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    中山玻璃加工的多種鋼化方法及優(yōu)缺點(diǎn)

    2019-07-29 995

      1、化學(xué)鋼化法


      經(jīng)過(guò)化學(xué)辦法改動(dòng)玻璃 外表組分,增加外表層壓應(yīng)力,以增加玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的鋼化辦法稱為化學(xué)鋼化法。因?yàn)樗墙?jīng)過(guò)離子交流使玻璃增強(qiáng),所以又稱為離子交流增強(qiáng)法。依據(jù)交流離子的類型和離子交流的溫度又可分為低于改動(dòng)點(diǎn)度的離子交流法(簡(jiǎn)稱低溫法)和高于改動(dòng)點(diǎn)溫度的離子交流法(簡(jiǎn)稱高溫法)。化學(xué)增強(qiáng)法的原理是:依據(jù)離子分散的機(jī)理來(lái)改動(dòng)玻璃的外表組成,在必定的溫度下把玻璃浸入到高溫熔鹽中,玻璃中的堿金屬離子與熔鹽中的堿金屬離子因分散而發(fā)作彼此交流,發(fā)生“擠塞”現(xiàn)象,使玻璃外表發(fā)生緊縮應(yīng)力,然后進(jìn)步玻璃的強(qiáng)度。


      依據(jù)玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),玻璃態(tài)的物質(zhì)由無(wú)序的三維空間網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成,此網(wǎng)絡(luò)是由含氧的離子多面體構(gòu)成的,其間心被sAl或P離子所占有。這些離子同氧離子一同構(gòu)成網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中填充堿金屬離子(;nNa,K)和堿土金屬離子。其間堿金屬離子較生動(dòng),很易從玻璃內(nèi)部分出,化學(xué)鋼化法就是根據(jù)離子天然分散和彼此分散,以改動(dòng)玻璃外表層的成分,然后構(gòu)成外表壓應(yīng)力層的。但離子交流法所發(fā)生的外表壓應(yīng)力層比較薄,對(duì)外表微缺陷非常靈敏,很小的外表劃傷,就足以使玻璃強(qiáng)度下降。


      優(yōu)缺點(diǎn):化學(xué)增強(qiáng)玻璃強(qiáng)度與物理增強(qiáng)玻璃挨近,熱穩(wěn)定性好,處理溫度低,產(chǎn)品不易變形,且其產(chǎn)品不受厚度和幾許形狀的約束,運(yùn)用設(shè)備簡(jiǎn)略,產(chǎn)品簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。但與物理鋼化玻璃比較,化學(xué)鋼化玻璃出產(chǎn)周期長(zhǎng)(交流時(shí)刻長(zhǎng)達(dá)數(shù)十小時(shí)),功率低而出產(chǎn)本錢高(熔鹽不能循環(huán)運(yùn)用,且純度要求高),碎片與一般玻璃相仿,安全性差,且其性能不穩(wěn)定(化學(xué)穩(wěn)定性不好),機(jī)械強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度等物理性能易于衰退(也稱松馳),強(qiáng)度隨時(shí)問(wèn)衰減很快。


      適用范圍:化學(xué)鋼化玻璃廣泛運(yùn)用于不同厚度的平板玻璃,薄壁玻璃和瓶罐異形玻璃產(chǎn)品,還可用于防火玻璃。


      2、物理鋼化法


      物理鋼化的原理就是把玻璃加熱到適合溫度后敏捷冷卻,使玻璃外表急劇縮短,發(fā)生壓應(yīng)力,而玻璃中層冷卻較慢,還來(lái)不及縮短,故構(gòu)成張應(yīng)力,使玻璃取得較高的強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō)冷卻強(qiáng)度越高,則玻璃強(qiáng)度越大。物理鋼化辦法許多,按冷卻介質(zhì)來(lái)分,可分為:氣體介質(zhì)鋼化法、液體介質(zhì)鋼化法、微粒鋼化法、霧鋼化法等。


      2.1、氣體介質(zhì)鋼化法


      氣體介質(zhì)鋼化法,即風(fēng)冷鋼化法。包含水平氣墊鋼化、水平輥道鋼化、筆直鋼化等辦法。所謂風(fēng)冷鋼化法就是將玻璃加熱至挨近玻璃的軟化溫度(650~700。C),然后對(duì)其兩側(cè)一起吹以空氣使其敏捷冷卻,以增加玻璃的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性的出產(chǎn)辦法。加熱玻璃的淬冷是用物理鋼化法出產(chǎn)鋼化玻璃的一個(gè)重要環(huán)節(jié),對(duì)玻璃淬冷的基本要求是快速且均勻地冷卻,然后取得均勻分布的應(yīng)力,為得到均勻的冷卻玻璃,就必須要求冷卻設(shè)備有用分散熱風(fēng)、便于鏟除偶爾發(fā)生的碎玻璃并應(yīng)盡量下降其噪音。

