chapter 5 玻璃的热处理与加工解析
玻璃的成型与退火
玻璃的成型与退火玻璃作为一种非晶态固体材料,在现代工业与日常生活中扮演着重要的角色。
其特殊的物理特性使其具备良好的透明度、光学性能以及耐化学腐蚀性能,因此在建筑、光学、电子等领域广泛应用。
然而,要使玻璃具备所需的形状与性能,经历了成型和退火两个重要步骤。
本文将从成型与退火两个方面介绍玻璃的处理过程。
1. 成型玻璃的成型可以通过多种方法实现,包括熔融成型、压铸成型和拉伸成型等。
无论采用何种方法,成型过程都需要通过高温使玻璃软化,然后通过外力施加使其达到所需的形状。
在熔融成型中,玻璃首先被加热到其软化温度以上,通常在1000°C 左右。
然后,将软化的玻璃注入或浇铸到模具中,在模具中冷却固化形成所需的形状。
通过熔融成型,可以制造出各种玻璃制品,如平板玻璃、镜子和管子等。
压铸成型则是将熔融玻璃注入金属模具中,然后通过压力将玻璃充填至模具的形状中,最后冷却固化形成成品。
相较于熔融成型,压铸成型可以获得更为复杂的玻璃制品,如光学透镜和精密光学元件等。
拉伸成型是将熔融玻璃从一侧陆续拉出,然后迅速冷却使其固化。
通过拉伸成型,可以制备出纤维状的玻璃,如光纤和玻璃棉等。
2. 退火在成型完成后,玻璃制品需要经过退火处理以改善其物理性能。
退火是将玻璃制品加热至特定温度,然后缓慢冷却至室温的过程。
退火过程中,玻璃分子内部存在的内应力会被释放,使玻璃材料恢复到更加稳定的无应力状态。
此外,退火还可以改善玻璃的强度、耐热性和耐磨性等性能,并减少制品的内部缺陷。
退火的温度和时间是根据具体的玻璃类型和制品要求来确定的。
通过适当的退火处理,可以获得高质量的玻璃制品,例如耐热耐冷玻璃容器和高强度的玻璃器具。
总结玻璃的成型与退火是确保玻璃制品具备所需形状和性能的重要工艺步骤。
成型过程通过高温使玻璃软化,然后通过外力施加使其达到所需的形状。
退火则通过加热和缓慢冷却以减少内应力,提高玻璃制品的稳定性和物理性能。
通过合理的成型和退火处理,可以获得高质量、功能多样的玻璃制品,满足各个领域的需求。
玻璃工艺学课件(3篇)
第1篇一、课程概述玻璃工艺学是一门研究玻璃材料的生产、加工和应用技术的学科。
它涉及玻璃的物理、化学、力学以及加工工艺等多个方面。
本课件旨在介绍玻璃的基本原理、生产工艺、加工技术以及应用领域,为学生提供系统的玻璃工艺学知识。
二、课程内容第一部分:玻璃的基本原理1. 玻璃的定义与分类- 定义:玻璃是一种非晶态固体,由熔融的硅酸盐、氧化物或金属氧化物冷却固化而成。
- 分类:按成分分为硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃等;按用途分为建筑玻璃、光学玻璃、器皿玻璃等。
2. 玻璃的物理性质- 热稳定性:玻璃具有较好的热稳定性,但温差过大时易破裂。
- 透明度:玻璃具有较高的透明度,但颜色、成分等因素会影响其透明度。
- 机械强度:玻璃的机械强度较低,但通过加工可提高其强度。
3. 玻璃的化学性质- 化学稳定性:玻璃具有良好的化学稳定性,不易与酸、碱反应。
- 玻璃的腐蚀:玻璃在特定条件下会被腐蚀,如硫酸、硝酸等。
第二部分:玻璃的生产工艺1. 玻璃的原料- 硅砂:提供硅元素,是玻璃生产的主要原料。
- 石灰石:提供钙元素,用于降低玻璃的熔点。
- 长石:提供铝、钠、钾等元素,调节玻璃的性质。
2. 玻璃的生产过程- 熔制:将原料在高温下熔融,形成玻璃液。
- 熔化:将玻璃液在高温下加热,使其达到熔融状态。
- 拉制:将熔融的玻璃液拉成细长的玻璃棒。
- 烧结:将玻璃棒在高温下烧结,形成玻璃板。
3. 玻璃的冷却- 快速冷却:通过水冷或风冷,使玻璃迅速固化,减少内应力。
- 缓慢冷却:通过自然冷却或缓慢加热,使玻璃均匀冷却,减少内应力。
第三部分:玻璃的加工技术1. 切割- 机械切割:使用切割机将玻璃切割成所需尺寸。
- 热切割:使用火焰或激光将玻璃切割成所需尺寸。
2. 磨光- 机械化磨光:使用磨光机将玻璃表面磨光。
- 手工磨光:使用砂轮、磨棒等工具手工磨光。
3. 抛光- 机械化抛光:使用抛光机将玻璃表面抛光。
- 手工抛光:使用抛光布、抛光膏等工具手工抛光。
玻璃制造中的固化和热处理技术
联合应用对玻璃性能的影响
提高玻璃的强 度和硬度
改善玻璃的耐 热性和耐腐蚀
性
增强玻璃的透 明度和光泽度
调整玻璃的折 射率和色散特
性
联合应用中的问题和解决方案
