玻璃原片如何加工成钢化玻璃
Ⅰ 钢化玻璃的制作方法
1 化学钢化法 通过化学方法改变玻璃表面组分,增加表面层压应力,以增加玻璃的机械强度和热稳定性的钢化方法称为化学钢化法。由于它是通过离子交换使玻璃增强,所以又称为离子交换增强法。根据交换离子的类型和离子交换的温度又可分为低于转变点度的离子交换法(简称低温法)和高于转变点温度的离子交换法(简称高温法)。化学增强法的原理是:根据离子扩散的机理来改变玻璃的表面组成,在一定的温度下把玻璃浸入到高温熔盐中,玻璃中的碱金属离子与熔盐中的碱金属离子因扩散而发生相互交换,产生“挤塞”现象,使玻璃表面产生压缩应力,从而提高玻璃的强度“ 。 根据玻璃的网络结构学说,玻璃态的物质由无序的三维空间网络所构成,此网络是由含氧的离子多面体构成的,其中心被s Al 或P 离子所占据。这些离子同氧离子一起构成网络,网络中填充碱金属离子(;nNa ,K )和碱土金属离子。其中碱金属离子较活泼,很易从玻璃内部析出,化学钢化法就是基于离子自然扩散和相互扩散,以改变玻璃表面层的成分,从而形成表面压应力层的。但离子交换法所产生的表面压应力层比较薄,对表面微缺陷十分敏感,很小的表面划伤,就足以使玻璃强度降低。 优缺点:化学增强玻璃强度与物理增强玻璃接近,热稳定性好,处理温度低,产品不易变形,且其产品不受厚度和几何形状的限制,使用设备简单,产 品容易实现。但与物理钢化玻璃相比,化学钢化玻璃生产周期长(交换时间长达数十小时),效率低而生产成本高(熔盐不能循环利用,且纯度要求高),碎片与普通玻璃相仿,安全性差,且其性能不稳定(化学稳定性不好),机械强度和抗冲击强度等物理性能易于消退(也称松驰),强度随时问衰减很快。 适用范围:化学钢化玻璃广泛应用于不同厚度的平板玻璃,薄壁玻璃和瓶罐异形玻璃产品,还可用于防火玻璃。 2 物理钢化法 物理钢化的原理就是把玻璃加热到适宜温度后迅速冷却,使玻璃表面急剧收缩,产生压应力,而玻璃中层冷却较慢,还来不及收缩,故形成张应力,使玻璃获得较高的强度。一般来说冷却强度越高,则玻璃强度越大。物理钢化方法很多,按冷却介质来分,可分为:气体介质钢化法、液体介质钢化法、微粒钢化法、雾钢化法等 。 2.1 气体介质钢化法 气体介质钢化法,即风冷钢化法。包括水平气垫钢化、水平辊道钢化、垂直钢化等方法。所谓风冷钢化法就是将玻璃加热至接近玻璃的软化温度(650~700。C),然后对其两侧同时吹以空气使其迅速冷却,以增加玻璃的机械强度和热稳定性的生产方法。加热玻璃的淬冷是用物理钢化法生产钢化玻璃的一个重要环节,对玻璃淬冷的基本要求是快速且均匀地冷却,从而获得均匀分布的应力,为得到均匀的冷却玻璃,就必须要求冷却装置有效疏散热风、便于清除偶然产生的碎玻璃并应尽量降低其噪音 。 优缺点: 风冷钢化的优点是成本较低,产量较大,具有较高的机械强度、耐热冲击性(最大安全工作温度可达287.78。c)和较高的耐热梯度(能经受 204.44。C),而且风冷钢化玻璃除能增强机械强度外,在破碎时能形成小碎片,可减轻对人体的伤害。但是对玻璃的厚度和形状有一定的要求(国产设备所钢化的玻璃最小厚度一般在3 mm左右),而且冷却速度较慢,能耗高,对于薄玻璃,钢化过程中还存在玻璃变形的问题,无法在光学质量要求较高的领域内应用。 适用范围:目前空气钢化技术应用广泛,空气钢化的玻璃多用在汽车、舰船、建筑物上。 2.2 液体介质钢化法液体介质钢化法,即液冷法。所谓液冷法就是将玻璃加热到接近软化点后,放人盛满液体的急冷槽内进行钢化。此时作为冷却介质可以采用盐水,如硝酸钾、亚硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠等的混合盐水。此外,还可以采用矿物油作为冷却介质,当然也可以向矿物油中加入甲苯或四氯化碳等添加剂。一些特制的淬冷油及硅酮油等也可以使用。在进行液体钢化时,由于玻璃板的边部先进入急冷槽,因此会出现应力不均引起的炸裂。为了解决这一问题,可先用风冷或喷液等进行预冷,然后再放入有机液中急冷。