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高溫玻璃的生產工藝--熱彎原理

作者:奧固鴻已有:N多人關注

利用玻璃的熱塑性，將玻璃加熱至玻璃化溫度以上50℃左右，施以外力，使玻璃彎曲變形成所需的形狀，而后經過退火、冷卻，制成成品的過程稱為玻璃的彎曲。
在研究玻璃的熱學特性時，通過玻璃的膨脹系數(shù)測定實驗，可以得到如圖的曲型膨脹曲線。

在圖中溫度T₁（玻璃應變點或玻璃退火溫度下限，η=10^13.6Pa·s）以前，玻璃處于彈性膨脹階段，玻璃在加熱或冷卻過程中只發(fā)生微米級不可恢復的變形，一般仍認為是彈性變形。T₁~T_g(熱膨脹退火溫度、軟化溫度或脆性溫度，η=10¹²Pa·s)之間，玻璃處在塑彈性階段；T_g~T_f（熱膨脹軟化溫度η=10¹⁰Pa·s)之間，玻璃處在塑性變形階段。尤其是T_d（熱膨脹開始變形溫度η=10¹⁰Pa·s)~T_f之間，在這一階段玻璃的變形是不可恢復的。利用玻璃的這一特點，將平板玻璃切割成要求曲面的平面展開形狀尺寸，并放在特定形狀的模具上，玻璃加熱至T_d~T_f溫度范圍，依靠重力或外加力于玻璃板上，使其變形至要求的形狀。隨后將玻璃按照玻璃退火工藝曲線將至室溫。
玻璃的熱彎生產過程分連續(xù)式和間歇式兩種。視生產量和具體工藝要求而定。
連續(xù)式一般采用隧道窯的形式。玻璃放置在帶有行走機構的模具上，依次經過預熱區(qū)段、成形區(qū)段、退火區(qū)段、冷卻區(qū)段、取片區(qū)段。每一區(qū)段依據玻璃熱性能的不同，設置不同的溫度制度和保持時間。溫度制度和保持時間可以通過實驗或相近玻璃的熱彎經驗來確定。對于常用的浮法玻璃的熱彎，一般采用下表所示的工藝制度進行生產。

區(qū)段	放片	預熱	成形	退火	冷卻區(qū)	取片
溫度/℃	<50	<600	700~750	540~570	<500	<70

間歇式一般采用一加熱、兩冷卻的雙工位玻璃熱彎爐。工藝過程遵從浮法玻璃熱彎工藝制度。在玻璃熱彎工藝出現(xiàn)的早期，曾經采用單窯間歇生產方式。將切割好的一批半成品玻璃片（最多10片）疊放在模具上，片與片之間灑上隔離劑，置入窯中，封閉窯門，將玻璃從室溫升溫至熱彎溫度后，停止加熱，玻璃隨爐一同冷卻（兼作退火）至室溫。每生產周期大約需要24h。這種形式的生產工藝，由于產量小，玻璃表面質量較差（多有表面麻點，上下間隔較遠的玻璃形狀吻合度差），已較少使用。
高溫玻璃的加工熱彎設備按照加熱方式的不同，有電熱彎爐、明焰熱彎爐、隔焰熱彎爐。按照制品生產過程中運動方式不同，又可分為間歇式和連續(xù)式兩種類型。

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