玻璃及加工工艺

玻璃及加工工艺
一 玻璃的基本知识
1 定义
制造普通玻璃的主要原料是:纯碱(Na2CO3),石灰石(CaCO3)和石英(SiO2)。生产时,把原料粉碎,按适当的比率混合后,放入玻璃窖中加强热。原料熔融后发生了比较复杂的物理变化和化学变化,最后得到Na2SiO3,CaSiO3和SiO2熔化化在一起形成的物质,其主要成分是SiO2,这种物质不是晶体,称作玻璃态物质。玻璃与晶体不同,没有一定的熔点,而是在某个温度范围内逐渐软化。在软化状态时,玻璃可以被人工吹制成任何形状的制品。
2 玻璃的基本特性
(1)强度
    玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方
法等。玻璃是一种脆性材料,其强度一般用抗压,抗张强度等来表示。玻璃的抗张强度较低,由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。玻璃的抗压强度约为抗张强度的1415倍。
(2)硬度
    玻璃的硬度较大,硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料,它比一般金属硬,不能用普通刀和锯进行切割;玻璃的硬度值在莫氏硬度57之间,可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法,如雕刻、抛光、研磨和切割等。
(3)光学性质
    玻璃是一种高度透明的物质,具有一定的光学常数、光谱特性,具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变、光储存和显示等重要光学性能.通常光线透过愈多,玻璃质雪越好.由干玻璃品种较多,各种玻璃的性能也有很大的差别,如有的铅玻璃具有防辐射的特性.一般通过改变玻璃的成分及工艺条件.可使玻璃的性能有很大的变化。
(4)电学性能
midd    常温下玻璃是电的不良导体。温度升高时,玻璃的导电性迅速提高,熔融状态时则变为良导体。
(5)热性质
    玻璃的导热性很差,一般经受不了温度的急剧变化。制品越厚,承受温度急剧变化的能力越差。
(6)化学稳定性
    玻璃的化学性质较稳定。大多数工业用玻璃都能抵抗除以外酸的展蚀.玻璃耐碱腐蚀性较差。玻璃长期在大气和雨水的侵蚀下,表面光泽会失去,变得陶暗.尤其是一些光学玻璃仪器易受周围介质(如潮湿空气)等作用,表面形成白斑点或雾膜,破坏玻璃的透光性,所以在使用和保存中应加以注意。
2 玻璃的做法(目前我公司所用到的玻璃成型工艺)
  1).吹制 (又名:口吹)
  2).挤压 (又名:机压)
  3).离心
  4).气压 (又名:打风)属吹制
门 事件  5).烤弯 (又名;平板烤弯)
3 玻璃的材质(目前我公司所用到的玻璃)
1).白玉、半玉
2).明料(又名:大白料)
3).套料(白玉+明料或料+明料)
4).水晶:即人造水晶(分别有:8%和24%两种常用的含铅水晶、K9无铅水晶)
4 名词解释
 1)退火:退火又称之为回火,意思就是由高温降到低温再慢慢冷却,这就是所谓的退火。玻璃成型将近千度,成型后的玻璃改需经过流水线的炉灶中慢慢降温到冷却,而炉灶中也是有区分为:高、中、低,冷却等之温度,这就是退火。
