1、玻璃成型及其模具第一讲报告人：孙 德 勤常熟理工学院机械工程系内容概要1.玻璃介绍2.玻璃的基本成形方法n广义包括：无机玻璃和有机玻璃两大类。n这里玻璃指无机玻璃。n玻璃是一种具有无规则结构的非晶态固体。它没有固定的熔点，在物理和力学性能上表现为均质的各向同性。 n大多数玻璃都是由矿物原料和化工原料经高温熔融，然后急剧冷却而形成的。在形成的过程中，如加入某些辅助原料，如助熔剂、着色剂等可以改善玻璃的某些性能。一、玻璃介绍 1. 常用玻璃介绍： （1）日常生活中应用的玻璃大多是以SiO2为主要成分的硅酸盐玻璃，属Na2O-CaO-SiO2系统。 普通玻璃组成含有Na2O（12%16%），CaO
2、（6%12%）， SiO2（66%75%），还有少量Al2O3, MgO等氧化物，属钠钙系玻璃。 又称Na, Ca, Si 玻璃（苏打玻璃，石灰玻璃）、瓶罐玻璃，器皿玻璃。 主要特点： 玻璃中成本最低，易熔制、加工， 耐热性、化学稳定性好， 适宜于没有特殊要求的容器。 （2） Na，B ，Si 玻璃（医用玻璃） 中性玻璃。主要成分：SiO2 67-75%， Na2O 6.4-11.5% B2O3 6-9%, Al2O3 4-8.5%主要特点：耐水、耐热、耐酸、碱性均比前者强，长期贮存中性液体其PH值不变。2. 玻璃具有一系列非常可贵的特性：透明、坚硬、良好的化学稳定性；可通过化学组成的调整，大
3、幅度调节玻璃的物理和化学性能，以适应各种不同的使用要求；可以用吹、压、拉、铸、槽沉、离心浇注等多种成形方法，制成各种形状的空心和实心制品；可以通过焊接和粉末烧结等加工方制成形状复杂、尺寸严格的器件。制造玻璃的原料丰富，价格低廉。3.玻璃的种类 按其化学成分可分为钠钙玻璃、铝镁玻璃、钾玻璃、铅玻璃、硼硅玻璃和石英玻璃等； 按功能和加工工艺分为普通窗用玻璃（普通平板玻璃）、热反射玻璃、异形玻璃、钢化玻璃、夹层(丝)玻璃等。4.玻璃的性能特征(一) 密度决定于 构成玻璃的原子质量 也与原子的堆积及配位数有关。 玻璃结构紧密，密度增大。反之，则降低。各类玻璃密度相差甚大。 密度最小的石英玻璃为2.21
4、g/cm3 含有大量氧化铅的重燧石玻璃密度达6.5g/cm3 普通玻璃密度在2.5g/cm3左右(二)力学性质玻璃的力学性质取决于化学组成、制品形状、表面性质和加工方法。玻璃的主要力学性能是抗拉强度和脆性指标。玻璃的实际抗拉强度为3060MPa。普通玻璃的脆性指标（弹性模量与抗拉强度之比）为13001500。脆性指标越大，其脆性越大。1.硬度硬度是固体材料抵抗另一种固体深入其内部而不产生残余形变的能力。玻璃的硬度主要决定于原子半径、电荷大小及堆积密度。2.机械强度玻璃是一种脆性材料 其机械强度一般用耐压、抗张、 抗冲击强度等表示。 分理论强度和实际强度。（三）玻璃的粘度粘度：是表征流体内摩擦力
5、或者表示阻碍液体流动性质的物理量。f=.A.(dv/dy)比例系数叫做内摩擦系数或粘度。=(f/A)/(dv/dy)=/(dv/dy)式中： 粘性液体流动时的剪切应力 粘度，单位泊（P),或用Pa .s表示。AFvy流体的粘度 在玻璃加工工艺中，经常把粘度在10105 Pa .s（102106P）范围内随温度变化的快慢叫做玻璃的料性。长性玻璃（料性长）的粘度随温度变化慢；短性玻璃（料性短）的粘度随温度变化快。注意 (四) 热物理性质(1)玻璃的导热性很差，在常温时其导热系数仅为铜的1/400。另外，它还受玻璃的颜色和化学组成的影响。(2)玻璃的热膨胀性决定于化学组成及其纯度，纯度越高热膨胀系数