温度控制:确保固化和热处理过程中的温度精确控制 时间控制:精确控制固化和热处理过程中的时间 应力控制:防止玻璃在固化和热处理过程中产生过大的应力 设备选择:选择合适的设备和工艺,以实现固化和热处理的最佳效果
玻璃制品的化学稳定性改善: 热处理技术可以改善玻璃制品 的化学稳定性,使其更耐腐蚀。
3
固化和热处理技术 在玻璃制造中的联
合应用
联合应用的优势和必要性
提高玻璃制品的质量和性能
缩短生产周期,降低成本
提高生产效率,减少废品率
满足不同玻璃制品的需求,提 高市场竞争力
联合应用的工艺流程和技术要点
预热阶段:将玻璃制 品缓慢加热至一定温 度,以避免热冲击和 破裂。
辐射固化:利用电子束、离子束 等高能辐射,使玻璃中的分子链 发生化学反应,形成稳定的结构。
化学固化:通过添加固化剂,使 玻璃中的分子链发生化学反应, 形成稳定的结构。
固化技术的优缺点
优点:固化速度快,生产 效率高
缺点:固化后的玻璃具有 较高的硬度和耐磨性
术
成本控制:玻 璃制造成本较 高,需要寻求 降低成本的技
术
技术发展的前景和展望
玻璃制造中固化和热处理 技术的发展趋势
技术发展的前景:更高效、 节能、环保
展望:未来可能会出现更 加智能化、自动化的固化
和热处理技术
技术发展的挑战:需要不 断研发和创新,以满足市
场需求和环保要求
技术发展对玻璃制造业的影响
提高生产效率:新技术的应用可以提高生产效率,降低生产成本。
玻璃强化及热加工技术
玻璃强化及热加工技术一、介绍玻璃是一种常见的建筑材料,但其脆性和易碎性限制了其应用范围。
为了提高玻璃的强度和耐久性,人们发明了玻璃强化技术。
同时,在建筑和装饰领域中,人们也需要对玻璃进行加工,以满足不同的需求。
本文将介绍玻璃强化及热加工技术。
二、玻璃强化技术1. 玻璃强化原理玻璃强化是通过将普通平板玻璃置于高温状态下,并迅速冷却来改变其物理特性的过程。
这种过程被称为淬火。
在淬火过程中,表面温度高于内部温度,使表层快速冷却而内部仍处于较高温度下。
由于快速冷却造成的表层压缩应力与内部拉伸应力之间的差异,导致了玻璃的增强效果。
2. 玻璃强化方法(1)淬火法:将平板玻璃放入淬火窑中进行加工。
(2)化学钝化法:在玻璃表面涂上一层化学物质,形成一层压缩应力,提高玻璃的强度。
(3)热钢化法:将平板玻璃加热至软化点以上,然后在表面喷淋冷却剂。
3. 玻璃强化的应用玻璃强化技术可以提高玻璃的强度和耐久性,使其适用于更广泛的领域。
例如,淬火玻璃可以用于建筑幕墙、家具、电器和汽车等领域。
而化学钝化法则适用于制造手机屏幕、平板电脑和其他电子设备。
三、玻璃热加工技术1. 玻璃切割(1)手工切割:使用手动切割器或油饼刀进行切割。
(2)机械切割:使用自动或半自动机器进行切割。
2. 玻璃打孔打孔是将孔洞钻入玻璃中。
这种技术通常用于制作镜子和其他装饰品。
打孔过程需要特殊的工具和技能。
3. 玻璃磨边磨边是将玻璃的边缘打磨成光滑的过程。
这种技术可以改善玻璃的外观和质量,并防止切割时产生伤口。
4. 玻璃弯曲玻璃弯曲是将平板玻璃加热至软化点以上,然后在模具中进行成型的过程。
这种技术通常用于制作弧形门、窗户和天花板等。
5. 玻璃贴膜贴膜是在玻璃表面涂上一层薄膜,以改变其颜色、透明度或反光率。
这种技术通常用于建筑幕墙和车窗等领域。
四、结论玻璃强化及热加工技术可以提高玻璃的强度和耐久性,并扩大其应用范围。
对于不同的加工需求,人们可以选择不同的加工方法来实现目标。
玻璃加工技术丛书玻璃强化及热加工技术
这种转变不仅仅是对技术和设备的升级,更是对人类智慧和创新的考验。它 要求我们不仅要掌握各种先进的科学技术,还要将这些技术与实际生产相结合, 创造出更多的价值和应用。
《玻璃加工技术丛书玻璃强化及热加工技术》为我们打开了一个全新的视野, 让我们更加深入地了解玻璃加工技术的内涵和外延。它不仅教会我们如何运用各 种技术和工艺来强化和加工玻璃,更教会我们如何将科技与生活完美结合,创造 出更加美好的未来。对于我而言,这本书不仅是一次学习的过程,更是一次思维 的升华和心灵的洗礼。
这本书的目录还包括了一些实践性的章节,如“玻璃的热加工设备与工艺” 和“玻璃的强度检测与评价方法”。这些章节强调了理论和实践的结合,通过提 供具体的设备和工艺流程,以及实用的检测和评价方法,使读者能够更好地理解 和应用这些技术。
这本书的目录还特别强调了环境保护和可持续发展。例如,“玻璃加工过程 中的节能与环保”这一章节,将讨论如何在玻璃加工过程中实现节能和环保,以 满足当前社会对可持续发展的需求。