2)浸酸:浸酸就是将玻璃浸泡一化学药剂中,经过数十秒之后取出,再用清水清洗,凉干。这种做法是破坏玻璃的表面,使原本表面光滑的玻璃变成粗糙无光,而成雾状,这就称之为浸酸。
3)喷砂:又名金钢砂,用喷在玻璃的表面,覆盖这后呈考卷表面粗糙的这种效果称之喷砂。
4) 气泡:分为坩埚内气泡下坩埚外气泡。所谓坩埚内气泡就是将料缸内增加土豆或苹果,使整个缸内的玻璃料内产生气泡,再生产的玻璃上就含有气泡。所谓坩埚外气泡就是将玻璃吹小泡后,将小泡上面撒上气泡粉,使其上面产生气泡。
5)裂纹玻璃:将刚刚成形的玻璃将其浸入油与水的混合液体中几秒中,使玻璃的表层淬裂的效果。
6)云彩玻璃:吹制云彩:先吹小泡后沾云彩粉,再沾料吹中泡、大泡。
机压与离心云彩:先挑少许料后沾云彩粉,再继续挑料来做为机压与离心的坯料。
二 玻璃的成型工艺
玻璃熔窑
玻璃熔窑有坩埚窑和池窑两大类。它们均包括玻璃熔制、热源供给、余热回收和排烟供气4个部分。
坩埚窑网睡 (圆炉)
  窑膛内放置单只或多只坩埚。坩埚窑(图1坩埚窑结构示意)中玻璃熔制的各阶段(熔化、澄清、均化、冷却)在同一坩埚中随时间推移依次进行,窑内温度制度随时间推移变动。成型时,用人工从坩埚口取料,再进行吹制、压制、拉引、浇注等,也可以坩埚底供料,或将整坩埚移出取料。坩埚材质以粘土居多,也有用铂的。形状有开口和横口(闭口)两种。开口坩埚的坩埚口朝向窑膛,能直接得到窑墙及热源辐射和传递的热能;横口坩埚的坩埚口朝向窑外,要通过坩埚壁间接取得热量,能避免窑内气氛对玻璃液的影响和污染。坩埚窑适用于熔制产量小、品种多或经常更换料种的玻璃。
  池窑 
窑膛包含一耐火材料砌筑的熔池,配合料投入窑池内熔化。池窑有间歇式和连续式两种。间歇式池窑又称日池窑,一般较小,熔池面积仅几平方米。熔制过程完成后,从取料口取料,大多采用手工或半机械成型。适用于生产特种玻璃。绝大多数池窑属于连续式,各个熔制阶段在窑的不同部位进行。各部位的温度制度是稳定的。配合料由投料口投入,在熔化部经历熔化和玻璃液澄清、均化的行进过程,转入冷却部进一步均化和冷却,继而进入成型部最后均化(包括玻璃液温度均化)和稳定供料温度。由于池窑靠近底部玻璃液温度低而呈滞流状态,因此窑池玻璃液总容量大于作业玻璃量,连续作业的加料量与成型量保持平衡。熔化好的玻璃液采用连续机械化成型。池窑的规模以熔化部面积(m2)表示。生产瓶罐玻璃的大型池窑熔化部面积达150m2mmpp以上,生产能力通常可达到300~400t/24h,熔化率可达2.5~3t/24h/m2。连续式池窑容量大,相对散失热少,热效率明显高于坩埚窑,适于大批量高效率的连续性生产。
一) 玻璃的工艺特性
  1 玻璃的成型工艺视制品的种类而异,但其过程基本上可分为配料、熔化和成型三个阶段,
一般采用连续性的工艺过程,如图92所示。
2玻璃原料
    1).澄清剂:向玻璃配合料或玻璃溶液中加入一种高温时本身能气化或分解放出气体,以促进排除玻璃中气泡的添加物称为澄清剂.
    2).着剂:使玻璃制品着的添加剂称为着剂,通常使用锰.钻、镍、铜、金、硫、硒等金属和非金属化合物,其作用是使玻璃对光线产生选择性吸收,从而显出一定的颜.
    3).脱剂;为了提高无玻璃的透明度,常在玻璃熔制时,向配合料中加入脱剂,以去除玻璃原料中含有的铁.铬、钛、帆等化合物和有机物的有害杂质。
    4).乳浊剂:使玻璃制品对光线产生不透明的乳浊状态的添加物祢为乳浊剂.