6、越小。(3)玻璃的热稳定性决定于玻璃在温度剧变时抵抗破裂的能力。玻璃的热膨胀系数越小，其热稳定性越高。玻璃制品越厚、体积越大，热稳定性越差。 (五)化学稳定性玻璃具有较高的化学稳定性。玻璃的化学稳定性是指玻璃抗耐气体、水、酸、碱或其他化学试剂、药物溶液等侵蚀的能力。一般玻璃具有极好的化学惰性，但成分中的Na2O及其他金属离子能溶于水，而导致玻璃的侵蚀及与其接触的溶液的pH值发生变化。玻璃水潮湿空气酸碱(六)玻璃的光学性能玻璃既能透过光线，又能反射光线和吸收光线。玻璃有优异的光学性能，其光学性质包括折射、反射和透射。取决于玻璃的组成，与制造工艺与光的波长有关。对于玻璃容器，透明的玻璃包装可以促进
7、产品的销售。可见光与紫外光的穿透可加速玻璃容器中有些产品的变质。n玻璃的用途除采光、透视、隔声、隔热外，还有艺术装饰作用。特种玻璃还兼有吸热、保温、耐辐射、防爆等特殊功能。古埃及玻璃制品古埃及玻璃制品清乾隆白地套红玻璃双合瓶清乾隆白地套红玻璃双合瓶现代建筑离不开玻璃的装现代建筑离不开玻璃的装饰和采光饰和采光5. 玻璃的发展与应用 习惯上将窗用玻璃、压花玻璃、磨砂玻璃、磨光玻璃、有色玻璃等统称为平板玻璃。 平板玻璃具有良好的透光性能、较高的化学稳定性和耐久性，透光率84%以上；软化温度650700；导热系数0.820.73W/(mK)；膨胀系数810-61010-6/K。平板玻璃各项技术指标应符
8、合GB 487195、GB 111489的规定。1.平板玻璃平板玻璃二、常见玻璃制品各种平板玻璃的特点和用途各种平板玻璃的特点和用途 品种工艺过程特点用途 普通窗用玻璃未经研磨加工透明度好，板面平整用于建筑门窗装配磨砂玻璃用机械喷砂和研磨方法将普通平板玻璃处理表面粗糙，使光产生漫射，有透光不透视的特点 用于卫生间、厕所、浴室的门窗压花玻璃在玻璃硬化前用刻纹的滚筒在玻璃面压出花纹折射光线不规则，透光不透视，有使用功能又有装饰功能用于宾馆、办公楼、会议室的门窗彩色玻璃 透明彩色玻璃在玻璃原料中加入金属氧化物而带色 耐腐蚀、抗冲刷、易清洗、装饰美观 用于建筑物内外墙面、门窗及对光波作特殊要求的采光部
9、位不透明彩色玻璃在一面喷以色釉，再经烘制而成 （1） 钢化玻璃钢化玻璃生产工艺有两种：一种是将平板玻璃在钢化炉中加热到玻璃软化温度(约650)，然后迅速冷却，从而在玻璃表面形成预加压应力。另一种是将平板玻璃通过离子交换法处理而制得。 钢化玻璃弹性好，抗冲击强度高(普通平板玻璃的46倍)，抗弯强度高(普通平板玻璃的3倍)。钢化玻璃有平面钢化玻璃、曲面钢化玻璃两种。2. 安全玻璃安全玻璃在两片或多片平板玻璃、钢化玻璃、磨光玻璃或其他玻璃之间嵌夹透明的塑料薄片，经热压粘合而成。衬片多用聚乙烯醇缩丁醛、聚氨酯等塑料胶片。夹层玻璃有平面夹层玻璃和曲面夹层玻璃两种。这种玻璃受到剧烈振动或撞击破坏时，由于衬