           中山玻璃加工

      優(yōu)缺點(diǎn):風(fēng)冷鋼化的利益是本錢較低,產(chǎn)值較大,具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐熱沖擊性(最大安全工作溫度可達(dá)287.78。c)和較高的耐熱梯度(能飽嘗204.44。C),并且風(fēng)冷鋼化玻璃除能增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度外,在破碎時(shí)能構(gòu)成小碎片,可減輕對(duì)人體的損傷。可是對(duì)玻璃的厚度和形狀有必定的要求(國(guó)產(chǎn)設(shè)備所鋼化的玻璃最小厚度一般在3mm左右),并且冷卻速度較慢,能耗高,關(guān)于薄玻璃,鋼化過(guò)程中還存在玻璃變形的問(wèn)題,無(wú)法在光學(xué)質(zhì)量要求較高的領(lǐng)域內(nèi)運(yùn)用。適用范圍:現(xiàn)在空氣鋼化技能運(yùn)用廣泛,空氣鋼化的玻璃多用在轎車、艦船、建筑物上。


      2.2、液體介質(zhì)鋼化法液體介質(zhì)鋼化法,即液冷法。


      液體介質(zhì)鋼化法液體介質(zhì)鋼化法,即液冷法。所謂液冷法就是將玻璃加熱到挨近軟化點(diǎn)后,放人盛滿液體的急冷槽內(nèi)進(jìn)行鋼化。此刻作為冷卻介質(zhì)能夠選用鹽水,如硝酸鉀、亞硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉等的混合鹽水。此外,還能夠選用礦物油作為冷卻介質(zhì),當(dāng)然也能夠向礦物油中加入甲苯或四氯化碳等添加劑。一些特制的淬冷油及硅酮油等也能夠運(yùn)用。在進(jìn)行液體鋼化時(shí),因?yàn)椴AО宓倪叢肯冗M(jìn)入急冷槽,因而會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力不均引起的迸裂。為了處理這一問(wèn)題,可先用風(fēng)冷或噴液等進(jìn)行預(yù)冷,然后再放入有機(jī)液中急冷。也能夠在急冷槽中放入水和有機(jī)溶液,有機(jī)溶液浮于水上面,當(dāng)把加熱后的玻璃放入槽中時(shí),有機(jī)溶液起到預(yù)冷效果,吸收一部分熱量,然后進(jìn)入水中快速冷卻除了選用浸入冷卻液體,也能夠選用液體噴霧法,但一般多用浸入法。英國(guó)的Triplex公司,最早在上世紀(jì)80年代就用液體介質(zhì)法鋼化出了厚度為0.75~1.5mm的玻璃,完畢了物理鋼化不能鋼化薄玻璃的前史。液體鋼化法的難點(diǎn)是建立起合理的液冷法工藝制度,在液冷鋼化時(shí)應(yīng)留意的兩個(gè)問(wèn)題:一是發(fā)生的過(guò)高的壓應(yīng)力層,二是防止玻璃迸裂。


      優(yōu)缺點(diǎn):選用液體介質(zhì)鋼化法,因?yàn)樗谋葻彷^大,氣化熱高,因而用量大為削減,然后能耗下降,本錢削減,并且冷卻速度快,安全性能高,變形較小。因?yàn)樵诶鋮s時(shí)是玻璃受熱后插入液體介質(zhì)中,因而關(guān)于面積較大的玻璃板來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)單受熱不均而影響質(zhì)量和成品率。


      適用范圍:首要適用于鋼化各種面積不大的薄玻璃,如眼鏡玻璃。液晶顯示屏玻璃,光學(xué)儀器儀表用玻璃等。


      2.3、微粒鋼化法


      此法是把玻璃加熱到挨近軟化溫度后,于流化床中經(jīng)固體微粒一般為粒度小于200m的氧化鋁 微粒淬冷而使玻璃取得增強(qiáng)的一種工藝辦法。從理論上看用固體作為冷卻介質(zhì)能夠制作出更薄、更輕、強(qiáng)度更高的鋼化玻璃,故上個(gè)世紀(jì)70年代中期至80年代初期,英國(guó)、日本、比利時(shí)、德國(guó)等陸續(xù)將此技能運(yùn)用于出產(chǎn)。


