玻璃歷史悠久，性質穩(wěn)定，是歷經時間考驗的優(yōu)良材料，不但能夠用于裝飾，也可在各種光學儀器中發(fā)揮重要作用，甚至能夠用來幫助建筑節(jié)能降噪。通過使用不同的加工方法，我們能夠讓玻璃具有不同的特性。退火工藝有哪幾個階段，以及玻璃的制作工藝流程分哪幾步，一起來看看吧。

一、玻璃的退火工藝包括哪幾個階段

        玻璃的退火工藝與玻璃制品的種類、形狀、大小、容許的應力值、退火爐內溫度分布等情況有關.目前采用的退火工藝有多種形式.根據(jù)退火原理,退火工藝可分為四個階段:加熱階段、均熱階段、慢冷階段和快冷階段.

        1、加熱階段:

        不同品種的玻璃有不同的退火工藝.有的玻璃在成型后直接進入退火爐進行退火,稱為一次退火;有的制品在成型冷卻后再經加熱退火,稱為二次退火.所以加熱階段對有些制品并不是必要的.在加熱過程中,玻璃表面產生壓應力,所以加熱速率可相應高些,例如 20 ℃ 的平板玻璃可直接進入 700 ℃ 的退火爐,其加熱速率可高達 300 ℃ / rain .考慮到制品大小、形狀、爐內溫度分布的不均性等因時間素,在生產中一般采用的加熱速率為 20/a 2 ~ 30/a 2 ( ℃ /min) ,對光學玻璃制品的要求更高.

        2、均熱階段:

        把制品加熱到退火溫度進行保溫、均熱以清理應力.在本階段中首先要確定退火溫度,其次是保溫時間.一般把比退火上限溫度低 20 ~ 30 ℃ 作為退火溫度.退火溫度除直接測定外,也可根據(jù)玻璃成分計算粘度為 10 12 Pa ? s 時的溫度.當退火溫度確定后,保溫時間可按 70a 2 ~ 120a 2 進行計算,或者按應力容許值進行計算.

        3、慢冷階段:

        為了使玻璃制品在冷卻后不產生較好應力,或減小到制品所要求的應力范圍內,在均熱后進行慢冷是必要的,以防止過大的溫差.

        4、快冷階段:

        玻璃在應變點以下冷卻時,如前述只產生暫時應力,只要它不超過玻璃的較限強度,就可以加快冷卻速度以縮短整個退火過程、降低燃料消耗、提高生產率.

二、玻璃的制作工藝流程

        玻璃的生產工藝包括:配料、熔制、成形、退火等工序.分別介紹如下:

        1. 配料,按照設計好的料方單,將各種原料稱量后在一混料機內混合均勻.玻璃的主要原料有:石英砂、石灰石、長石、純堿、硼酸等.

        2. 熔制,將配好的原料經過高溫加熱,形成均勻的無氣泡的玻璃液.這是一個很復雜的物理、化學反應過程.玻璃的熔制在熔窯內進行.熔窯主要有兩種類型:一種是坩堝窯,玻璃料盛在坩堝內,在坩堝外面加熱.小的坩堝窯只放一個坩堝,大的可多到20個坩堝.坩堝窯是間隙式生產的,現(xiàn)在僅有光學玻璃和顏色玻璃采用坩堝窯生產.另一種是池窯,玻璃料在窯池內熔制,明火在玻璃液面上部加熱.玻璃的熔制溫度大多在1300~1600゜C.大多數(shù)用火焰加熱,也有少量用電流加熱的,稱為電熔窯.現(xiàn)在,池窯都是連續(xù)生產的,小的池窯可以是幾個米,大的可以大到400多米.

        3. 成形,是將熔制好的玻璃液轉變成具有固定形狀的固體制品.成形必須在一定溫度范圍內才能進行,這是一個冷卻過程,玻璃首先由粘性液態(tài)轉變?yōu)榭伤軕B(tài),再轉變成脆性固態(tài).成形方法可分為人工成形和機械成形兩大類.

        A. 人工成形.又有(1)吹制,用一根鎳鉻合金吹管,挑一團玻璃在模具中邊轉邊吹.主要用來成形玻璃泡、瓶、球(劃眼鏡片用)等.(2)拉制,在吹成小泡后,另一工人用頂盤粘住,二人邊吹邊拉主要用來制造玻璃管或棒.(3)壓制,挑一團玻璃,用剪刀剪下使它掉入凹模中,再用凸模一壓.主要用來成形杯、盤等.(4)自由成形,挑料后用鉗子、剪刀、鑷子等工具直接制成工藝品.

        B. 機械成形.因為人工成形勞動強度大,溫度高,條件差,所以,除自由成形外,大部分已被機械成形所取代.機械成形除了壓制、吹制、拉制外,還有(1)壓延法,用來生產厚的平板玻璃、刻花玻璃、夾金屬絲玻璃等.(2)澆鑄法,生產光學玻璃.(3)離心澆鑄法,用于制造大直徑的玻璃管、器皿和大容量的反應鍋.這是將玻璃熔體注入高速旋轉的模子中,由于離心力使玻璃緊貼到模子壁上,旋轉繼續(xù)進行直到玻璃硬化為止.(4)燒結法,用于生產泡沫玻璃.它是在玻璃粉末中加入發(fā)泡劑,在有蓋的金屬模具中加熱,玻璃在加熱過程中形成很多閉口氣泡這是一種很好的絕熱、隔音材料.此外,平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法.浮法是讓玻璃液流漂浮在熔融金屬(錫)表面上形成平板玻璃的方法,其主要優(yōu)點是玻璃質量高(平整、光潔),拉引速度快,產量大.

        4. 退火,玻璃在成形過成中經受了激烈的溫度變化和形狀變化,這種變化在玻璃中留下了熱應力.這種熱應力會降低玻璃制品的強度和熱穩(wěn)定性.如果直接冷卻,很可能在冷卻過程中或以后的存放、運輸和使用過程中自行破裂(俗稱玻璃的冷爆).為了清理冷爆現(xiàn)象,玻璃制品在成形后必須進行退火.退火就是在某一溫度范圍內保溫或緩慢降溫一段時間以清理或減少玻璃中熱應力到允許值.

        此外,某些玻璃制品為了增加其強度,可進行剛化處理.包括:物理剛化(淬火),用于較厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽車擋風玻璃等;和化學剛化(離子交換),用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等.剛化的原理是在玻璃表面層產生壓應力,以增加其強度.

相關概念

玻璃

        玻璃是非晶無機非金屬材料，一般是用多種無機礦物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸鋇、石灰石、長石、純堿等)為主要原料，另外加入少量輔助原料制成的。它的主要成分為二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化學組成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2等，主要成分是硅酸鹽復鹽，是一種無規(guī)則結構的非晶態(tài)固體。廣泛應用于建筑物，用來隔風透光，屬于混合物。另有混入了某些金屬的氧化物或者鹽類而顯現(xiàn)出顏色的有色玻璃，和通過物理或者化學的方法制得的鋼化玻璃等。有時把一些透明的塑料（如聚甲基丙烯酸甲酯）也稱作農業(yè)生產體系玻璃。

成形

        成形即成為某種形體，形成某種穩(wěn)固的局面。如正在成形的思想之新奇簡直使他大吃一驚；排列成一定形式或形狀使玻璃成形；醫(yī)學上指具有正常的形狀大便成形；醫(yī)學上指修正損傷的籌備或器官，成形外科，骨成形術等等。

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