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1、1,玻璃工藝學,第十六章 玻璃制品的加工,玻璃制品加工分類： 冷加工 熱加工 裝飾 封接,2,玻璃工藝學,16.1 玻璃制品的冷加工,冷加工的定義： 在常溫下，通過機械的方法，來改變 玻璃制品的外形和表面狀態(tài)的過程。 冷加工的基本方法： 研磨拋光 切割 噴砂、鉆孔和切削,3,玻璃工藝學,16.1.1 研磨和拋光,研磨、拋光的目的： 研磨、拋光的關系：,一、研磨拋光的原理（三個假設）,磨削理論： 流動層理論： 化學理論：,4,玻璃工藝學,1、玻璃的研磨過程,磨盤、磨料、玻璃做相對運動： 劃痕與剝離 產(chǎn)生微裂紋,二、玻璃的研磨,前蘇聯(lián)學者卡恰洛夫： 凹陷層的平均深度h h=K1D D磨料平均直徑
2、裂紋層的平均深度f f=2.3h 最大裂紋深度F F=3.74.0h,5,玻璃工藝學,各種磨料的研磨系數(shù):,磨料粒度要逐級降低,、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，則磨除量大,6,玻璃工藝學,3、磨料懸浮液的濃度和給料量：要適宜 4、磨盤轉速和壓力：與磨除量成正比 5、磨盤的材料：鑄鐵研磨效率為， 有色金屬為0.6 ， 塑料為0.2 6、玻璃的組成：質越硬越難研磨,水的作用： 冷卻 形成硅膠，有利于剝離。,7,玻璃工藝學,三、玻璃的拋光,1、拋光材料的性質、濃度和給料量 要求： 較高的拋光能力 磨料的硬度小于玻璃的硬度 莫氏硬度15、6 7 種
3、類： 紅粉（Fe2O3）、氧化鈰（CeO2）、 氧化鋯（ZrO2）、氧化釷（ThO2）,8,玻璃工藝學,稀土拋光粉特點：不污染環(huán)境，易于從沾著物上除去，而且拋光速度快、用量少、光潔度高和使用壽命長，但價貴。 主要用于照相機、攝影機鏡頭、電視顯像管、眼鏡片等的拋光。,濃度高效率高，但過量則降低。 水在拋光過程中所起的物化作用更明顯。,9,玻璃工藝學,2、拋光盤轉速和壓力 與玻璃磨除量間存在正比關系，但太高， 玻璃溫度高易破 3、周圍空間溫度和玻璃溫度 環(huán)境溫度25 4、拋光懸浮液的性質 以紅粉為拋光介質時，懸浮液的值在 39為宜，若加入硫酸鋅，硫酸鐵等鹽 類可提高效率 5、拋光盤的材料 一般用毛
4、氈,10,玻璃工藝學,四、新型拋光技術,浴法拋光 以紅粉或氧化鋁粉為拋光材料制成拋光液，將玻璃和拋光盤浸入拋光液中作業(yè),離子束拋光 將惰性氣體通過高頻或放電變成離子，撞擊被加工玻璃表面加工精度高，表面粗糙度達0.01m。,11,玻璃工藝學,16.1.2 切割、噴砂、鉆孔和切削,一、切割 利用玻璃的脆性和殘余應力，在玻璃上劃痕使應力集中 刀具有金剛石，碳化硅，硬質合金（如鎢鈷合金） 切割時要加水或煤油等冷卻液以保護玻璃切口和刀具 二、鉆孔 機械法研磨鉆床 沖擊法電磁振蕩器控制鉆頭 超聲波超聲波發(fā)生器控制鉆頭 4高壓水射流切割與鉆空,12,玻璃工藝學,三、噴砂 用高速氣流將細砂（石英砂，金剛砂）打
5、到制品表面造成透光不透視的毛面，用于商標的打印或裝飾,13,玻璃工藝學,要先設計鏤空圖案底版貼在玻璃表面或涂保護層,14,玻璃工藝學,四. 雕刻,雕刻就是在玻璃上刻各種浮雕圖案。為了讓雕刻出的圖案展現(xiàn)多種顏色，將彩色玻璃一層層燒制到胚胎上，一般燒制四五層，進行雕刻時，需要什么色彩，就雕刻到那一層。,15,玻璃工藝學,16.2 玻璃制品的熱加工,16.2.1 玻璃制品的熱加工原理,玻璃制品的熱加工原理與玻璃制品的成形原理相似，主要是利用玻璃粘度隨溫度改變的特性以及表面張力、導熱系數(shù)來進行。,16,玻璃工藝學,16.2.2 玻璃制品熱加工的主要方法,一、燒口：用火焰加熱切割口部的制品使楞角邊圓滑