也可以在急冷槽中放入水和有机溶液,有机溶液浮于水上面,当把加热后的玻璃放入槽中时,有机溶液起到预冷作用,吸收一部分热量,然后进入水中快速冷却除了采用浸入冷却液体,也可以采用液体喷雾法,但一般多用浸入法。英国的Triplex公司,最早 在上世纪80年代就用液体介质法钢化出了厚度为 0.75~1.5 mm的玻璃,结束了物理钢化不能钢化薄玻璃的历史。液体钢化法的难点是建立起合理的液冷法工艺制度,在液冷钢化时应注意的两个问题:一是 产生的过高的压应力层,二是避免玻璃炸裂。 优缺点: 采用液体介质钢化法,由于水的比热较大,气化热高,因此用量大为减少,从而能耗降低,成本减少,而且冷却速度快,安全性能高,变 形较小。由于在冷却时是玻璃受热后插入液体介质中,因此对于面积较大的玻璃板来说容易受热不均而影响质量和成品率。 适用范围:主要适用于钢化各种面积不大的薄玻璃,如眼镜玻璃。液晶显示屏玻璃,光学仪器仪表用玻璃等。 2.3 微粒钢化法 此法是把玻璃加热到接近软化温度后,于流化床中经固体微粒一般为粒度小于200 m的氧化铝微粒淬冷而使玻璃获得增强的一种工艺方法。从理论上看用固体作为冷却介质可以制造出更薄、更轻、强度更高的钢化玻璃,故上个世纪70年代中期至80年代初期,英国、日本、比利时、德国等陆续将此技术应用于生产 。 优缺点: 微粒钢化法可钢化超薄玻璃。强度高、质量好。是目前制造高性能钢化玻璃的一项先进技术。微粒钢化新工艺与传统的风钢化工艺相比。冷却介质的冷却能大,适于钢化超薄玻璃,节能效果显著(节能约40%)。但微粒钢化工艺的冷却介质成本较高。 适用范围:高强度,高精度的薄玻璃和超薄玻璃。 2.4 雾钢化法 以雾化水做为冷却介质,利用喷雾排气装备,可使玻璃在钢化过程中冷却更均匀,能耗更小,钢化后的性能更好。喷雾排气装备由若干相互并列连接且排布在底板上的栅格形桶状结构构成,每个桶状结构由底板、隔板、喷嘴和若干排气孑L构成。类似于气体法,但使用的冷却介质不是空气,而是雾化水.特征在于以雾化水为冷却介质,对玻璃进行钢化处理。水的比热较大,所有的液体中水 的气化热也是最高的。在玻璃的钢化过程中,水雾连续不断地喷到加热后的玻璃表面,呈微粒状的雾化水迅速吸热成为100℃的水,再气化,利用水的比热大及气化热高这一特点。将玻璃表面的大量热瞬间带走(吸收),使玻璃淬火钢化,在玻璃表面造成永久性的压缩应力,从而提高玻璃的抗张能力,使玻璃钢化。水雾(雾化水)可由压缩空气喷吹法、蒸汽喷吹法或液压喷雾法等喷向被加热的玻璃表 面,由于雾化水接触到赤热的玻璃后会迅速吸热并气化膨胀,若令其自由扩散.则会影响玻璃的均匀冷却,易使玻璃炸裂。为此。需设计有独特的喷雾排气设备,使得已气化和膨胀的水气可就地抽走。而不会沿着玻璃表面扩散” ”。 雾钢化优缺点:冷却介质易得,成本低、不污染环境,还可钢化一般气体、液体及微粒钢化所不能钢化的薄玻璃。但冷却均匀性较难控制。适用范围:因其冷却制度较难控制,目前应用较少。 3 结束语 综上所述,化学钢化适用于对薄玻璃、要求精度高或形状复杂的玻璃进行钢化,其产品大都用于眼镜、航空玻璃、电子用基板玻璃等特殊用途。但是,化学钢化产品寿命较短,一般为3年以下,而物理钢化产品寿命超过30年;微粒钢化玻璃工艺可生产强度高、无应力斑纹的优质薄钢化玻璃,但会影响玻璃的表面质量;液体钢化玻璃工艺适用于小规格薄玻璃及超薄玻璃的钢化。 此外还有酸腐蚀对玻璃强度也会产生影响,酸腐蚀的原理是通过酸侵蚀除去玻璃表面裂纹层或使裂纹尖端钝化,减小应力集中,以恢复玻璃固有的高强特性。也可将上述几种玻璃增强技术有机的结合起来,发挥各自的长处,充分提高玻璃的强度,就形成了所谓的综合增强技术
Ⅱ 钢化玻璃的制造原理
热钢化原理通过加入,然后通过介质急速冷却,内层和表层产生了巨大的温差,形成温度阶梯。由此产生的应力由于玻璃还处于粘滞流动状态而被松弛。
当玻璃的温度梯度逐渐消失,原松弛的应力逐步转为永久应造成了玻璃表面有一层均匀分布的压应力层。当退火玻璃受载弯曲时,受力面为压应力。当钢化玻璃受载弯曲,退火玻璃强度低于钢化玻璃。同理,当钢化玻璃骤冷时,表面产生的张应力与钢化玻璃表面原先存在的压应力相抵偿,因而钢化玻璃的热稳定性大大提高。