10、片的粘合作用，玻璃裂而不碎，具有防弹、防震、防爆性能。 （2） 夹层玻璃夹层玻璃夹丝玻璃也称防碎玻璃。系以压延法生产的玻璃，当玻璃经过两个压延辊的间隙成型时，加入预先加热处理的金属丝或金属网，使之压于玻璃板中加工而成。夹丝玻璃强度大，不易破碎，即使破碎，碎片附着在金属丝网上，不易脱落，使用比较安全。夹丝玻璃受热炸裂后，仍能保持原形。当发生火灾时能起到隔绝火势的作用。故又称防火玻璃。（3） 夹丝玻璃夹丝玻璃（1） 热反射玻璃热反射玻璃在无色透明的平板玻璃上，镀一层金属(如金、银、铜、铝、镍、铬、铁等)或金属氧化物薄膜或有机物薄膜，使其具有较高的热反射性，又保持良好的透光性能，这种玻璃称热反射玻璃
11、，亦称镀膜玻璃。镀膜的方法很多：一种是通过喷涂、真空蒸镀、阴级溅射等方法；一种是采用电浮法或等离子交换方法。3 声、光、热控制玻璃声、光、热控制玻璃热反射玻璃具有以下性能特点：(1)对太阳辐射热有较高的热反射能力。(2)具有单向透视的特性。 由于热反射玻璃具有以上两个特点，在建筑工程中特别适用于高层建筑物幕墙(玻璃幕墙)。 中空玻璃是以同尺寸两片或多片平板玻璃、镀膜玻璃、彩色玻璃、压花玻璃、钢化玻璃等，四周用高强、高气密性粘结剂将其与铝合金框或橡皮条、玻璃条胶结密封而成，是一种很有发展前途的新型节能建筑装饰材料。具有优良的保温、隔热和降噪性能。 （2） 中空玻璃中空玻璃 饰面玻璃是用于建筑物表
12、面装饰的玻璃制品的总称，包括板材和砖材，有玻璃马赛克、釉面玻璃、玻璃面砖、矿渣微晶玻璃砖等。 可制成各种色彩和尺寸，可拼镶成各种图案，广泛用于建筑物内外墙装饰。 （4） 饰面玻璃饰面玻璃4.4.玻璃器皿玻璃器皿（一）玻璃杯（一）玻璃杯(1)(1)吹制玻璃杯吹制玻璃杯 (2) (2) 压制玻璃杯压制玻璃杯 （二）玻璃酒杯（二）玻璃酒杯 （三）玻璃冷水瓶（三）玻璃冷水瓶 （四）玻璃花瓶（四）玻璃花瓶 （五）玻璃糖缸（五）玻璃糖缸 （六）玻璃茶盘（六）玻璃茶盘 （七）微晶玻璃锅（七）微晶玻璃锅 （一）玻璃材料的质量检验（一）玻璃材料的质量检验1 1、玻璃板材的检验、玻璃板材的检验 外观质量主要是检查
13、平整度，观察有无气泡、夹杂物、外观质量主要是检查平整度，观察有无气泡、夹杂物、划伤、线道和雾斑等质量缺陷，存在此类缺陷的玻璃，在划伤、线道和雾斑等质量缺陷，存在此类缺陷的玻璃，在使用中会发生变形使用中会发生变形, ,降低玻璃的透明度、机械强度和玻璃降低玻璃的透明度、机械强度和玻璃的热稳定性，工程上不宜选用。由于玻璃是透明物体，在的热稳定性，工程上不宜选用。由于玻璃是透明物体，在挑选时经过目测，基本就能鉴别出质量好坏。玻璃加工制挑选时经过目测，基本就能鉴别出质量好坏。玻璃加工制品的检验，除按平板玻璃的要求检测外，还应检验其加工品的检验，除按平板玻璃的要求检测外，还应检验其加工质量，检测规格尺寸是
14、否标准、加工精度及图案清晰度等质量，检测规格尺寸是否标准、加工精度及图案清晰度等是否符合要求，同时边部不允许有残缺。是否符合要求，同时边部不允许有残缺。 三、玻璃制品质量控制（二）玻璃器皿的质量检验（二）玻璃器皿的质量检验 基本要求是：具有正确的规格和形状，必要的坚基本要求是：具有正确的规格和形状，必要的坚固性和耐热性，外形美观，图案清晰。固性和耐热性，外形美观，图案清晰。1 1、规格、规格2 2、结构、结构3 3、色泽、色泽4 4、耐温急变性、耐温急变性5 5、耐水性、耐水性6 6、外观缺点、外观缺点 四、玻璃生产工艺流程介绍四、玻璃生产工艺流程介绍 玻璃的生产工艺包括：配料、熔制、成形、退