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《玻璃加工技术丛书玻璃强化及热加工技术》是一本全面介绍玻璃强化技术和热加工技术的专业 书籍。本书首先对玻璃的物理特性和化学组成进行了简要介绍,为后续的强化和热加工技术提供 了基础知识。
在强化技术方面,本书详细阐述了各种强化工艺的原理和应用,包括物理强化、化学强化和表面 涂层强化等。对于每种强化方法,都深入探讨了其工艺流程、材料选择、设备配置以及效果评估 等方面的内容。本书还特别了强化玻璃在生产过程中的质量控制和安全性问题,以确保生产出的 产品既符合质量要求又安全可靠。
玻璃钢化炉热处理过程步骤解析
玻璃钢化炉热处理过程步骤解析玻璃钢化炉热处理过程步骤解析:
玻璃钢化炉热处理是将玻璃制品加热至高温后迅速冷却,以改变其内部结构和性质的过程。
下面将解析玻璃钢化炉热处理的步骤。
1. 加热:首先,将待处理的玻璃制品放入玻璃钢化炉中,启动加热系统。
温度升高的速度和最终达到的温度根据玻璃制品的种类和尺寸而有所不同。
关键是确保玻璃制品均匀地加热。
2. 高温保持:当玻璃制品达到所需温度后,保持一段时间使温度均匀分布在整个制品中。
这个步骤有助于消除内部应力和改变制品的晶体结构。
3. 急速冷却:在高温保持的结束,玻璃制品需要迅速冷却。
这通常是通过将炉内的制品放入冷却室中,使其快速冷却。
冷却室通常通过使用强制风冷或喷淋冷却的方法来实现快速冷却。
4. 冷却过程结束:当玻璃制品完全冷却并达到室温时,冷却过程结束。
此时,玻璃制品已经完成了热处理过程。
通过以上步骤进行玻璃钢化炉热处理可以增强玻璃的强度和耐热性,并改善其抗冲击性能。
这种处理方法广泛应用于建筑、汽车和家居等领域,提高了玻璃制品的质量和安全性能。
一文看懂,玻璃及其表面处理工艺
一文看懂,玻璃及其表面处理工艺玻璃受到许多艺术家的喜爱,这源于其优良的特性,如坚硬、透明、装饰性、化学耐蚀性、耐热性及电学、光学等性能。
从环境保护的角度来看,玻璃还较为环保。
玻璃制造成型工艺过程玻璃制造成型工艺过程玻璃受到许多艺术家的喜爱,这源于其优良的特性,如坚硬、透明、装饰性、化学耐蚀性、耐热性及电学、光学等性能。
从环境保护的角度来看,玻璃还较为环保。
原料>计量>配料>熔窑>(澄清剂)>熔融玻璃>成型加工>玻璃制品压制成型示意图常用玻璃品种大类分类1分类2平板玻璃磨砂玻璃磨光玻璃夹层玻璃钢化玻璃釉面玻璃中空玻璃热反射玻璃吸热玻璃彩色玻璃花纹玻璃夹丝玻璃光栅玻璃光致变色玻璃日用玻璃用于制造日用器皿、艺术品和装饰品的玻璃的总称。
泡沫玻璃多孔玻璃,是一种气孔率在80%以上的玻璃。
微晶玻璃玻璃陶瓷,常用于地板、玻璃、墙面的装饰。
其他玻璃玻璃马赛克玻璃空心砖玻璃纤维功能性玻璃可钉玻璃天线玻璃导电玻璃发电玻璃调光玻璃薄纸玻璃防盗玻璃打不碎玻璃隔音玻璃空调玻璃排二氧化碳玻璃调温玻璃泡沫玻璃信息玻璃灭菌玻璃自净玻璃折光玻璃不反光玻璃生物玻璃污染变色玻璃防弹玻璃玻璃马赛克导电玻璃玻璃的二次加工(表面处理技术)成型后的玻璃制品,除了少数可以直接符合要求以外(模具制品),多数还需进行二次加工处理。
二次加工处理可改善玻璃的表面性质、外观质量和外观效果。
玻璃的二次加工可分为:冷加工、热加工和表面处理三大类。
1、玻璃制品的冷加工在常温下通过器械处理玻璃的外形、和表面。
主要方法有研磨、抛光、切割、磨边、喷砂、钻孔、和刻花等玻璃的喷砂处理2、玻璃制品的热加工有些玻璃制品要求特殊、且形状复杂的,需要通过热加工进行最后的成型。
主要方法有:火焰切割、火抛光、锋利边缘的烧口等。
玻璃的火焰切割3、玻璃制品的表面处理玻璃的表面处理包括表面着色、表面涂层(如镜子镀银、表面导电等)以及表面蚀刻、抛光等。
玻璃的熔化和淬火工艺
玻璃的熔化和淬火工艺玻璃是一种非晶态的无机材料,其具有高硬度、透明度高、耐高温等优点。
玻璃的熔化和淬火工艺是制备玻璃制品的重要过程,下面我将详细介绍玻璃的熔化和淬火工艺。
首先,我们来看一下玻璃的熔化工艺。
玻璃的原材料主要包括硅酸盐、碱金属氧化物、碱土金属氧化物等。
这些原材料按照一定比例混合后,放入大型电炉中进行熔化。
炉内的温度通常在1000以上,使原材料迅速熔化并混合均匀,形成玻璃熔液。
在熔化过程中,玻璃熔液需要经历一个退火过程,即将熔液加热到一定温度,然后缓慢冷却。
这是因为在熔化过程中,玻璃内部会产生一些微小的压力或应力,通过退火可以有效地消除这些内部应力,改善玻璃内部结构的稳定性。
玻璃的熔化温度通常很高,达到几百度甚至几千度,因此需要采用特殊的炉内材料和高温耐火材料来保证炉的正常运行。
