第五章玻璃成型.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,将配合料经高温加热形成合乎成形要求的玻璃液的过程称为,玻璃熔制,。,玻璃熔制,硅酸盐形成,玻璃形成,玻璃液的澄清,玻璃液的均化,玻璃液的冷却,不透明烧结物,钠钙硅玻璃,800900,透明玻璃液,钠钙硅玻璃,1200,气泡排除,钠钙硅玻璃,14001500,对流、扩散,降温,200300,配合料的熔化,玻璃液的精炼和冷却,第五章,玻璃成形,5-2,常用热塑成形方法,5-1,玻璃成形原理,主要内容,5-1,玻璃成形原理,玻璃成形,是将,熔融的玻璃液,转变为,具有固定几何形状制品,的过程。,成形过程：,决定因素：,玻璃的,热性质和周围介质,影响下玻璃的硬化速度。,成形：,定形：,赋予制品以一定的几何形状。,使玻璃制品的形状固定下来。,决定因素：,玻璃的,流变性,（黏度、表面张力、可塑性、弹性以及这些性质的温度变化特征）。,高温,低温,5-1,玻璃成形原理,成形性质：,在玻璃的成形和定形过程中，最有作用的性质是玻璃的,黏弹性,（黏度、表面张力和弹性性能）和,热学性质,（热传导系数、比热、热膨胀系数、玻璃的透光系数、辐射系数和热交换系数）。,在众多的性质中，黏度和表面张力其着最重要的作用。,5-1,玻璃成形原理,成形性质：,黏度：,玻璃黏度随温度下降而增大的特性是玻璃制品成形和定形的基础。,10,2,10,6,Pa.s,10,5,10,7,Pa.s,10,1.5,10,4,Pa.s,长性玻璃,短性玻璃,10,1.5,10,3,Pa.s,10,1.75,10,2.25,Pa.s,平板玻璃,瓶罐玻璃,表面张力：,成形过程中表面张力起重要作用。,5-1,玻璃成形原理,成形性质：,弹性：,10,6,Pa.s,10,14,Pa.s,黏弹体,弹性固体,黏性液体,热学性质：,热容、热导率、热膨胀、表面辐射强度,与透热性,5-1,玻璃成形原理,成形制度：,成形各个阶段的黏度,时间或温度,时间关系曲线。,成形制度确定的两个决定因素：,（,1,）,工艺因素：,（,2,）,组成因素：,组成决定其黏温特性,（即黏度,温度曲线）,成形方法决定成形时间,（即温度,时间曲线）,在具体的成形条件下确定,成形温度范围,、,各个操作工序的持续时间、冷却介质或模型的温度,等工艺参数。,5-1,玻璃成形原理,成形制度：,O.K.,波特维金和,M.B.,奥霍琴提出了玻璃液冷却时间公式：,成形大型、厚壁玻璃制品时，要着重考虑制品表面与中部的温度差。,玻璃制品的形状、热容、着色特性、冷却介质温度,随厚度方向的温度梯度可由下式表示：,玻璃的着色特性、辐射系数,C,、透热性,5-2,玻璃制品成形方法,成形方法分类：,熔制好的玻璃液在一定塑性和粘度下成形为所需的一定形状的玻璃制品。,对热塑成形的一次玻璃制品进行二次冷加工，获得具有新性能或新用途的玻璃制品。,冷加工成形,热塑成形,压制法、吹制法、压延法、拉制法、浇铸法等,5-2,常用热塑成形方法,熔制好的玻璃液注入模型，放上模环，将冲头压入，在冲头与模环和模型之间形成制品。,局限：,不能生产内腔向下扩大的制品；,压制法,不能生产薄壁和内腔在垂直方向较长,的制品；,实心和空心的玻璃制品，玻璃砖、水杯、花瓶、餐具等；,应用：,特点：,形状精确、可制出外部花纹制品；,冲头,模环,模型,5-2,常用热塑成形方法,吹制法,采用吹管或吹气头将熔制好的玻璃液在模型中吹制成制品。,应用：,批量小，制作高级器皿、艺术玻璃；,特点：,制品表面光滑，尺寸较精确；,局限：,效率低。,挑料,滚料,吹小泡,割口 烘口,吹制及 击脱吹管,吹料泡,人工吹制法示意图,人工吹制,机械吹制,5-2,常用热塑成形方法,机械吹制,压,-,吹法、吹,-,吹法、转吹法、带式吹制法等。,特点：,分压制和吹制两个步骤完成，先形成口部和雏形,应用：,生产广口瓶、小口瓶等空心制品,压吹法成形广口瓶示意图,雏形模,(a),落料,(b),压制雏形,(c),重热伸长,(d),吹制成形,口模,冲头,吹气头,成形模,5-2,常用热塑成形方法,压延法,将熔制好的玻璃液在辊间或辊板间压延成玻璃制品。主要用于厚平板玻璃、刻花玻璃、夹丝玻璃。,平面压延法,双辊间歇压延法,连续压延法,夹丝玻璃压延法,5-2,常用热塑成形方法,浇铸法,熔制好的玻璃液注入模具中，经退火冷却、加工得到制品；,应用：艺术雕刻、建筑装饰品、大直径玻璃管、反应锅。,显像管管锥离心浇铸法,5-2,常用热塑成形方法,平板玻璃的成形,垂直引上法（有槽、无槽）、水平拉制法和浮法,有槽垂直引上法（弗兰克法）,无槽垂直引上法（匹兹堡法）,5-2,常用热塑成形方法,水平拉制法,5-2,常用热塑成形方法,浮法成形,将熔制好的玻璃液注入锡槽，在熔融金属锡液表面成形。,浮法生产示意图,抛光,徐冷,拉薄,硬化,第六章,玻璃退火和淬火,6-2,玻璃退火工艺,6-1,玻璃退火原理,6-3,玻璃的淬火,主要内容,6-1,玻璃退火原理,玻璃中的应力,热应力、结构应力、机械应力,暂时应力：,永久应力：,温度低于应变点，,存在温度梯度而产生的内应力，随温度梯度的消失而消失。,暂时应力不超过抗张强度极限，不产生危害,玻璃暂时应力产生的示意图,6-1,玻璃退火原理,玻璃中的应力,永久应力：,温度高于应变点，,当玻璃温度梯度消失，残留的热应力。,消除或减少玻璃中热应力至允许值的热处理过程。,玻璃退火,永久应力可能降低玻璃的力学性能和稳定性,玻璃永久应力产生的示意图,6-2,玻璃退火工艺,退火工艺过程,一次退火,二次退火,加热阶段,保温阶段,慢冷阶段,快冷阶段,时间,温度,/min,应变点,退火温度,6-1,玻璃退火原理,退火温度,为消除玻璃的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻璃,转变温度,Tg,的某一温度进行,保温均热,，以消除玻璃中的,温度梯度，使应力松弛,。,退火上限温度：,三分钟消除,95%,应力,退火下限温度：,三分钟消除,5%,应力,退火温度,退火设备,间歇式退火窑,连续式退火窑,6-2,玻璃退火工艺,淬火是将玻璃制品加热到,转变温度,Tg,以上,50,60,，然后,在冷却介质（如空气、液体）中急速均匀冷却,，由于应力松弛，在玻璃表面产生均匀分布的很大,压力层,，从而提高,玻璃制品的强度、耐热冲击性和安全性能,等。所以淬火过程又称为强化，俗称钢化。,6-3,玻璃的淬火,