15、火等工序。 1配料，按照设计好的料方单，将各种原料称量后在一混料机内混合均匀。玻璃的主要原料有：石英砂、石灰石、长石、纯碱、硼酸等。 2熔制，将配好的原料经过高温加热，形成均匀的无气泡的玻璃液。这是一个很复杂的物理、化学反应过程。玻璃的熔制在熔窑内进行。熔窑主要有两种类型：一种是坩埚窑，玻璃料盛在坩埚内，在坩埚外面加热。小的坩埚窑只放一个坩埚，大的可多到20个坩埚。坩埚窑是间隙式生产的，现在仅有光学玻璃和颜色玻璃采用坩埚窑生产。另一种是池窑，玻璃料在窑池内熔制，明火在玻璃液面上部加热。玻璃的熔制温度大多在13001600C。大多数用火焰加热，也有少量用电流加热的，称为电熔窑。现在，池窑都是连续
16、生产的，小的池窑可以是几个米，大的可以大到400多米。 3成形，是将熔制好的玻璃液转变成具有固定形状的固体制品。玻璃首先由粘性液态转变为可塑态，再转变成脆性固态。成形方法可分为人工成形和机械成形两大类。 A人工成形。又有（1）吹制，用一根镍铬合金吹管，挑一团玻璃在模具中边转边吹。主要用来成形玻璃泡、瓶、球（划眼镜片用）等。（2）拉制，在吹成小泡后，另一工人用顶盘粘住，二人边吹边拉主要用来制造玻璃管或棒。（3）压制，挑一团玻璃，用剪刀剪下使它掉入凹模中，再用凸模一压。主要用来成形杯、盘等。（4）自由成形，挑料后用钳子、剪刀、镊子等工具直接制成工艺品。 B机械成形。因为人工成形劳动强度大，温度高，
17、条件差，所以，除自由成形外，大部分已被机械成形所取代。机械成形除了压制、吹制、拉制外，还有（1）压延法，用来生产厚的平板玻璃、刻花玻璃、夹金属丝玻璃等。（2）浇铸法，生产光学玻璃。（3）离心浇铸法，用于制造大直径的玻璃管、器皿和大容量的反应锅。这是将玻璃熔体注入高速旋转的模子中，由于离心力使玻璃紧贴到模子壁上，旋转继续进行直到玻璃硬化为止。（4）烧结法，用于生产泡沫玻璃。它是在玻璃粉末中加入发泡剂，在有盖的金属模具中加热，玻璃在加热过程中形成很多闭口气泡这是一种很好的绝热、隔音材料。此外，平板玻璃的成形有垂直引上法、平拉法和浮法。浮法是让玻璃液流漂浮在熔融金属（锡）表面上形成平板玻璃的方法，其
18、主要优点是玻璃质量高（平整、光洁），拉引速度快，产量大。 4 退火，玻璃在成形过成中经受了激烈的温度变化和形状变化，这种变化在玻璃中留下了热应力。这种热应力会降低玻璃制品的强度和热稳定性。如果直接冷却，很可能在冷却过程中或以后的存放、运输和使用过程中自行破裂（俗称玻璃的冷爆）。为了消除冷爆现象，玻璃制品在成形后必须进行退火。退火就是在某一温度范围内保温或缓慢降温一段时间以消除或减少玻璃中热应力到允许值。此外，某些玻璃制品为了增加其强度，可进行刚化处理。包括：物理刚化（淬火），用于较厚的玻璃杯、桌面玻璃、汽车挡风玻璃等；和化学刚化（离子交换），用于手表表蒙玻璃、航空玻璃等。刚化的原理是在玻璃表面