同时,由于玻璃熔液是一种高粘度流体,容易粘附在炉内,因此熔化工艺中需要定期清理炉内的玻璃余渣,保持炉内环境的清洁。
熔化完成后,接下来是玻璃的淬火工艺。
淬火是指将玻璃制品迅速冷却,使其表面形成高压层,内部形成低温应力,从而使玻璃增加硬度和强度。
淬火可以有效地改善玻璃的物理性质,使其耐冲击性、耐磨性等得到提高。
淬火过程中,玻璃制品通常通过注入冷却介质或将其置于淬火槽中进行冷却。
常见的淬火介质包括冷水、冷油等。
选择合适的淬火介质主要根据制品的大小和形状来决定,以确保玻璃能够均匀冷却,并且不会产生应力集中。
淬火工艺需要严格控制冷却时间和温度,过快或过慢的冷却都会对玻璃的性能产生不良影响。
过快的冷却会导致玻璃内部应力过大,使其易碎;而过慢的冷却则会使玻璃保留部分受热时产生的高温应力,从而影响玻璃的表面质量和强度。
除了以上的熔化和淬火工艺,玻璃制品的生产还涉及其他工艺,如成型、抛光等。
成型工艺包括玻璃的注射成型、热成型、吹制等方式,这些成型方式能够按照不同的需求制作出各种形状的玻璃制品。
抛光则是通过机械或化学方法消除玻璃表面的细小瑕疵,提高其表面光洁度。
玻璃的工艺技术
玻璃的工艺技术玻璃工艺技术是指将玻璃原料加热熔化,再通过成型、淬火、切割、绣花等工序,制造出各种形状和规格的玻璃制品的过程。
玻璃工艺技术主要分为几个步骤。
首先是玻璃的熔化,通常需要将石英砂、长石、石灰石和碱等原料加入到特制的玻璃窑中,然后加热至1500摄氏度以上,使其完全熔化成液体。
熔化后的玻璃具有高粘度,可以用来成型。
接下来是成型过程。
成型是指将熔化的玻璃倒入特制模具中,经过冷却后形成所需的形状。
这个过程可以通过手工操作或使用自动化机器进行。
常见的成型方法有吹制、拉制、浇铸和压制等。
吹制是最常见的方法,通过将玻璃块取出,放入吹管并持续吹气,使其膨胀成空心形状。
拉制是将一根长玻璃块伸展成所需形状。
浇铸是将玻璃液倒入特制模具中,冷却后获得形状。
压制是将玻璃块放入特制模具中,通过压力成型。
成型完成后,还需要对玻璃制品进行淬火,即迅速冷却。
淬火的目的是增强玻璃的强度和硬度。
淬火过程中,玻璃制品被置于特制的冷却箱中,温度迅速下降,使其表面和内部形成不同的压力差。
这种压力差可以增强玻璃的抗冲击能力和抗压能力。
最后一步是对玻璃制品进行切割和修整。
切割主要是通过机器或工具将玻璃制品切割为所需的形状和尺寸。
修整是对切割后的玻璃制品进行精细修整,以确保其外观完美无缺。
除了基本的工艺技术外,对于一些特殊的玻璃制品,还可以进行表面装饰,如绣花、喷砂和烧花等。
这些装饰可以增加玻璃制品的观赏性和艺术性。
玻璃工艺技术的应用非常广泛。
我们日常使用的玻璃制品中,无论是玻璃杯、玻璃瓶,还是玻璃窗、玻璃镜等,都是通过先进的工艺技术制造而成。
此外,玻璃工艺技术还应用于建筑、汽车、航天等领域,如制造建筑外墙玻璃、汽车挡风玻璃和航天器的光学器件等。
总之,玻璃工艺技术是一门综合性的技术,涵盖材料科学、化学、机械工程等多个领域。
随着科技的进步和创新,玻璃工艺技术将不断发展,为我们生活和工作带来更多的便利和美好体验。
揭秘玻璃加工知识点总结
揭秘玻璃加工知识点总结一、玻璃的基本性质玻璃是一种非晶态固体材料,其主要成分为二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁和氧化铝等。
玻璃具有透明、坚固、硬度大、耐高温、耐化学腐蚀等特点,因此在建筑、家居、汽车等领域有广泛应用。
1. 透明性:玻璃具有较好的透光性,透光率高,能有效地透射光线,保持室内明亮。
这使得玻璃在建筑领域有重要的应用,如窗户、门、玻璃幕墙等。
2. 强度:玻璃的抗拉强度和抗压强度很高,一般可以达到200MPa以上,因此能够承受一定的外力作用,保证建筑物的结构安全。
3. 硬度:玻璃的硬度大,常用来制作家具、装饰等,能够有效地保护家居物品。
4. 耐热性:玻璃是一种耐高温的材料,在高温下也能保持稳定的性质。
5. 耐腐蚀性:玻璃具有良好的抗化学腐蚀性,不易受到酸碱的侵蚀。
二、玻璃加工技术玻璃加工是通过机械加工、化学加工等手段,将原料玻璃进行切割、打磨、钻孔、弯曲、连接等工艺,使其成为符合特定要求的产品。
玻璃加工技术包括以下几个方面:1. 切割:切割是将原料玻璃按照需要的尺寸进行切割。
常用的切割方式包括手工切割、机械切割、激光切割等。
手工切割适用于小批量、特殊形状的玻璃,机械切割适用于大批量、规则形状的玻璃,激光切割适用于高精度要求的玻璃。
