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1、第十六章 玻璃制品的加工 玻璃制品加工分类：玻璃制品加工分类： 冷加工冷加工 热加工热加工 装饰装饰 封接封接116.1 玻璃制品的冷加工冷加工的定义：冷加工的定义：冷加工的定义：冷加工的定义： 在常温下，通过机械的方法，来改变在常温下，通过机械的方法，来改变在常温下，通过机械的方法，来改变在常温下，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玻璃制品的外形和表面状态的过程玻璃制品的外形和表面状态的过程玻璃制品的外形和表面状态的过程。冷加工的基本方法：冷加工的基本方法：冷加工的基本方法：冷加工的基本方法： 研磨抛光研磨抛光研磨抛光研磨抛光 切割切割切割切割 喷砂、钻孔和切削喷砂、钻孔
2、和切削喷砂、钻孔和切削喷砂、钻孔和切削 216.1.1 研磨和抛光研磨和抛光研磨、抛光的目的：研磨、抛光的目的：研磨、抛光的关系：研磨、抛光的关系：一、研磨抛光的原理（三个假设）一、研磨抛光的原理（三个假设）磨削理论：磨削理论：流动层理论：流动层理论：化学理论：化学理论：31、玻璃的研磨、玻璃的研磨过程过程磨盘磨盘、磨料磨料、玻璃做相对运动玻璃做相对运动： ： 划痕与剥离划痕与剥离 产生微裂纹产生微裂纹二、玻璃的研磨二、玻璃的研磨前苏联学者卡恰洛夫：前苏联学者卡恰洛夫： 凹陷层的平均深度凹陷层的平均深度h h=K1D D D磨料平均直径磨料平均直径 裂纹层的平均深度裂纹层的平均深度f 最大裂纹
3、深度最大裂纹深度F4.0h 4各种磨料的研磨系数各种磨料的研磨系数: :磨料种类磨料种类磨料种类磨料种类石英砂石英砂石英砂石英砂石榴石石榴石石榴石石榴石刚刚刚刚 玉玉玉玉碳化硅碳化硅碳化硅碳化硅碳化硼碳化硼碳化硼碳化硼K10.170.170.220.220.270.270.280.280.330.33磨料粒度要逐级降低磨料粒度要逐级降低、研磨材料、研磨材料要求：要求： 磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬度磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬度610。磨料的硬度大磨料的硬度大，粒度大，则磨除量大粒度大，则磨除量大53、磨料悬浮液的浓度和给料量：、磨料悬浮液的浓度和给料量：要适宜要适宜4、磨盘转速和压力
4、：、磨盘转速和压力：与磨除量成正比与磨除量成正比5、磨盘的材料：、磨盘的材料：铸铁研磨效率为，铸铁研磨效率为， 有色金属为有色金属为0.6 ，塑料为塑料为6、玻璃的组成：、玻璃的组成：质越硬越难研磨质越硬越难研磨水的作用水的作用： ： 冷却冷却 形成硅胶，有利于剥离。形成硅胶，有利于剥离。6三、玻璃的抛光三、玻璃的抛光1、抛光材料的性质、浓度和给料量、抛光材料的性质、浓度和给料量要求：要求： 较高的抛光能力较高的抛光能力 磨料的硬度小于玻璃的硬度磨料的硬度小于玻璃的硬度 莫氏硬度莫氏硬度15、6 7种类：种类： 红粉（红粉（Fe2O3）、氧化铈（）、氧化铈（CeO2）、）、 氧化锆（氧化锆（Z
5、rO2）、氧化钍（）、氧化钍（ThO2）7稀土抛光粉特点：稀土抛光粉特点：不污染环境，易于从沾着物上除不污染环境，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，去，而且抛光速度快、用量少、光洁度高和使用寿命长，但价贵但价贵。主要用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜主要用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。片等的抛光。浓度高效率高，但过量则降低。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。水在抛光过程中所起的物化作用更明显。82、抛光盘转速和压力、抛光盘转速和压力与玻璃磨除量间存在正比关系，但太高，与玻璃磨除量间存在正比关系，但太高，玻璃
6、温度高易破玻璃温度高易破3、周围空间温度和玻璃温度、周围空间温度和玻璃温度环境温度环境温度254、抛光悬浮液的性质、抛光悬浮液的性质以红粉为抛光介质时，悬浮液的值在以红粉为抛光介质时，悬浮液的值在39为宜，若加入硫酸锌，硫酸铁等盐为宜，若加入硫酸锌，硫酸铁等盐类可提高效率类可提高效率5、抛光盘的材料、抛光盘的材料一般用毛毡一般用毛毡9四、新型抛光技术四、新型抛光技术浴法抛光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入抛光液中作业离子束抛光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将惰性气
7、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，表面粗糙度达加工精度高，表面粗糙度达m。等离子体辅助抛光等离子体辅助抛光抛光介质激励为等离子体后须能与玻璃工件表面起反应生成易挥抛光介质激励为等离子体后须能与玻璃工件表面起反应生成易挥发的气体，如发的气体，如SiO2+CF4=SiF4+CO2表面粗糙度小于表面粗糙度小于0.5nm1016.1.2 切割、喷砂、钻孔和切削切割、喷砂、钻孔和切削 一、切割一、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）刀具有金刚石，碳化硅，硬质合金（如钨钴合金）
8、切割时要加水或煤油等冷却液以保护玻璃切口和刀具切割时要加水或煤油等冷却液以保护玻璃切口和刀具二、钻孔二、钻孔机械法研磨钻床机械法研磨钻床冲击法电磁振荡器控制钻头冲击法电磁振荡器控制钻头超声波超声波超声波发生器控制钻头超声波发生器控制钻头4高压水射流切割与钻空高压水射流切割与钻空11三、喷砂三、喷砂用高速气流将细砂（石英砂，金刚砂）打到制品用高速气流将细砂（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表面造成透光不透视的毛面，用于商标的打印或装饰12要先设计镂空图案底版贴在玻璃表面或涂保护层要先设计镂空图案底版贴在玻璃表面或涂保护层13四四. 雕刻雕刻雕刻就是在玻璃上刻
