玻璃制品的加工.ppt
1,玻璃工艺学,第十六章 玻璃制品的加工,玻璃制品加工分类：冷加工 热加工 装饰 封接,2,玻璃工艺学,16.1 玻璃制品的冷加工,冷加工的定义：在常温下，通过机械的方法，来改变 玻璃制品的外形和表面状态的过程。冷加工的基本方法：研磨抛光 切割 喷砂、钻孔和切削,3,玻璃工艺学,16.1.1 研磨和抛光,研磨、抛光的目的：研磨、抛光的关系：,一、研磨抛光的原理（三个假设）,磨削理论：流动层理论：化学理论：,4,玻璃工艺学,1、玻璃的研磨过程,磨盘、磨料、玻璃做相对运动：划痕与剥离 产生微裂纹,二、玻璃的研磨,前苏联学者卡恰洛夫：凹陷层的平均深度h h=K1D D磨料平均直径 裂纹层的平均深度f f=2.3h 最大裂纹深度F F=3.74.0h,5,玻璃工艺学,各种磨料的研磨系数:,磨料粒度要逐级降低,、研磨材料要求：磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬度610。,磨料的硬度大，粒度大，则磨除量大,6,玻璃工艺学,3、磨料悬浮液的浓度和给料量：要适宜4、磨盘转速和压力：与磨除量成正比5、磨盘的材料：铸铁研磨效率为，有色金属为0.6，塑料为0.26、玻璃的组成：质越硬越难研磨,水的作用：冷却 形成硅胶，有利于剥离。,7,玻璃工艺学,三、玻璃的抛光,1、抛光材料的性质、浓度和给料量要求：较高的抛光能力 磨料的硬度小于玻璃的硬度 莫氏硬度15、6 7种类：红粉（Fe2O3）、氧化铈（CeO2）、氧化锆（ZrO2）、氧化钍（ThO2）,8,玻璃工艺学,稀土抛光粉特点：不污染环境，易于从沾着物上除去，而且抛光速度快、用量少、光洁度高和使用寿命长，但价贵。主要用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。,浓度高效率高，但过量则降低。水在抛光过程中所起的物化作用更明显。,9,玻璃工艺学,2、抛光盘转速和压力与玻璃磨除量间存在正比关系，但太高，玻璃温度高易破3、周围空间温度和玻璃温度环境温度25 4、抛光悬浮液的性质以红粉为抛光介质时，悬浮液的值在 39为宜，若加入硫酸锌，硫酸铁等盐 类可提高效率5、抛光盘的材料一般用毛毡,10,玻璃工艺学,四、新型抛光技术,浴法抛光以红粉或氧化铝粉为抛光材料制成抛光液，将玻璃和抛光盘浸入抛光液中作业,离子束抛光将惰性气体通过高频或放电变成离子，撞击被加工玻璃表面加工精度高，表面粗糙度达0.01m。,11,玻璃工艺学,16.1.2 切割、喷砂、钻孔和切削,一、切割利用玻璃的脆性和残余应力，在玻璃上划痕使应力集中刀具有金刚石，碳化硅，硬质合金（如钨钴合金）切割时要加水或煤油等冷却液以保护玻璃切口和刀具二、钻孔机械法研磨钻床冲击法电磁振荡器控制钻头超声波超声波发生器控制钻头4高压水射流切割与钻空,12,玻璃工艺学,三、喷砂用高速气流将细砂（石英砂，金刚砂）打到制品表面造成透光不透视的毛面，用于商标的打印或装饰,13,玻璃工艺学,要先设计镂空图案底版贴在玻璃表面或涂保护层,14,玻璃工艺学,四.雕刻,雕刻就是在玻璃上刻各种浮雕图案。为了让雕刻出的图案展现多种颜色，将彩色玻璃一层层烧制到胚胎上，一般烧制四五层，进行雕刻时，需要什么色彩，就雕刻到那一层。