2. 打磨:打磨是将切割好的玻璃边缘进行打磨,以消除毛刺、提高光洁度。
常用的打磨设备包括平板磨边机、自动磨边机等。
3. 钻孔:钻孔是在玻璃上钻出需要的孔洞,用于固定、连接等。
常用的钻孔方式包括机械钻孔、激光钻孔等。
4. 弯曲:通过加热玻璃使其软化,然后进行弯曲成型。
弯曲玻璃常用于建筑、家居装饰等领域。
5. 连接:将多块玻璃通过连接件进行连接,制作成玻璃幕墙、玻璃门窗等产品。
6. 雕刻:通过化学蚀刻、激光雕刻等方式在玻璃表面进行图案雕刻,用于装饰、艺术品制作等领域。
三、玻璃加工的常见工艺玻璃加工的常见工艺包括钢化玻璃加工、夹胶玻璃加工、夹层玻璃加工等。
1. 钢化玻璃加工:钢化玻璃是通过在玻璃加工完成后对其进行热处理,使其表面受到压缩而内部受到张力,从而提高其抗冲击性能。
玻璃制品热处理工艺流程
玻璃制品热处理工艺流程玻璃制品热处理工艺流程是玻璃制品生产过程中的一个重要环节。
通过热处理,可以改善玻璃制品的物理性能,提高其强度和耐热性。
下面介绍一下玻璃制品热处理的工艺流程。
首先,玻璃制品的热处理工艺流程可以分为三个阶段:加热阶段、保温阶段和冷却阶段。
首先是加热阶段,其目的是将玻璃制品加热至预定的温度。
玻璃的加热温度通常在600至650摄氏度之间。
加热时,需要将玻璃制品放置在加热炉中,通过高温的热风循环,使玻璃均匀加热。
然后是保温阶段,保温温度根据玻璃制品的不同要求而定。
在保温阶段,玻璃制品的温度会保持在预定的温度范围内,这个过程的时间长短也取决于玻璃制品的厚度以及所需的物理性能。
保温的时间越长,玻璃制品的强度和耐热性就会越高。
最后是冷却阶段,冷却速度对于玻璃制品的物理性能也有着重要的影响。
较快的冷却速度可以增加玻璃制品的表面硬化层,提高其抗热冲击性能。
冷却方法有水冷、气冷和玻璃制品自然冷却等。
其中,水冷是最常用的一种冷却方式。
通过将玻璃制品迅速浸入水中,可以迅速降低玻璃的温度,使其快速冷却。
但是需要注意的是,冷却速度过快可能会导致玻璃制品的破裂,因此需要根据具体情况来选择合适的冷却速度。
在整个热处理工艺流程中,温度和时间的控制非常重要。
温度过高或持续时间过长都会导致玻璃制品变形或破裂。
因此,必须严格控制加热和保温的温度和时间,确保玻璃制品热处理过程的稳定性和一致性。
此外,值得注意的是,不同类型的玻璃制品可能需要不同的热处理工艺流程。
例如,钢化玻璃的热处理需要将玻璃加热至更高的温度,然后通过较快的冷却来增强玻璃的强度。
总之,玻璃制品热处理工艺流程是一个复杂而精细的过程,需要合理控制温度和时间,以保证玻璃制品的质量和性能。
随着科技的进步和热处理工艺的不断改进,玻璃制品的物理性能将不断提高,为我们生活带来更多的便利和安全。
在玻璃制品热处理工艺流程中,除了上述提到的基本步骤外,还有一些额外的工艺控制和特殊要求。
热处理中的金属玻璃热处理技术
热处理中的金属玻璃热处理技术热处理是一种对金属进行改性和改良的技术,旨在提高金属的性能。
在热处理技术中,金属玻璃热处理技术是比较新颖的技术,它在改善金属结构和性能方面有较好的表现。
金属玻璃是一种非晶态金属,其结构杂乱无序,不存在晶体结构,具有优良的物理、化学和力学性能。
其最初被用于制作磁性材料,但后来发现,它可以用于热处理技术中。
金属玻璃热处理技术主要是通过加热和快速冷却来改变材料的结构和性质。
这是因为当金属加热至一定温度时,其结构会发生改变,原子和分子之间的运动将变得更为频繁,但当这些金属迅速冷却时,它们的分子结构会被禁锢在一种短暂的无序状态中。
这种状态可以被认为是一种不如晶体结构稳定的状态。
这就为材料的机械性能、耐腐蚀性、耐热性和磁性提供了很大的改善余地。
金属玻璃热处理技术最初应用于铝合金中,因为铝合金具有较大的应力应变曲线,可以完美地展现出这种技术的优越性。
后来,这种技术被应用于其他金属材料,如镁、钛、钢等。
在这种技术中,首先要确定材料的加热温度和保温时间。
这个确定过程需要考虑到材料的特性,如冷却速度、化学成分、晶体缺陷等。
在材料加热时,要确保它达到适当的温度范围,以使其处于之前提到过的无序状态,这将使材料具有更高的抗压强度和硬度。
确定加热时间是一项复杂的任务,需要权衡不同变化因素之间的关系。
一般情况下,加热时间越长,材料的结构和性能越完美。
但是,如果加热时间过长,这将导致材料析出,从而降低其性能。
在加热完成后,材料需要快速冷却以实现结构的玻璃化。
快速冷却可以通过多种途径来实现。
常见的方式包括水淬、油淬、盐浴淬等。
在选择合适的冷却介质时,必须考虑初始温度、材料的化学成分、冷却介质的热性、淬火介质的化学特性等因素。