    5).助熔剂:能促使玻璃熔制过程加速的添加物称为助熔剂或加速剂。
3玻璃的成型
是将熔融的玻璃液加工成具有一定形状和尺寸的玻璃制品的工艺过程。常见的玻璃成型方法有:压制成型、吹制成型、离心成型和拉制成型及烤弯成型等。
二) 玻璃的成型
1.机压玻璃
1)何谓机压玻璃:机压玻璃的做法原理与冲压件基本上相似,是同样的一个道理。也就是说将冲压件的模具倒过来就成为机压模。机压玻璃的做法是先将玻璃的液体倒入下模,再用上模往下冲挤后移出,取出冲挤后的玻璃,那就成型了,这就是所谓的机压。(如图像_机压)
2)其主要生产设备为:圆炉或池炉,机压台,退火窑,烘口机,水切台,钻台,喷砂机,浸酸设计等。
3)机压玻璃之模具(一般情况):底模4个,盖圈2个(1个备用),冲头2个(1个备用)。
4)机压玻璃之模具(异常情况):玻璃较大,2或4个底模也可以生产玻璃较小,底模需开至4-6个,因玻璃越大,用料越多,越小越少,而每缸的容量都是大小一样,这样就不致令同时生产两种产品时,每缸料生产的时间拉得过长。庄逢甘
5)机压之生产过程:
前置预备作业:架模-调整-模具加热;
正常生产操作流程:挑料-下模-剪料-加盖圈-下冲头-成型-出模-退火-后道加工-检验包装。
后道加工即按照图纸要求,一般有钻孔,切半,浸酸,喷砂。
6)机压玻璃之特性:颜单一,尺寸精确,表面花纹较明显,玻璃较厚。
7)机压玻璃之后道加工主要是钻孔。工具是钻床与钻头。玻璃的钻头是特属专用钻头(如图所示)
持续惊恐2.吹制玻璃
1)何谓吹制玻璃:顾名思义也就是利用人工,使用一直径约1左右,长约1米5左右的钢管,尾部沾上烧红的玻璃,再利用人工的口部吹气,先从吹小泡、中泡到大泡时,再放入模具中,一鼓作气吹足,这就是所谓的吹制。
 2)主要生产设备为:圆炉或池炉,退火窑,吹棒,钻台,水切台,火切台,爆口机,喷砂机,浸酸设备等。
 3)吹制产品的模具仅一个即可,分活模和死模两种。
活模:须在生产前先上模灰(木屑,碳)用来保护模具,使玻璃不会直接同铁接触到,因此活模生产的产品不会产生接缝线,且玻璃都是光面的那种,活模大致用于表面光滑的产品,活模也需烫模。如口吹_图像(一)
死模:一般是下半部分为一整体,上半部分两开,三开或四开,玻璃表面有花纹的都是要用死模,所以死模的开模工艺较活模复杂,死模模具费较贵,寿命短,烫模时间较长,所需次数也多。如口吹_白玉_图像(二)
 4)吹制玻璃一般分为明料,白玉,套及一些特殊做法,如云彩,裂纹,汽泡。
 5)生产过程为:烫模-拌料-吹小泡-包料-吹大泡-下模成型-出模退火-后道加工-检验包装。       
 6)吹制玻璃在加工切口时有多种方式:火切,水切,电爆口,锅型热爆,除火切不需磨口外,其它三种都须经过磨口这道工序,把口部磨平,磨口时分组磨,一般用石英砂来磨,后细磨,采用金刚砂来磨,金刚砂较细,石英砂较粗,如有需要还可以倒角,以免口部太锋利而割手(但只能倒外口,不能倒内口)其它则按图纸要求来加工钻孔,切半,浸酸等。
 7)吹制玻璃一般比机压的玻璃薄,因此切口,钻孔等每道工序的损耗都大,也比较容易破碎,所以同样大小的玻璃,吹制比机压的价格要高。
 8)机压,吹制玻璃都可以做水晶玻璃,水晶玻璃即含铅较多的玻璃,一般所用8%,12
%,24%即指含铅量的多少,其特性为玻璃透明度高,光线照射下带五彩折射光,扣指弹一下,会发出清脆的荡音。
 9)水晶玻璃:一般水晶玻璃都有花纹才能显示水晶折射的特性,水晶可用挤压和吹的,水晶玻璃的模具要用钢料,因钢模不用再电镀只要抛,而一般铁模需电镀。
3. 打风玻璃
1)所谓打风玻璃:将玻璃料倒入粗胚模,下冲头后合模,再换到成型模后合模,将空气灌入模具中,再移开模具取出成型的玻璃,这种做法也就是所谓的打风玻璃。
2)其主要生产设备同机压一样。
3)打风之模具需:粗胚模,盖圈,冲头,成型模各一个。
4)生产过程:烫模-下料于粗胚模-冲压-换入成型模-灌气吹成型-出模-退火-加工-检验包装。
5)打风产品之特性:口部象机压,花纹较明显,玻璃较轻且壁厚均匀,具有机压,吹制的
双重特性。

本文发布于:2024-09-21 19:45:36,感谢您对本站的认可!

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