19、层产生压应力，以增加其强度。 一）玻璃的熔制1、玻璃熔炉 又叫玻璃熔窑。有两种类型：池窑和坩埚窑。 熔制温度为15001600。 由耐火材料制成，规格用面积表示，炉壁寿命3年。 原料 主料 辅料 特殊用料 熔制 原料准备 熔制过程2、玻璃熔制过程主料 （1）硅砂或石英粉 作用：引入SiO2，构成玻璃的网络骨架结 构。 （2）纯碱（Na2CO3） 作用：引入Na2O，还可以助熔。 （3）石灰石（CaCO3） 作用：引入CaO，还可以防止碱结晶， 可提高玻璃的化学稳定性。 （4）长石 作用：引入Al2O3 ，可节省纯碱。因长石能引入 碱金属氧化物，如： Na2O ，K2O。（5）白云石（CaCO3
20、MgCO3的复盐） 作用：可提高化学稳定性。（6）芒硝（Na2SO4） 作用：引入Na2O ，节省纯碱，主要作用是除渣 （ SiO2）。（7）碎玻璃（炉料的25-30%） 作用：主要为了节省纯碱、能源，促进溶化。 辅料（1）澄清剂 在高温时分解放出气体的物质，可促进玻璃中气泡的排除。一般为硫酸盐，如：CaSO4, Na2SO4。用量1%以下。（2）助熔剂 硝酸盐，硫酸盐。用量1%以下。 特殊用料（1）无色玻璃 加入脱色剂。 化学脱色剂（氧化剂） 用澄清剂即可。 物理脱色剂 两色互补而失色。TiO2， FeO使玻璃呈绿色。Mn+3着紫色，Se+2(硒)着浅玫瑰色，它们可与玻璃中浅绿色互补，CoO
21、呈蓝色，可与绿色互补，增加玻璃的透明度。（2）彩色玻璃 Fe+3淡青色，Cr+3+Mn+3黑色，Mn+3+ Fe+3橙黄色至暗紫色，Fe2O3黄色，Cr2O3蛋黄色。（3）乳白色玻璃 加入乳浊剂。氟化物，炉料的3-10%。2、玻璃熔制过程（二）原料制备 原料准备 按成分比，计算出各主料的用量，称量混合， 放入重油熔窑熔制。 熔制过程 硅酸盐形成阶段 （800-900 ） 作用：去除所有水（混合进去的与结构水）， 生成硅酸盐与未熔硅砂（未发生反应） 的烧结物。（含大量气泡） 玻璃形成阶段 （ 1200） 作用：烧结物全部变成玻璃液，但组分不均 匀，含大量气泡。 澄清阶段 （1400-1600）
22、气体搅拌作用，使组织均匀，同时气体排除。 均化阶段 （温度下降） 通过对流、扩散进行。 冷却阶段 （成型温度稍高，约 1150） 冷却到适合成型的温度。二)、玻璃容器的成型 1、玻璃粘度随温度的变化及特征温度 粘度随温度下降而增大的特性是玻璃制品成型和定型的基础。 在玻璃生产中常把不同阶段的特征粘度值及对应的特征温度作为工艺参数和监测工艺过程的操作点加以控制。 熔点：又叫熔融温度，玻璃熔点是一个温度范围。 成型操作点：在操作点到软化点的温度范围内，粘度变化剧烈，玻璃在此范围成型。对瓶罐玻璃，成型开始（料滴）和结束的粘度分别为103P和107P，对应温度分别为1200和760左右。 软化点：是玻