如果将介质温度进行控制,则金属玻璃的热处理过程可以实现优化,以便我们在制品中获得想要的性能和表现。
通过这种创新的技术,人们可以利用无序晶体的特性,实现物质的改进和升级,为材料的应用开辟新的前景。
玻璃热处理工艺
玻璃热处理工艺玻璃热处理是指对玻璃材料进行加热处理,通过控制加热温度、加热时间和冷却速度等参数,改变玻璃的物理性能和化学性能,以达到预期的效果。
玻璃热处理工艺主要包括热弯曲、钢化、淬火和退火等。
热弯曲是一种常见的玻璃热处理工艺,通过加热玻璃到软化点以上,然后迅速冷却,使玻璃弯曲成所需的形状。
热弯曲可以用于制作弯曲玻璃门、窗户、玻璃家具等。
在热弯曲过程中,需要控制加热温度、加热时间和冷却速度,以确保玻璃能够保持所需的形状并具有足够的强度。
钢化是一种提高玻璃强度的热处理工艺。
钢化玻璃是通过将玻璃加热到高温,然后迅速冷却而得到的。
钢化玻璃具有较高的抗冲击性和耐热性,一旦破裂,会以小颗粒形式散落,减少对人体的伤害。
钢化玻璃广泛应用于建筑、汽车、家电等领域。
淬火是一种将玻璃迅速冷却以增加其强度和硬度的热处理工艺。
淬火可以使玻璃表面产生压应力,从而提高玻璃的抗压强度和抗弯强度。
淬火玻璃主要用于高强度要求的领域,如航空航天、光学仪器等。
退火是一种将玻璃加热到高温,然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火可以消除玻璃内部的应力,提高玻璃的稳定性和耐热性。
退火玻璃广泛应用于光学仪器、电子器件等领域。
在玻璃热处理过程中,需要控制加热温度、加热时间和冷却速度等参数,以确保玻璃获得预期的性能。
同时,还需要考虑玻璃的尺寸、形状和厚度等因素对热处理结果的影响。
不同的玻璃材料和热处理工艺会产生不同的效果,因此需要根据具体要求选择合适的工艺。
玻璃热处理工艺在现代工业生产中起着重要的作用。
通过热处理,可以改变玻璃的物理性能和化学性能,使其具有更好的强度、耐热性和耐冲击性。
同时,热处理还可以改善玻璃的光学性能,提高其透光率和透明度。
玻璃热处理工艺是一项复杂而重要的技术,它能够改变玻璃的性能,使其适应不同的应用需求。
通过控制加热温度、加热时间和冷却速度等参数,可以实现对玻璃的精确控制和调节。
玻璃热处理工艺在建筑、汽车、光学仪器等领域有着广泛的应用,为现代工业的发展做出了重要贡献。
玻璃热工实践总结
玻璃热工实践总结引言玻璃热工实践是指在玻璃制造和加工过程中,通过热处理和热加工等技术手段对玻璃进行处理的过程。
本文将对玻璃热工实践进行总结和归纳,包括主要工艺、实践中的问题及解决方法等内容。
1. 主要工艺1.1 玻璃热处理工艺玻璃热处理是指通过对玻璃进行加热和冷却处理,改变玻璃的物理和化学性质。
常见的玻璃热处理工艺包括:•热弯工艺:通过对玻璃进行加热使其软化,然后采用模具或其他方式使玻璃产生弯曲变形。
•爆破工艺:通过对玻璃进行局部加热或通过控制冷却速度使其产生内应力,达到改变玻璃物理性质的目的。
•钢化工艺:通过快速冷却使热处理后的玻璃表面产生压缩应力,提高玻璃的强度和耐冲击性能。
1.2 玻璃热加工工艺玻璃热加工是指通过对玻璃进行加热和成型等处理,实现对玻璃的加工和塑形。
常见的玻璃热加工工艺包括:•热弯成形:通过对玻璃进行加热使其软化,并采用模具或其他方式对玻璃进行成形,如制作弧形玻璃、圆形玻璃等。
•热曲工艺:通过对玻璃进行加热和冷却处理,使玻璃在一定温度区间内产生弯曲变形,如制作温室玻璃等。
•热胀工艺:通过对玻璃进行加热使其膨胀,然后通过模具或其他方式对玻璃进行塑形,如制作玻璃器皿、玻璃装饰品等。
2. 实践中的问题及解决方法在玻璃热工实践中,常常会遇到一些问题和挑战。
以下列举了一些常见的问题及其解决方法:2.1 玻璃热处理过程中的热控制问题热处理过程中,玻璃的温度控制是关键。
一些常见的问题包括温度不均匀、温度过高或过低等。
解决方法可以包括:•优化炉内的加热元件布局,使得加热均匀。
•调整加热速度和保温时间,控制玻璃的加热速率和保温时间。
•使用温度传感器进行实时监测和控制,保持玻璃的温度在合理范围内。
2.2 玻璃热加工过程中的成型问题热加工过程中,玻璃的成型是关键。
一些常见的问题包括形状不准确、表面质量不好等。
解决方法可以包括:•优化加热方式和温度控制,保证玻璃在加热过程中均匀软化,避免过热或过冷。
玻璃加工制造工艺方案
玻璃加工制造工艺方案
一、玻璃加工制造工艺的主要方法
1、机械加工。
机械加工是玻璃加工制造中最常用的方法。
它根据玻