钢化玻璃中应力的分布是钢化玻璃的两个表面为压应力,板芯层处于张应力,在玻璃厚度上应力分布类似抛物线。玻璃厚度的中央是抛物线的顶点,即张应力最大处;两侧接近玻璃两表面处是压应力;零应力面大约位于厚度的1/3处。
通过分析钢化急冷的物理过程,可知钢化玻璃表面张力和内部的最大张应力在数值上有粗略的比例关系,即张应力是压应力的1/2~1/3。国内厂家一般将钢化玻璃表面张力设定在100MPa左右,实际情况可能更高一些。钢化玻璃自身的张应力约为32MPa~46MPa,玻璃的抗张强度是59MPa~62MPa,只要硫化镍膨胀产生的张力在30MPa,则足以引发自爆。若降低其表面应力,相应地会降低钢化玻璃本身自有的张应力,从而有助于减少自爆的发生。
(2)玻璃原片如何加工成钢化玻璃扩展阅读:
钢化玻璃的缺点:
1 .钢化后的玻璃不能再进行切割,和加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状,再进行钢化处理。
2 .钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃有自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。
3 .钢化玻璃的表面会存在凹凸不平的现象(风斑),有轻微的厚度变薄。变薄的原因是因为玻璃在热熔软化后,在经过强风力使其快速冷却,使其玻璃内部晶体间隙变小,压力变大,所以玻璃在钢化后要比在钢化前要薄。一般情况下4~6mm玻璃在钢化后变薄0.2~0.8mm,8~20mm玻璃在钢化后变薄0.9~1.8mm。具体程度要根据设备来决定,这也是钢化玻璃不能做镜面的原因。
4.通过钢化炉(物理钢化)后的建筑用的平板玻璃,一般都会有变形,变形程度由设备与技术人员工艺决定。在一定程度上,影响了装饰效果(特殊需要除外)。
Ⅲ 钢化玻璃怎样加工的
钢化抄玻璃是普通玻璃:切割===磨边==开孔==清洗==进钢化炉均匀加热到接近软化点(700左右)==均匀快速冷却 通过以上工艺 在冷却的起始阶段有异个叫“急冷风”就是所谓的钢化过程 是玻璃内部的压应力大大增强 因为和贴淬火成钢的过程一样加上钢化玻璃的强度是普通玻璃强度的3-5倍所以得名钢化玻璃
Ⅳ 钢化玻璃是怎么成型的
钢化玻璃是将玻璃原片进行加热并急冷处理后得到的玻璃表面具有强大均匀的压应力(大于90MPa以上),内部为张应力,从而提高了玻璃的强度和热稳定性。 弯钢化玻璃是玻璃加热变曲成型后,再快速风冷制成。
由两片或多片玻璃组合,经二次打胶而成。玻璃中间充有干燥空气或其他气体。在制作过程中,首先嵌入充有干燥剂的铝框架,然后在空隙间打入第一层丁基胶,并将框架放入两片玻璃中间,再根据建筑要求打上聚硫胶或硅酮结构胶,中空玻璃的首要作用是降低玻璃体两侧的环境热交换,因此它具有明显的节能效率。
夹层玻璃是在玻璃之间夹上坚韧的PVB中间膜,经高温高压加工制成。用透明的PVB膜制成的夹层玻璃,外观及安装方法与普通玻璃基本一样,而且经久耐用。夹层玻璃是真正意义上的安全玻璃,广泛用于建筑物门窗、幕墙、采光天棚、天窗、室内玻璃隔断等场所。
夹层玻璃所采用的PVB膜的韧性非常好,在夹层玻璃受到外力猛烈撞击时,夹膜会吸收大量的冲击能,并使之迅速衰减,因此夹层玻璃很难被击破。即使玻璃被击破,仍能完整保持在门窗框架内。
热弯玻璃是为了满足现代建筑的高品质需求,由优质玻璃加热弯软化,在模具中成型,再经退火制成的曲面玻璃。样式美观,线条流畅。
Ⅳ 普通玻璃是怎样加工成钢化玻璃的
是两种玻璃制造的工艺不同,又不是“将普通玻璃加工成钢化玻璃”,所以没有这样的机器,只有制钢化玻璃的生产线。
Ⅵ 钢化玻璃的加工流程(工厂实用)
钢化玻璃加工流程抄:原片(普通玻璃)
2:切割(把原片切成理想尺寸)
3:磨边+清洗(把玻璃的4条边磨了,把玻璃清洗干净)
4:钢化 (就是在钢化炉中加热后,急冷.)