23、璃不能形变的最高温度。 退化点：原子有足够的扩散速度，可以在短时间内消除玻璃剩余应力。 应变点：玻璃开始变为脆性固体。在应变点附近由于粘度增加，引入的应力将成为剩余应力留在硬化玻璃中。二)、玻璃容器的成型二)、玻璃容器的成型三）、成型缺陷玻璃容器成型后，可能存在许多缺陷，一些来自玻璃原料，一些来自模具、成型操作。四）玻璃容器的退火及表面处理 玻璃在成型后冷却过程中产生的剩余热应力使瓶罐的机械强度和热稳定性大大降低，甚至自行破裂，玻璃容器及制品的退火就是消除玻璃中剩余热应力的热处理过程。 玻璃瓶罐中的应力 永久应力 当玻璃冷却到室温，温度梯度消失后仍然存在的应力称为永久应力或剩余应力。 产生的基
24、本条件：冷却的速度快，开始冷却的温度在玻璃应变点之上。 除非经退火处理，否则永久应力将一直存在于玻璃制品中。 暂时应力 玻璃中随温差的存在而存在，随温差的消失而消失的热应力称为暂时应力。 产生的基本条件：冷却速度快，而开始冷却时的温度低于玻璃应变点。 一般来说，暂时应力不会对玻璃制品造成损害，如果温度急剧变化产生的暂时应力超过玻璃的机械强度时，也能使玻璃破裂。 玻璃瓶罐的退火 是指消除或减小玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程。 任何玻璃制品在加工过程中都存在着剩余热应力或永久应力。 退火温度选择退火温度范围：在转变温度（Tg）以下的适当温度范围内，玻璃的结构基团仍能位移，因而可以消除玻璃中的
25、热应力。一般普通玻璃上限选为粘度为1011P的600 左右，下限选为粘度为1013P的540 左右。上限退火温度下，经3分钟能消除应力的95%，下限退火温度下，经3分钟能消除应力的5%。 退火工艺包括加热、保温、缓慢降温及快速降温4个阶段。退火热处理工艺有一次退火和二次退火之分。玻璃瓶罐成型后立即进入退火炉的热处理称为一次退火。玻璃制品在冷却后再进行退火的叫二次退火。退火热处理在退火炉中进行的。 玻璃表面处理技术 只介绍与退火有关的表面处理技术 主要包括消除表面裂纹的酸处理、火抛光、涂层、玻璃表面硫霜化反应、双层涂敷工艺。 酸处理：用氢氟酸或与硫酸配制成混合酸处理玻璃表面，以腐蚀掉表面微小裂纹
26、或使裂纹尖端半径增大，以提高玻璃强度。 火抛光：加热玻璃至软化温度左右，借表面张力使裂纹愈合，俗称火抛光或同相处理。 涂敷有机化合物：在玻璃表面涂敷有机硅或其他有机化合物，形成坚实的有机硅薄膜，使表面裂纹愈合的方法，俗称异相愈合。 硫霜化反应：玻璃制品在退火过程中部分碱性氧化物能与炉气中的酸性气体发生反应，洗去粉霜后在玻璃表面上富集了二氧化硅，提高的玻璃稳定性。 双层涂敷工艺：是一项先进技术。通常也在退火炉中进行，涂敷有机化合物之前，先涂敷一层金属氧化物，如氧化锡、氧化钛等。在退火炉的热端加入金属涂敷层，在冷端加入有机硅等有机化合物。大大提高了抗冲击性能和化学稳定性。玻璃表面处理技术五）强化玻
27、璃与轻定量玻璃 强化玻璃又叫钢化玻璃。 玻璃的强化技术是根据玻璃的抗压强度比抗拉强度高的原理而设计的，采用热处理或离子交换方法，将能抵抗拉应力的压应力层预先置入玻璃表面，使玻璃在受到拉应力时，首先抵消表面层的压应力。 玻璃的强化技术与双层涂敷工艺相结合，开发研制了高强度轻量玻璃容器，成为当今玻璃包装材料的一个主要发展方向。 玻璃强化技术 玻璃表面的热处理 通过热处理然后急冷制造钢化玻璃的技术是较早采用的强化玻璃的方法，也叫风冷强化法。 基本作法是用冷空气或油浴急剧冷却处于高温但尚未软化的玻璃。20 10 0 10 20压应力张应力120 80 40 0 40 80 120表面内部表面钢化玻璃的