璃的特性,使用对玻璃有切削能力的工具,如刀具、电剪、电路切割、激
光切割等,对玻璃进行形状加工,将其切削成满足设计要求的形状和尺寸。
2、抛光加工。
抛光加工又称磨光加工,是指在前面经过机械加工后,通过磨擦手段,使玻璃表面光滑,表面镜面化的加工方法。
抛光加工主要
有手抛、水抛和机械抛光三种方法。
3、热处理加工。
热处理加工是指在加工过程中,通过适当加热伸缩
的手段,调整玻璃的尺寸、形状和强度的工艺方法。
它可以使玻璃具有更
理想的形状和尺寸,同时还可以增加玻璃的抗弯强度和抗张强度。
4、化学加工。
化学加工是指在加工玻璃过程中,利用特定的化学药
品对玻璃进行处理,使其具有特殊的性能和外观的加工方法。
它可以使玻
璃表面具有着色效果,从而满足设计的要求,还可以使玻璃具有防火、防
腐蚀、抗紫外线等特殊性能。
1、物料准备。
物料准备包括玻璃的采购、存储、检查等工作。
玻璃加工流程及工艺
玻璃加工流程及工艺玻璃加工是指通过一系列的工艺和流程对玻璃进行加工和加工成形的过程。
玻璃是一种常见而美观的材料,被广泛应用于建筑、家居、汽车等领域。
下面将介绍玻璃加工的基本流程及常见工艺。
1.原料处理玻璃的制作主要原料是二氧化硅(SiO2),同时还包括石灰石、氟化钠、铝氧化物等,根据不同的应用要求进行配方。
原料经过破碎、筛分等处理后,进入下一步的熔融环节。
2.熔融原料混合后,放入玻璃窑炉中进行高温熔融,通常温度达到1500°C 以上。
熔融后的玻璃物料称为玻璃液,可以直接用于制作平板玻璃,也可以通过进一步的加工变成玻璃制品。
3.成型玻璃液通常采用浇铸、浮法、拉伸等方式进行成型。
浇铸是将玻璃液倒入预先制作好的模具中,然后通过冷却固化变成所需形状的玻璃制品。
浮法是将玻璃液倒入熔融的锡槽中,然后慢慢浮起,形成平整的玻璃板。
拉伸是将玻璃液挂在一根铁管上,然后慢慢拉伸成细丝,再冷却固化。
4.切割成型后的玻璃制品根据需要进行切割。
通常使用钢丝、玻璃刀等工具进行切割,可以切割成不同形状和尺寸的玻璃片。
切割玻璃时需要注意避免断裂和划伤的情况发生。
5.磨边切割后的玻璃边缘通常比较锋利和不平整,为了安全和美观起见,需要对边缘进行磨边处理。
磨边通常使用磨边机进行,可以使边缘平整光滑,防止伤人。
6.钻孔在一些应用中,需要在玻璃上钻孔,通常使用钻头进行。
钻孔前需要先在玻璃上标记出需要钻孔的位置,然后通过旋转钻头、施加适当的压力和冷却液,实现对玻璃的钻孔处理。
7.车边有些玻璃制品需要进行车边处理,即将玻璃边缘进行抛光,使其变得光滑平整。
车边通常使用砂轮、磨边机等设备进行,可以使玻璃边缘的质量得到提升。
8.热弯热弯是指通过高温加热和冷却处理的方法,将玻璃加工成所需的弯曲形状。
热弯通常使用专用的热弯设备和模具进行,需要控制好加热温度和时间,以避免玻璃破裂。
9.喷砂、印刷在一些应用中,需要对玻璃进行喷砂、印刷等表面处理,以增强其装饰效果。
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根据淬冷介质的不同,分为风冷淬火和液冷淬火。 1、淬火玻璃的特性 1) 抗弯强度
当温度梯度消失,应力也消失。
把温度低于应变点
以下、无应力的玻璃
板进行双面均匀自然
冷却至室温、其在冷 却过程中玻璃板内的 温度分布和应力分布 情况见图。
2) 永久应力 温度梯度消失,表面与内部温度为常温时,内部残 留的热应力。 将玻璃加热到高 于应变点的温度, 均热后自然冷却, 经一定时间后,玻 璃中温度场分布为 抛物线分布。
2、退火温度 玻璃转变温度Tg附近某一温度。保温时能消除玻璃各 部分的温度梯度,使应力松驰。 退火上限温度,3min能消除应力的95%; 退火下限温度,3min能消除应力的5%; 一次退火:玻璃制品成型后立即进行的 退火工艺; 二次退火:制品冷却以后再进行退火的工艺
二、玻璃的退火
3、玻璃退内容:
玻璃的退火与淬火 玻璃的加工
5.1
一、玻璃的应力
玻璃的退火与淬火
分为三类:热应力、结构应力和机械应力 1、玻璃的热应力 由于温度差而产生的内应力称为热应力。分为:
1) 暂时应力:在温度低于应变点时,玻璃处于弹性
变形温度范围,在经受不均匀温度变化时产生热应力。
表面为压应力、内部为张应力。
2、玻璃中的结构应力
玻璃因化学组成不均导致结构上的不均匀布产生的 应力。
3、机械应力
由外力作用在玻璃上引起的应力,当外力除去时,
应力随之消失,此应力称为机械应力。
二、玻璃的退火
