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CN102756476B - 一种塑料全包覆耐腐蚀金属杆的加工方法及装置 - Google Patents

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CN102756476B
CN102756476B CN201210261504.XA CN201210261504A CN102756476B CN 102756476 B CN102756476 B CN 102756476B CN 201210261504 A CN201210261504 A CN 201210261504A CN 102756476 B CN102756476 B CN 102756476B
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China
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coated
metal
cored
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injection moulding
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朱道峰
白志林
翟毅
苏猛
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Beijing Plastics Research Institute Co ltd
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BEIJING PLASTICS RESEARCH INSTITUTE
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Abstract

本发明公开一种塑料全包覆耐腐蚀金属杆的加工方法及装置，方法包括以下几个工艺步骤，在金属芯上加工出沟槽和端头倒角；用氟塑料热收缩管把所述的金属芯进行包覆，再把两端进行保证所述的金属芯不会渗漏的密封；把包覆好的金属芯放入模具注塑出“十”字形支架部分；以所述的支架为支撑，注塑二次包覆；采用超声波或热板焊接方式，把凸起的支撑部分铆焊，与二次包覆的外层塑料构成一整体。采用本工艺加工产品，可以增加它的使用寿命，同时可以降低加工成本。

Description

一种塑料全包覆耐腐蚀金属杆的加工方法及装置
技术领域
本发明涉及一种金属杆加工工艺，特别是涉及一种采用塑料全包覆并具有特殊外形的金属杆的加工方法及装置。
背景技术
半导体硅片（主要是太阳能硅片）在加工过程中需要清洗、刻蚀、植绒等多道工序，这些工序都要使用硅片花篮来运输或承载硅片。大部分光伏企业多采用用25片装一体式注塑花篮。随着生产效率的提高，光伏企业需要大容量硅片花篮，即42片装、50片装、75片装，甚至100片装硅片花篮。这些花篮是组装式的花篮，是由2端板和中间若干根（6根或5根等）拉杆组装或焊接而成。组装是采用机械连接，焊接方式主要有热板焊接、超声波焊接、振动摩擦焊接或激光焊接等。
花篮拉杆是在金属芯外侧包覆塑料，金属芯是加强作用，外面塑料层有齿，可以固定硅片。过去很多厂家是直接在金属芯注塑，因为金属芯需要固定，所以产品要二次加工，这会导致腐蚀液渗透进去，腐蚀金属杆，这是光伏企业的大忌。后来很多厂家把金属芯用静电喷塑处理（就是在金属外包覆一层塑料），再注塑，还会有渗漏，主要是因为注塑过程要固定金属芯，会导致固定部分外力作用，塑料应力开裂。同时静电喷塑会增加很大费用，给厂家增加间接成本。链式硅片清洗的传动轴的中心也是金属芯，以保证转动的平稳性。轴上有很多塑料齿轮和硅片导向装置等，轴要稳定转动，带动硅片平稳向前运动。因为硅片的清洗环境是强腐蚀性的溶剂，所以该轴也是在强腐蚀性的溶剂中使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种金属杆包覆塑料并具有特殊外形的加工工艺，采用本工艺加工产品，可以增加它的使用寿命，同时可以降低加工成本，比如硅片花篮。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
一种塑料全包覆耐腐蚀金属杆的加工方法，所述方法包括以下几个工艺步骤，
（1）在金属芯上加工出沟槽和端头倒角；
（2）用氟塑料热收缩管把所述的金属芯进行包覆，再把两端进行保证所述的金属芯不会渗漏的密封；
（3）把包覆好的金属芯放入模具注塑出“十”字形支架部分；
（4）以所述的支架为支撑，注塑二次包覆；
（5）采用超声波或热板焊接方式，把凸起的支撑部分铆焊，与二次包覆的外层塑料构成一整体。
优选的，在本发明的工艺步骤（2）中，采用加厚氟塑料热收缩管，氟塑料是PVDF、PFA、ETFE、FEP或ECTFE等熔点要高于外包覆的外层塑料熔点的材料。
优选的，本发明的工艺步骤（2）中，采用内部加热或其它加热方式，使塑料管的两端完全融熔再焊接，也可以使用和收缩管材料一致的堵头，再加热使收缩管和堵头连成一体，使其密封。
优选的，本发明的工艺步骤（3）中，在金属杆沟槽部分注塑支撑部分，注塑完成后，支架部分直径和金属杆直径保持一致。
优选的，注塑二次包覆的塑料低于支架部分。
优选的，本发明的工艺步骤（4）中，支架方向的注塑二次包覆的塑料部分直径能够增大，这样拉杆直径方向为椭圆形，使用超声波焊接时能更好地与支撑部分连成一体。
优选的，本发明的工艺步骤（4）中，包覆塑料是PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE或PP耐腐蚀性的材料，所述的PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE或PP耐腐蚀性的材料中增加玻璃纤维或炭黑。
优选的，本发明的工艺步骤（5）中，铆焊时在注塑二次包覆后的金属芯底部做全部支撑，以避免焊接对产品造成伤害。
本发明还提供了一种使用所述方法的组装硅片花篮，包括两端侧板，侧板中间设置有若干根使用所述方法的拉杆，所述拉杆中间设置有金属芯，金属芯外包覆塑料，塑料外部设置很多用来固定硅片的齿。
