61/264,4611.一種制備包含具有第一主表面和第二主表面的金屬片材的金屬結構的方法，包括以下步驟 (i)在低于金屬片材退火溫度的溫度下，選擇性地噴砂處理金屬片材第一主表面的一部分，以在金屬片材中引入應力； (ii)對金屬片材在不低于T(退火)-400°C溫度下進行熱處理使金屬片材變形，使得變形的金屬片材在所需方向上表現出更高強度，其中T (退火)是金屬的退火點。2.根據權利要求I的制備金屬結構的方法，其中在步驟(i)結束時，第一主表面的噴砂處理部位含有第一列互不相交的帶。3.根據權利要求2的制備金屬結構的方法，其中在步驟(i)結束時，第一主表面的噴砂處理部位含有第二列互不相交的帶，且第二列帶與第一列帶相交形成網格圖案。4.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中金屬結構在高于金屬片材退火溫度的溫度下操作。5.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中在步驟(i)，金屬片材的第一主表面和第二主表面都噴砂處理以形成互補的噴砂區域圖案。6.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中金屬結構包括含有金屬片材的管。7.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中金屬片材含有難熔金屬。8.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中金屬片材含有鉬。9.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中金屬結構是熔融玻璃處理系統的部件。10.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中在步驟(i)，金屬片材在噴砂處理前成形為所述結構。11.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中在步驟(i)，在成形為所述結構前至少部分金屬片材進行噴砂處理。12.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中在步驟(ii)后，金屬片材被冷卻至低于金屬退火溫度的溫度。13.根據前述權利要求中任何一項制備金屬結構的方法，其中步驟(i)包括 (i-1)噴砂處理金屬片材第一主表面的整個表面； (i-2)進一步使在步驟(i_l)中噴砂處理的第一主表面的一部分進一步選擇性地噴砂處理；且隨后 (i-3)將無機涂料施用于金屬片材的至少部分第一主表面。14.根據權利要求13的制備金屬結構的方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：D·M·萊恩曼，P·R·格爾澤西克，I·M·斯萊特，W·R·鮑威爾，
申請(專利權)人：康寧股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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