28、表面与内部剩余应力（截面图） 化学强化处理 在玻璃表面进行离子交换使玻璃强化的方法统称为化学钢化。 原理是把玻璃组成中的Na+置换为半径较大的K+，由于这种置换作用，将其抵抗拉应力的压应力层预先置入玻璃表面，实现了玻璃强化的目的。 将普通玻璃置于欲置换离子的熔岩中，在高温下进行离子交换处理是一种使玻璃化学钢化的方法。 轻量玻璃容器 重容比 玻璃瓶罐的重量与其容积之比。常用W(g)/C(ml)表示。 是评价同样容积的瓶子重量大小的参数。 玻璃瓶重与壁厚有关。重量瓶是指平均壁厚为3.5mm玻璃瓶。轻量瓶壁厚平均为22.5mm。 轻量瓶的级 可以经验公式来表示轻量瓶的级别或轻量级的程度 L=0.44
29、WV-0.77式中：L为轻量化级；W为瓶重；V为瓶容积(ml)。轻量瓶的轻量化级L级别L级别1.4重量级重量级0.71轻量级轻量级11.4标准重量级标准重量级 0.70.7超轻量级超轻量级 在瓶形的设计中考虑影响强度的因素，如避免螺纹瓶口、减少瓶高度等。 采用双层涂敷、离子交换等先进的强化玻璃技术工艺制造玻璃瓶。 为使瓶壁厚度均匀，在选料上要选含Al2O3 , MgO的钠钙玻璃。由于瓶壁薄，散热快，应使玻璃的料性较长。轻量瓶的设计五、玻璃制品成形过程应注意的几个问题（1）熔化性能 考虑选择的玻璃组成使其熔制温度不能过高，通常根据目前我国小型池窑及坩埚窑的现状，玻璃的熔化温度不宜超过1520。所
30、以，最好选择能在14501500温度范围内可以熔化好和澄清好的玻璃组成。 某些玻璃组分可以大大降低玻璃熔体的粘度和表面张力。它们可以加速玻璃熔化与澄清。碱金属氧化物（Na2O，K2O，Li2O）是十分有效的助熔剂；某些碱土金属也起到一定助熔作用，如氧化锌（ZnO）等。氧化硼对于玻璃的熔化与澄清敢是非常有效的，且用量不大。在某些情况下，这些氧化物可以成为微晶玻璃的主要组成分。有些晶核剂本身也具有助熔作用，如TiO2等。 在玻璃组成中，除了上述助熔剂和有利于澄清的组分外，还有一些组分会增加玻璃的粘度与表面张力。这会使玻璃的熔化与澄清速度降低，如氧化铝，但它们适当调其它玻璃组分的比例，适应于现有熔窑
31、的熔化制度。 除了选择易于熔化的玻璃组成外，还要考虑熔化过程中某些组分的挥发损失。其次是玻璃液与熔窑耐火材料之间的反应，使其熔于玻璃之中，从而造成玻璃设计组成的变化。有些组分如Na2O、B2O3，等通过多年来的生产实践是可以粗略地估计出来的。但有些物质对耐火材料的侵蚀程度却是难以估计的，故只有通过生产实践摸索出，以便理论计算与配料时加以补偿或纠偏。 （2）操作性能 熔化和澄清好的玻璃应具有适应于特定成形工艺的操作性能。许多玻璃成形工艺要求玻璃液在相当宽的温度范围内具有流动性，但不同的成形工艺要求具有不同的料性。在以坩埚生产微晶玻璃装饰材料时，以手工挑料压制成形，则要求玻璃具有较长的料性，否则会