6、二、火拋光、火切割或鉆孔：用高速的蘭火焰對制品 局部加熱消除微裂紋等 三、真空成形:用于制造精密內徑玻璃管，將玻管套在 金屬棒芯上，一端熔封，從另一端抽真 空，同時均勻而緩慢地加熱玻璃管使之 貼附在棒芯上，冷卻后取出 精度2/10000,17,玻璃工藝學,四、熱彎： 將玻璃加熱到軟化溫度附近，用自重或機械加壓使玻璃變形，得到一定形狀的加工方法,1、模壓式熱彎。按曲面玻璃所需形狀，做成陽模和陰模，在其外表面用玻璃布包裹，把熱塑玻璃對壓而成。,18,玻璃工藝學,2、 槽沉式熱彎成型。在加熱爐內，熱塑玻璃在自重下彎曲而落在模具上。,19,玻璃工藝學,3、撓性彎曲成型 按彎玻璃所要求的曲面把撓性輥 彎
7、成所需形狀,圖 2-5-10 撓性彎曲輥熱彎機1 一撓性輥； 2 一軸心園鋼； 3 一不銹鋼軟管； 4 一石墨支承環(huán)； 5 一玻璃纖維軟管,20,玻璃工藝學,五、燈工： 以玻璃管、棒為基材，在專用的噴燈火焰上進行局部加熱后，利用其熱塑性和熱熔性用鐵鉗、夾具、碳棒等工具進行彎、吹、按、焊等加工成型的技術。 噴燈：煤氣空氣、煤氣氧氣、氫氣氧氣等 是玻璃溫度計、保溫瓶、燈泡、注射器、安瓿、管制瓶、電真空器件等生產(chǎn)中二次熱加工的成型手段。,21,玻璃工藝學,六其他加工方法,1激光切割、鉆空：,2. 激光刻花工藝,22,玻璃工藝學,激光彩色內雕 無色透明玻璃摻雜某種特殊著色劑，經(jīng)激光雕刻后，再施以熱處理
8、，著色劑就會顯色 。,23,玻璃工藝學,3.等離子弧刻花 等離子可產(chǎn)生10000以上高溫，使金屬絲形成金屬粒子焰流噴射到玻璃表面，形成金屬涂層，由于其膨脹系數(shù)與玻璃不同冷卻后從玻璃表面剝落形成花紋 金屬絲：鋁、銅 、 號鋼,24,玻璃工藝學,4.彩飾玻璃,將彩釉施在玻璃表面再經(jīng)彩烤而成,彩釉：低熔玻璃（bO-B2O3-SiO2系統(tǒng)) +無機顏料+油劑或膠劑,彩飾方法：手繪印花貼花噴花,彩烤溫度：變形溫度以下,捷克,25,玻璃工藝學,把切成薄片的色塊加熱后敷在玻璃的表面,26,玻璃工藝學,16.3 玻璃與金屬的封接,封接件的要求： 1、足夠的機械強度和熱穩(wěn)定性 2、必須氣密即不透氣性,27,玻璃
9、工藝學,16.3.1 封接元件的要求,一、玻璃與金屬的潤濕問題： 氧化物膜與玻璃易潤濕，金屬與玻璃封接前須在空氣中加熱氧化 注：銅和鐵的氧化物膜松而多孔 二、玻璃與金屬的膨脹系數(shù)問題： 有差異，會產(chǎn)生應力，熱膨脹系數(shù)差在10%以內，封接應力不會破壞封接件 封接過程會產(chǎn)生很大的應力，所以封接后須退火 三、玻璃的電絕緣性要好,28,玻璃工藝學,16.3.2 封接形式,3、金屬焊料封接：在玻璃表面涂覆金屬層，然后 用焊錫等與金屬焊接 4、機械封接：玻璃和金屬間涂熔融的低熔點焊 料，冷卻即可用于石英玻璃的封接,1、匹配封接：某金屬配以專用玻璃來封接 2、非匹配封接：利用金屬的彈性變形來松弛應力 （選用細、薄、軟的金屬）； 用過渡玻璃進行封接。,29,玻璃工藝學,思考題 、玻璃熱彎的方法 、對封接玻璃有哪些性能要求,
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