进一步的，本发明还提供了一种使用任一项所述方法的耐腐蚀设备，所述的耐腐蚀设备中间设置有使用所述方法的加强金属芯，所述的耐腐蚀设备是链式硅片清洗的传动轴或反应釜的搅拌器或支撑横梁。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的金属杆外包覆塑料的产品的结构剖视示意图；
图3是本发明的金属杆外包覆塑料的产品的具体示意图；
图4是链式清洗传动轴结构示意图；
图5是本发明的组装硅片花篮示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明采用的一个技术方案其步骤如下：
（1）在金属芯上加工出沟槽和端头倒角；
（2）用氟塑料热收缩管把金属芯包覆，在把两端密封，保证金属芯不会渗漏；
（3）把包覆好的金属芯放入模具注塑出“十”字形支架部分；（4）以支架为支撑，注塑二次包覆；
（5）采用超声波或热板等焊接方式，发凸起的支撑部分铆焊，与外层塑料构成一整体。
本发明的工艺步骤（1）中，金属杆端头的倒角是增加端头部分的强度。
本发明的工艺步骤（2）中，要采用厚度比较厚的氟塑料热收缩管，氟塑料可以是PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE等热收缩管，这种材料的熔点要高于外包覆的塑料熔点。
本发明的工艺步骤（2）中，要采用内部加热或其它加热方式，使塑料管的两端完全融熔再焊接，也可以使用和收缩管材料一致的堵头，再加热使收缩管和堵头连成一体，使其密封；
本发明的工艺步骤（3）中，在金属杆沟槽部分注塑支撑部分，注塑完成后，支架部分直径和金属杆直径要一致；
本发明的工艺步骤（4）中，注塑二次包覆的塑料要低于支架部分；
本发明的工艺步骤（4）中，为了增加材料的强度，支架方向的注塑二次包覆的塑料部分直径可以增大，这样拉杆直径方向为椭圆形，使用超声波焊接时能更好地与支撑部分连成一体，强度增加；
本发明的工艺步骤（4）中，包覆塑料通常是耐腐蚀性较好的材料，比如PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE、PP等。为了增加材料可焊接性，通常在材料中增加玻璃纤维或炭黑等。
本发明的工艺步骤（5）中，铆焊时要在注塑二次包覆后的金属芯底部做全部支撑，以避免焊接对产品造成伤害。
本发明还包括一种采用塑料全包覆并具有特殊外形的耐腐蚀金属杆的加工工艺。这种加工工艺应用领域之一是大尺寸组装硅片花篮的拉杆。大尺寸组装硅片花篮，其结构为2端侧板，侧板中间有若干根拉杆（比如6根、5根等），拉杆中间有金属加强芯，金属芯外包覆塑料，塑料外形的很多齿是用来固定硅片。这种工艺的另外一应用领域是耐腐蚀的设备，比如链式硅片清洗的传动轴、反应釜的搅拌器、支撑横梁等。它们中间也有加强金属芯，外形结构复杂。
这种工艺是把包覆好塑料的金属芯放入模具中注塑出支撑部分，再以支撑部分为支撑二次注塑整体拉杆。支撑部分会高出注塑外表，用超声波铆焊平整，使支撑部分和外表塑料连成整体。
这种工艺加工产品，可以是花篮的拉杆，把拉杆和端板焊接一起，制作成花篮，适用于各种腐蚀环境，如氢氟酸、浓硫酸等；也可以把这种拉杆和别的设备连接作为支撑件，比如链式硅片清洗的传动轴、反应釜的搅拌器等。因为加工产品中间有强支撑的金属芯，有很好的强度，外面的塑料可以防止腐蚀液的侵入。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种塑料全包覆耐腐蚀金属杆的加工方法，其特征在于：所述方法包括以下几个工艺步骤，
(1)在金属芯上加工出沟槽和端头倒角；
(2)用氟塑料热收缩管把所述的金属芯进行包覆，再把两端进行保证所述的金属芯不会渗漏的密封；
(3)把包覆好的金属芯放入模具注塑出“十”字形支架部分；
(4)以所述的支架为支撑，注塑二次包覆；
(5)采用超声波或热板焊接方式，把凸起的支撑部分铆焊，与二次包覆的外层塑料构成一整体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在本发明的工艺步骤(2)中，采用加厚氟塑料热收缩管，氟塑料是PVDF、PFA、ETFE、FEP或ECTFE熔点要高于外包覆的外层塑料熔点的材料。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明的工艺步骤(2)中，采用内部加热或其它加热方式使塑料管的两端完全融熔再焊接；或者使用和收缩管材料一致的堵头，再加热使收缩管和堵头连成一体，使其密封。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明的工艺步骤(3)中，在金属杆沟槽部分注塑支撑部分，注塑完成后，支架部分直径和金属杆直径保持一致。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：注塑二次包覆的塑料低于支架部分。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明的工艺步骤(4)中，支架方向的注塑二次包覆的塑料部分直径能够增大，这样包覆后的金属杆外形为椭圆形，使用超声波焊接时能更好地与支撑部分连成一体。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明的工艺步骤(4)中，包覆塑料是PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE或PP耐腐蚀性的材料，所述的PVDF、PFA、ETFE、FEP、ECTFE或PP耐腐蚀性的材料中增加玻璃纤维或炭黑。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：本发明的工艺步骤(5)中，铆焊时在注塑二次包覆后的金属芯底部做全部支撑，以避免焊接对产品造成伤害。
9.一种使用权利要求1-8任一项所述方法制造的装置，所述的装置是组装硅片花篮，其特征在于：包括两端侧板，侧板中间设置有若干根使用权利要求1-8任一项所述方法的拉杆，所述拉杆中间设置有金属芯，金属芯外包覆塑料，塑料外部设置若干用来固定硅片的齿。
10.一种使用权利要求1-8任一项所述方法的耐腐蚀设备，其特征在于：所述的耐腐蚀设备中间设置有使用权利要求1-8任一项所述方法的加强金属芯，所述的耐腐蚀设备是链式硅片清洗的传动轴或反应釜的搅拌器或支撑横梁。
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