,15,玻璃工艺学,16.2 玻璃制品的热加工,16.2.1 玻璃制品的热加工原理,玻璃制品的热加工原理与玻璃制品的成形原理相似，主要是利用玻璃粘度随温度改变的特性以及表面张力、导热系数来进行。,16,玻璃工艺学,16.2.2 玻璃制品热加工的主要方法,一、烧口：用火焰加热切割口部的制品使楞角边圆滑二、火抛光、火切割或钻孔：用高速的兰火焰对制品局部加热消除微裂纹等三、真空成形:用于制造精密内径玻璃管，将玻管套在金属棒芯上，一端熔封，从另一端抽真空，同时均匀而缓慢地加热玻璃管使之贴附在棒芯上，冷却后取出 精度2/10000,17,玻璃工艺学,四、热弯：将玻璃加热到软化温度附近，用自重或机械加压使玻璃变形，得到一定形状的加工方法,1、模压式热弯。按曲面玻璃所需形状，做成阳模和阴模，在其外表面用玻璃布包裹，把热塑玻璃对压而成。,18,玻璃工艺学,2、槽沉式热弯成型。在加热炉内，热塑玻璃在自重下弯曲而落在模具上。,19,玻璃工艺学,3、挠性弯曲成型按弯玻璃所要求的曲面把挠性辊 弯成所需形状,图 2-5-10 挠性弯曲辊热弯机1 一挠性辊；2 一轴心园钢；3 一不锈钢软管；4 一石墨支承环；5 一玻璃纤维软管,20,玻璃工艺学,五、灯工：以玻璃管、棒为基材，在专用的喷灯火焰上进行局部加热后，利用其热塑性和热熔性用铁钳、夹具、碳棒等工具进行弯、吹、按、焊等加工成型的技术。喷灯：煤气空气、煤气氧气、氢气氧气等 是玻璃温度计、保温瓶、灯泡、注射器、安瓿、管制瓶、电真空器件等生产中二次热加工的成型手段。,21,玻璃工艺学,六其他加工方法,1激光切割、钻空：,2.激光刻花工艺,22,玻璃工艺学,激光彩色内雕 无色透明玻璃掺杂某种特殊着色剂，经激光雕刻后，再施以热处理，着色剂就会显色。,23,玻璃工艺学,3.等离子弧刻花 等离子可产生10000以上高温，使金属丝形成金属粒子焰流喷射到玻璃表面，形成金属涂层，由于其膨胀系数与玻璃不同冷却后从玻璃表面剥落形成花纹金属丝：铝、铜、号钢,24,玻璃工艺学,4.彩饰玻璃,将彩釉施在玻璃表面再经彩烤而成,彩釉：低熔玻璃（bO-B2O3-SiO2系统)+无机颜料+油剂或胶剂,彩饰方法：手绘印花贴花喷花,彩烤温度：变形温度以下,捷克,25,玻璃工艺学,把切成薄片的色块加热后敷在玻璃的表面,26,玻璃工艺学,16.3 玻璃与金属的封接,封接件的要求：1、足够的机械强度和热稳定性 2、必须气密即不透气性,27,玻璃工艺学,16.3.1 封接元件的要求,一、玻璃与金属的润湿问题：氧化物膜与玻璃易润湿，金属与玻璃封接前须在空气中加热氧化注：铜和铁的氧化物膜松而多孔二、玻璃与金属的膨胀系数问题：有差异，会产生应力，热膨胀系数差在10%以内，封接应力不会破坏封接件封接过程会产生很大的应力，所以封接后须退火三、玻璃的电绝缘性要好,28,玻璃工艺学,16.3.2 封接形式,3、金属焊料封接：在玻璃表面涂覆金属层，然后 用焊锡等与金属焊接4、机械封接：玻璃和金属间涂熔融的低熔点焊 料，冷却即可用于石英玻璃的封接,1、匹配封接：某金属配以专用玻璃来封接2、非匹配封接：利用金属的弹性变形来松弛应力（选用细、薄、软的金属）；用过渡玻璃进行封接。,29,玻璃工艺学,思考题、玻璃热弯的方法、对封接玻璃有哪些性能要求,