      優(yōu)缺點(diǎn):微粒鋼化法可鋼化超薄玻璃。強(qiáng)度高、質(zhì)量好。是現(xiàn)在制作高性能鋼化玻璃的一項(xiàng)先進(jìn)技能。微粒鋼化新工藝與傳統(tǒng)的風(fēng)鋼化工藝比較。冷卻介質(zhì)的冷卻能大,適于鋼化超薄玻璃,節(jié)能效果顯著(節(jié)能約40%)。但微粒鋼化工藝的冷卻介質(zhì)本錢較高。


      適用范圍:高強(qiáng)度,高精度的薄玻璃和超薄玻璃。


      2.4、霧鋼化法


      以霧化水做為冷卻介質(zhì),運(yùn)用噴霧排氣配備,可使玻璃在鋼化過(guò)程中冷卻更均勻,能耗更小,鋼化后的性能更好。噴霧排氣配備由若干彼此并排連接且排布在底板上的柵格形桶狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成,每個(gè)桶狀結(jié)構(gòu)由底板、隔板、噴嘴和若干排氣孑L構(gòu)成。類似于氣體法,但運(yùn)用的冷卻介質(zhì)不是空氣,而是霧化水。特征在于以霧化水為冷卻介質(zhì),對(duì)玻璃進(jìn)行鋼化處理。水的比熱較大,所有的液體中水的氣化熱也是最高的。在玻璃的鋼化過(guò)程中,水霧接連不斷地噴到加熱后的玻璃外表,呈微粒狀的霧化水敏捷吸熱成為100℃的水,再氣化,運(yùn)用水的比熱大及氣化熱高這一特色。將玻璃外表的大量熱瞬間帶走(吸收),使玻璃淬火鋼化,在玻璃外表形成永久性的緊縮應(yīng)力,然后進(jìn)步玻璃的抗張才能,使玻璃鋼化。水霧(霧化水)可由緊縮空氣噴吹法、蒸汽噴吹法或液壓噴霧法等噴向被加熱的玻璃外表,因?yàn)殪F化水接觸到赤熱的玻璃后會(huì)敏捷吸熱并氣化脹大,若令其自在分散。則會(huì)影響玻璃的均勻冷卻,易使玻璃迸裂。為此。需設(shè)計(jì)有獨(dú)特的噴霧排氣設(shè)備,使得已氣化和脹大的水氣可就地抽走。而不會(huì)沿著玻璃外表分散。霧鋼化優(yōu)缺點(diǎn):冷卻介質(zhì)易得,本錢低、不污染環(huán)境,還可鋼化一般氣體、液體及微粒鋼化所不能鋼化的薄玻璃。但冷卻均勻性較難操控。適用范圍:因其冷卻制度較難操控,現(xiàn)在運(yùn)用較少。


      3、完畢語(yǔ)


      綜上所述,化學(xué)鋼化適用于對(duì)薄玻璃、要求精度高或形狀雜亂的玻璃進(jìn)行鋼化,其產(chǎn)品大都用于眼鏡、航空玻璃、電子用基板玻璃等特殊用途。可是,化學(xué)鋼化產(chǎn)品壽數(shù)較短,一般為3年以下,而物理鋼化產(chǎn)品壽數(shù)超越30年;微粒鋼化玻璃工藝可出產(chǎn)強(qiáng)度高、無(wú)應(yīng)力斑紋的優(yōu)質(zhì)薄鋼化玻璃,但會(huì)影響玻璃的外表質(zhì)量;液體鋼化玻璃工藝適用于小標(biāo)準(zhǔn)薄玻璃及超薄玻璃的鋼化。此外還有酸腐蝕對(duì)玻璃強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生影響,酸腐蝕的原理是經(jīng)過(guò)酸腐蝕除去玻璃外表裂紋層或使裂紋尖端鈍化,減小應(yīng)力會(huì)集,以康復(fù)玻璃固有的高強(qiáng)特性。也可將上述幾種玻璃增強(qiáng)技能有機(jī)的結(jié)合起來(lái),發(fā)揮各自的利益,充沛進(jìn)步玻璃的強(qiáng)度,就構(gòu)成了所謂的歸納增強(qiáng)技能。


      文章源自:中山玻璃加工

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