1、退火的概念 消除玻璃制品在成形与热加工后残留在制品内的永 久应力的过程称为退火。 退火的目的:防止炸裂和提高玻璃的机械强度。
四个阶段:
加热阶段、均热阶段、 慢冷阶段、快冷阶段
1)
加热阶段 加热速度: 20/a2 ~30/a2 (℃ /min)。
光学玻璃一般小于5/a2 ,a为制品厚度的一半,单位 为cm。 2) 均热阶段
退火温度:比退火温度上限温度低20~30 ℃。 保温时间t: t =70/a2 ~120/a2 ;
2 a 或按应力容许值进行计算: t 520 n
式中:∆n以光程差表示的玻璃内残留内应力
3)
慢冷阶段
6 (1 ) h0 E ( a 2 3 x 2 )
冷却速度(℃ /min):
式中: 为膨胀系数;E为弹性模量;为导热系数; 为泊松比; h0 冷却速度;a制品厚度的一半;
x 应力测试点离壁厚中线的一半。
E 0.45 对一般工业玻璃: 6 (1 )
化学作用论:英国的普莱斯顿和苏联的格列宾希科夫, 先后提出在玻璃的磨光过程中,不仅仅是机械作用, 而且存在着物理、化学的作用,是以上三种或其中两 种理论的综合。
一、冷加工--玻璃抛光的机理
玻璃的抛光机理
对玻璃的抛光机理的认识,目前存在着不同的见解, 有些见解还带有假说性质,比较公认的是相互交错 的机械、化学和物理化学作用的概念,来解释抛光 过程的生产效率及抛光表面质量的影响等比较确切。
2、玻璃的淬火工艺
1)风冷淬火 玻璃 电加热淬火炉
包装 2)液冷淬火 制品 加热 液冷 洗涤 检验
风栅急冷
性能检测
包装
3、影响玻璃淬火的工艺因素 淬火温度、冷却速度、玻璃的化学组成、厚度。 1) 淬火温度
玻璃急冷时的温度。淬火冷却速度越快,淬火程度越大。
2) 玻璃的组成
应力与玻璃的热膨胀系数、弹性模量及温度差成正比 ,与泊 松比成反比,因此,淬火程度与玻璃的组成有关。
在应变点以上冷却时,玻璃外层受张应力,内层 为压应力,此时玻璃也具有粘弹性,呈可塑状态, 受力后产生位移和变形,使由温度产生的内应力消 失。这一过程称为应力松驰过程。
冷却到应变点以下,玻璃为弹性体,应力变化与暂时
应力的变化情况相同。到室温时,可消除应变点以下产
生的应力,但不能消除应变点以上所产生的应力,此时
研磨玻璃断面(凹陷层及裂纹层) h-平均凹陷层 f-平均裂纹层 F-最大裂纹层
二、玻璃制品的热加工
玻璃制品的热加工原理与成形的原理相似,主要 是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力与 导热系数来进行的。各种类型的热加工、都必须把 制品加热到一定的温度,由于玻璃的粘度随温度升 高而减小,同时玻璃导热系数较小,所以能采取局 部加热的方法,在需要热加工的地方使之局部达到 变形、软化,甚至熔化流动,以进行切割、钻孔、 焊接等加工。
因此
0.45h0 (a 2 3 x 2 )( MPa)
4)
快冷阶段
玻璃在应变点以下温度冷却,只产生暂时应力。只
要应力不超过其极限强度,就可提高冷却速度。 最大冷却速度:
hc 65 / a
2
生产上采用较低的冷却速度如计算值的15%- 20%,甚至采用: h 2 / a 2 c
三、玻璃的淬火
3) 玻璃的厚度
相同的淬火条件,玻璃越厚,淬火程度越高。因此在非平板 玻璃制品淬火时,要求厚度均匀、厚度差不能太大,否则会因应 力分布不均而破裂。
5.2 玻璃的加工
玻璃制品的加工:冷加工、热加工和表面处理 玻璃的冷加工又称机械加工,在常温下,通过机械方法
来改变玻璃及玻璃制品的外形和表面状态的过程,称为
冷(机械)加工。
冷(机械)加工的基本方法有:研磨与抛光、切割、磨
砂、喷砂、刻花、砂雕、钻孔和切削等。
一、冷加工--玻璃研磨机理
磨削作用论:1665年虎克提出研磨是用磨料将玻璃磨削 到一定的形状,抛光是研磨的延伸;从而使玻璃表面光 滑,纯粹是机械作用。这一认识延续至十九世纪末。 流动层论:以英国学者雷莱、培比为代表,认为玻璃 抛光时,表面有一定的流动性,也称可塑层。可塑层 的流动,把毛面的研磨玻璃表面填平。
抗弯强度比一般玻璃大4~5倍。厚度5~6mm的淬火玻璃的抗 弯强度可达167MPa。
2) 抗冲击强度 抗弯强度比一般玻璃大几倍。
3)
热稳定性
淬火后可承受更宽范围温度变化(250~320 ℃),普 通玻璃只有70~100 ℃,热稳定性提高。 4) 其他性能
淬火玻璃破坏时,首先发生在内层。由张应力作用引 起破坏的裂纹传播速度很大,同时外层的压应力有保持 破碎的内层不易散落的作用,因此淬火玻璃在破坏时, 只产生没有尖锐角的小碎片,因此它亦称为安全玻璃。