第四节玻璃的成型与退火.ppt

上限退火温度：三分钟内消除95%应力的温度，一般相当于退火点的温度，也称最高退火温度，粘度为1012Pa.s。 下限退火温度：三分钟内消除5%应力的温度，也称最低退火温度，粘度为1013.6 Pa.s。在此温度以下玻璃完全处于弹性状态，该点温度也可以称为应变点。 在退火温度范围内确定某一保温均热的温度，称之为退火温度。 第30页，共37页。 第四节玻璃的成型与退火 第1页，共37页。 一、玻璃的成型 1. 成型与定形 玻璃成型：熔融的玻璃液转变为具有固定几何形 状制品的过程。 成型过程： 决定因素：玻璃的热性质和周围介质影响玻璃 的硬化速度。 成型： 定形： 赋予制品以一定的几何形状。 使玻璃制品的形状固定下来。 决定因素：玻璃的流变性（黏度、表面张力、可塑 性、弹性以及这些性质的温度变化特征）。 高温 低温 第2页，共37页。 2. 成型性质 玻璃的黏弹性（黏度、表面张力和弹性性能）和热学性质（热传导系数、比热、热膨胀系数、玻璃的透光系数、辐射系数和热交换系数）。 在众多的性质中，黏度和表面张力起着最重要的作用。 第3页，共37页。 （1）粘度 粘度不仅对玻璃的成型有重要影响，而且还影响玻璃的熔制和退火过程。 利用玻璃粘度随温度变化的可逆性，可以在成型过程中多次加热玻璃，使之反复达到所需的成型粘度，可进行局部的反复加工，以制造复杂的制品。 一般玻璃的成型温度范围：接近粘度-温度曲线弯曲处，以保证玻璃具有自动定形的某种速度。 一般玻璃的成型粘度范围为102~106Pa?s 第4页，共37页。 熔融玻璃的表面张力在玻璃的澄清、均化、成型等方面起 着重要作用。 如，成型时表面张力可使玻璃料滴自动形成球形，不用模 型即可吹制圆形料泡；在玻璃纤维和玻璃管的拉制中能自然得 到圆形截面。 但是，表面张力对成型也有不利之处。压制成型时制品的 锐棱会自动变圆，难以得到清晰的花纹。 （2）表面张力 第5页，共37页。 玻璃只要是在粘滞流动状态，就不会产生 永久应力，也不会产生玻璃缺陷。 （3）弹性 106Pa.s 1014Pa.s 粘滞性液体 弹性固体 温度 高 低 粘-弹体 第6页，共37页。 （4）比热、导热率、热膨胀、透热性 玻璃成型时的冷却速度决定于外界的冷却条件，也和玻璃、 自身的比热、导热率、热膨胀、透热性等有关。 比热----决定在成型过程中放出的热量，随温度下降，玻璃的比 热减小。 导热率、透热性----越大，玻璃的冷却速度越快，成型速度越快。 第7页，共37页。 玻璃的成型制度是指成型各个阶段的黏度-时间或温度- 时间关系曲线。 3. 成型制度的制定 在具体的成型条件下确定成型温度范围、各个操作工序的持续时间、冷却介质或模型的温度等工艺参数。 应使玻璃在成型各工序的温度和持续时间同玻璃液的流变性质及表面热性质协调一致，即在需要变形的工序，玻璃应有充分的流动度，使其迅速充满模具，表面得到迅速的冷却，出模时不变形，表面不产生裂纹等缺陷。 合理的成型制度： 第8页，共37页。 a、成型粘度范围 玻璃液在成型粘度范围内易于成型，有一定的冷 却硬化速度，又不产生析晶等缺陷。 成型开始所需的粘度还和许多因素有关，如成型 方法、制品的外形和重量等。 一般工业玻璃的成型粘度范围为102~106Pa?s。 成型制度的确定 第9页，共37页。 b、模型的温度制度 成型前，模型应加热到适当的操作温度。 由于玻璃的热传导能力很差，玻璃表面的热量 很快传出而又得不到内部热量的迅速补充，所以玻璃 表面的温度会迅速下降，若冷却进行的过快，就会在 玻璃表面层产生张应力，导致制品出现裂纹和破裂。 所以要求模具温度不能太低。 第10页，共37页。 与其它材料的不同之处： 玻璃的粘度与表面张力随温度变化，成型和定形能连 续进行，使得玻璃具有各种各样的成型方法。 玻璃成型经历了手工→半机械化→机械化→计算机控制。 主要的机械成型方法有： 吹制法、压制法、拉制法、浮法、压延法与浇铸法。