32、由于料性的影响而难以压制成形。以池炉采用平板玻璃生产工艺拉制成形时，则其料性相比之下，则可以适当短一点。 作业性能的另一个方面是在成形过程中，玻璃冷却时有无失透的可能。在玻璃进行冷却时，由均匀成核导致的晶体生长可长出大晶体，而不是象由诱导析晶所得到的微晶结构。因此，不加控制而晶化出的玻璃是不可能具有很高的强度及其它优异性能的。此外，如果在成形操作过程中，发生非控析晶，则会导致玻璃粘度的急剧变化，从而给成形操作带来不利的影响。此外还会由于产生大晶体而导致过高的应力的形成，从而使玻璃在冷却退火过程中产生破裂。故选择玻璃组成时，其析晶性能应慎重考虑。氧化锂和氧化镁都有加速玻璃析晶的倾向，但也有一些氧
33、化物引入后可以抑制玻璃冷却时的析晶。氧化铝具有显著的抑制玻璃析晶的作用，引入很少的量，就可抑制玻璃在成形中的析晶，氧化锌和氧化硼具有类似的作用，只是效果较差。 六、玻璃制品的成型技术平板玻璃1.浮法成型 指玻璃液流入锡槽后在熔融金属锡的表面上成型为平板玻璃的方法。熔窑内已冷却至1150-1100的玻璃液，通过连接熔窑与锡槽的流槽，流到熔融的 锡液表面上，在自身重力，表面张力以及拉引力的作用下，摊开成玻璃带，并在锡槽中被抛光与拉薄，在锡槽末端玻璃带已冷却到600左右，将即将硬化的玻璃板引出锡槽，通过过渡辊台进入退火窑。浮法玻璃工艺示意图 n垂直引上法是利用拉引机械从玻璃溶液表面垂直向上引拉玻璃带
34、，经冷却变硬而成玻璃平板的方法。根据引上设备不同，又分为有槽引上、无槽引上和对辊引上等方法。n其特点是成型容易控制，可同时生产不同宽度和厚度的玻璃，但宽度和厚度也受到成型设备的限制，产品质量也不是很高，易产生波筋、线道、表面不平整等缺陷。 2 垂直引上法垂直引上法有槽引上法成型示意图 无槽引上法成型示意图 n水平引拉法是将玻璃带自液面引拉7001000mm处，元板通过转向辊改为水平方向引拉，再经退火冷却而成玻璃板的方法。n这种方法不需要高大的厂房，可以进行大面积切割，缺点是玻璃厚薄难以控制，板面易产生麻点，因此一般只用于小型生产。 3 水平引拉法水平引拉法七、玻璃制品的成型技术-器皿n将按玻璃
35、成分配合的粉料和熟料投入坩埚窑或池窑中熔制，熔化后，澄清成均匀无气泡、无结石、无条纹的玻璃液，再冷却至适应相应成型方法要求的粘度范围，进行各种成型操作。 吹制成型：从坩埚内或池窑取料口处挑料，在铁模或木模中吹成器形。光滑圆形制品用转吹法；表面有凸凹图案花纹或形状不成圆形的制品用静吹法。用颜色易熔料粒沾在乳浊套料上，各色自然熔流，可吹成自然景器皿；在颜色料上沾带状乳浊料，可吹成拉丝器皿。机械成型用于吹制大批量制品。吹制机受料后自动合铁模吹成器形，脱模后去除冒口即成器皿。 压制成型：压制是常见的玻璃成型工艺之一。其生产效率高，成本相对低廉。工艺过程为：将料剪入铁模，驱动冲头，压成器形，凝固定型后脱模。压制成型适用于能退出冲头的口大底小器形制品，如杯、盘、烟缸等。 后续加工 1.成型后的玻璃器皿须经过退火消除不均衡冷却造成的热应力。 2.成型后经过各种加工使制品完成造型，并产生多种艺术效果。加工方式主要有：（1）去除冒口；（2）钢化处理：通过热钢化处理或化学钢化处理，使制品具有预应力，提高抗冲击强度很高；（3）琢磨刻花，产生多种艺术效果；（4）抛光处理；（5）毛面失光处理，使玻璃表面获得失光毛面和彩饰效果。（6）彩釉装饰、彩虹装饰描金装饰等，使玻璃制品获得华贵富丽的效果。雕刻花纹、图案 抛光前后对比