9、各种浮雕图案。为了让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，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。需要什么色彩，就雕刻到那一层。1416.2 玻璃制品的热加工玻璃制品的热加工16.2.1 玻璃制品的热加工原理玻璃制品的热加工原理 玻璃制品的热加工原理与玻璃制品的成形原理相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。张力、导热系数
10、来进行。1516.2.2 玻璃制品热加工的主要方法玻璃制品热加工的主要方法一、烧口一、烧口：用火焰加热切割口部的制品使楞角边圆滑：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：二、火抛光、火切割或钻孔：用高速的兰火焰对制品用高速的兰火焰对制品局部加热消除微裂纹等局部加热消除微裂纹等三、真空成形三、真空成形: :用于制造精密内径玻璃管，将玻管套在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，冷却后取出贴附在棒芯上，冷却后取出 精度精度2/100
11、002/1000016四、热弯：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变形，得到一定形状的加工方法1、模压式热弯。、模压式热弯。按曲面玻璃所需形状，做成阳模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，把热塑玻璃和阴模，在其外表面用玻璃布包裹，把热塑玻璃对压而成。对压而成。172、槽沉式热弯成型。槽沉式热弯成型。在加热炉内，热塑玻在加热炉内，热塑玻璃在自重下弯曲而落在模具上。璃在自重下弯曲而落在模具上。183、挠性弯曲成型挠性弯曲成型按弯玻璃所要求的曲面把挠性辊按弯玻璃所要求的曲面把挠
12、性辊弯成所需形状弯成所需形状图图2-5-10挠性弯曲辊热弯机挠性弯曲辊热弯机1一挠性辊；一挠性辊；2一轴心园钢；一轴心园钢；3一不锈钢软管；一不锈钢软管；4一石墨支承环；一石墨支承环；5一一玻璃纤维软管玻璃纤维软管19五、灯工五、灯工：以玻璃管以玻璃管、棒为基材，在专用的喷灯火焰上进行局棒为基材，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。等工具进行弯、吹、按、焊等加工成型的技术。喷灯：喷灯：煤气空气、煤气氧气、氢气氧气等煤气空气、煤气氧气、氢气氧气等是玻璃温度计、保温瓶、灯泡
13、、注射器、安瓿、管是玻璃温度计、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。制瓶、电真空器件等生产中二次热加工的成型手段。20六其他加工方法六其他加工方法1激光切割、钻空：激光切割、钻空：2. 激光刻花工艺激光刻花工艺21激光彩色内雕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，着色剂就会显色后，再施以热处理，着色剂就会显色 。223.等离子弧刻花等离子弧刻花等离子可产生等离子可产生10000以上高温，使金属丝形成金以上高温，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，由于其膨属粒子焰
14、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：铝金属丝：铝、铜铜、号钢号钢234.彩饰玻璃彩饰玻璃将彩釉施在玻璃表面再经彩烤而成将彩釉施在玻璃表面再经彩烤而成彩釉：低熔玻璃（彩釉：低熔玻璃（bO-B2O3-SiO2系统系统)+无机颜料无机颜料+油剂或胶剂油剂或胶剂彩饰方法：手绘印花贴花喷花彩饰方法：手绘印花贴花喷花彩烤温度彩烤温度：变形温度以下变形温度以下捷克捷克24把切成薄片的色块加热后敷在玻璃的表面把切成薄片的色块加热后敷在玻璃的表面2516.3 玻璃与金属的封接玻璃与金属的封接封接件的要求：封接件的
15、要求： 1、足够的机械强度和热稳定性、足够的机械强度和热稳定性 2、必须气密即不透气性、必须气密即不透气性2616.3.1 封接元件的要求封接元件的要求一、玻璃与金属的润湿问题：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气中加热氧化注注：铜和铁的氧化物膜松而多孔：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：二、玻璃与金属的膨胀系数问题：有差异，会产生应力，热膨胀系数差在有差异，会产生应力，热膨胀系数差在10%以内，以内，封接应力不会破坏封接件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
16、退火封接过程会产生很大的应力，所以封接后须退火三三、玻璃的电绝缘性要好玻璃的电绝缘性要好2716.3.2 封接形式封接形式3、金属焊料封接：、金属焊料封接：在玻璃表面涂覆金属层，然后在玻璃表面涂覆金属层，然后 用焊锡等与金属焊接用焊锡等与金属焊接4、机械封接：、机械封接：玻璃和金属间涂熔融的低熔点焊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料，冷却即可用于石英玻璃的封接1、匹配封接：、匹配封接：某金属配以专用玻璃来封接某金属配以专用玻璃来封接2、非匹配封接：、非匹配封接：利用金属的弹性变形来松弛应力利用金属的弹性变形来松弛应力（选用细（选用细、薄薄、软的金属）；软的金属）；用过渡玻璃进行封接用过渡玻璃进行封接。28思考题思考题、玻璃热弯的方法、玻璃热弯的方法、对封接玻璃有哪些性能要求、对封接玻璃有哪些性能要求29