5:包装
Ⅶ 钢化玻璃是怎样制作
钢化玻璃其实是一种预应力玻璃,
为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法,在玻璃表面形成压应力,玻璃承受外力时首先抵消表层应力,从而提高了承载能力,增强玻璃自身抗风压性,寒暑性,冲击性等。
钢化玻璃的主要优点有两条,第一是强度较之普通玻璃提高 数倍,抗弯强度是普通玻璃的3~5倍,抗冲击强度是普通玻璃5~10倍,提高强度的同时亦提高了安全性。使用安全是钢化玻璃 第二个主要优点,其承载能力增大改善了易碎性质,即使钢化玻璃破坏也呈无锐角的小碎片,对人体的伤害极大地降低了. 钢化玻璃的耐急冷急热性质较之普通玻璃有2~3倍的提高,一般可承受150LC以上的温差变化,对防止热炸裂有明显的效果。
生产钢化玻璃工艺有两种:一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃在特定工艺条件下,经淬火法或风冷淬火法加工处理而成。另一种是将普通平板玻璃或浮法玻璃通过离子交换方法,将玻璃表面成分改变,使玻璃表面形成一层压应力层加工处理而成。
钢化玻璃具有抗冲击强度高(比普通平板玻璃高4~5倍)、抗弯强度大(比普通平板玻璃高5倍)、热稳定性好以及光洁、透明、等特点。在遇超强冲击破坏时,碎片呈分散细小颗粒状,无尖锐棱角,故又称安全玻璃。
钢化玻璃按形状分为平面钢化玻璃和曲面钢化玻璃。平面钢化玻璃厚度有4、5、6、8、10、12、15、19mm八种;曲面钢化玻璃厚度也有4、5、6、8、10、12、15、19mm八种。但曲面(即弯钢化)钢化玻璃对每种厚度都有个最大的弧度限制。即平常所说的R R为半径.
钢化玻璃按其外观分为:平钢化 ,弯钢化 。
钢化玻璃碎片视各厚度不同而不同。
钢化玻璃的缺点:1.钢化后的玻璃不能再进行切割,和加工,只能在钢化前就对玻璃进行加工至需要的形状,再进行钢化处理, 2.钢化玻璃强度虽然比普通玻璃强,但是钢化玻璃存在自爆(自己破裂)的可能性,而普通玻璃不存在自爆的可能性。
由于钢化玻璃破碎后,碎片会破成均匀的小颗粒并且没有普遍玻璃刀状的尖角,从而被称为安全玻璃而广泛用于汽车、室内装饰之中。
家居中,一般普通玻璃破碎后锋利的刀状尖角很容易割伤小孩或者撞击者,造成对人身的伤害。玻璃破碎后是变成小颗粒还是刀状这是钢化玻璃与普通玻璃最主要区别方式。但在工程检验中,动不动采用这种破坏性的检验无疑是不现实的。
那么怎么能知道自己买的究竟是不是钢化玻璃呢?
这还得从钢化玻璃制造原理来分析,钢化玻璃是将普通退火玻璃先切割成要求尺寸,然后加热到接近的软化点,再进行快速均匀的冷却而得到。钢化处理后玻璃表面形成均匀压应力,而内部则形成张应力,使玻璃的性能得以大幅度提高,抗拉度是后者的3倍以上,抗冲击力是后者的5倍以上。
也正是这个特点,应力特征成为鉴别真假钢化玻璃的重要标志,那就是钢化玻璃可以透过偏振光片在玻璃的边部看到彩色条纹,而在玻璃的面层观察,可以看到黑白相间的斑点。偏振光片可以在照相机镜头或者眼镜中找到,观察时注