玻璃加工预处理及设备

主讲人：焦宇鸿1第二章玻璃加工预处理及设备主讲人：焦宇鸿2第二章玻璃加工预处理及设备引言§2.1研磨抛光§2.2切割§2.3磨边§2.4喷砂§2.4钻孔§2.5清洗干燥主讲人：焦宇鸿3引言玻璃深加工定义：玻璃的二次制品即深加工玻璃，是利用一次成型的平板玻璃（浮法玻璃）为基本原料，根据使用要求，采用不同的加工工艺制成的具有特定功能的玻璃产品。品种：钢化玻璃、镀膜玻璃、夹层玻璃、中空玻璃日常生活中你所知道的玻璃深加工产品有哪些？彩釉玻璃磨砂玻璃移动衣柜门玻璃壁炉彩绘深加工玻璃五大功能节能：中空玻璃、吸热玻璃、热反射、低辐射玻璃安全：钢化玻璃、夹层玻璃、夹丝夹网玻璃、防盗玻璃、防弹、防爆玻璃高强：钢化、半钢化玻璃、贴膜玻璃装饰：热反射、吸热、彩色夹层玻璃、彩釉玻璃、环保：中空玻璃、夹层玻璃、防紫外夹层玻璃、无反射磨砂玻璃、电磁屏蔽玻璃、自洁净玻璃10德国新国会大厦中的玻璃穹顶主讲人：焦宇鸿112.1研磨抛光定义：机械研磨：使用磨料在磨盘压力和对玻璃表面作相对运动下，将玻璃的不平处磨去，但玻璃表面粗糙--变毛。特点：粗颗粒磨料——快——毛面较粗糙，故用多级磨料。抛光：用抛光盘加入抛光液，对玻璃表面作相对运动，得到光滑表面的玻璃。主讲人：焦宇鸿2.1研磨抛光一、研磨与抛光的机理①磨削作用论1665年虎克：研磨以磨削开始，抛光是研磨的延伸，纯粹是机械作用②流动层论雷莱、培比（英）：抛光时玻璃表面有一定的流动性，也称为可塑层，可塑层的流动把毛面的研磨玻璃表面填平。③化学作用论普莱斯顿（英）和格列宾希科夫（前苏联）：玻璃的磨光过程中，不仅仅是机械作用，而且存在着物理、化学的作用。14⑴玻璃的研磨机理玻璃的研磨过程中：磨盘玻璃做相对运动磨料划痕与剥离玻璃表面玻璃表面上产生微裂纹水解作用形成硅胶促进剥离玻璃表面就形成一层带有裂纹层的凹陷的毛面前苏联学者卡恰洛夫：DKh1磨料种类石英砂石榴石刚玉碳化硅碳化硼K10.170.220.270.280.33各种磨料的研磨系数hf3.2h——凹陷层的平均深度K1——为不同磨料的研磨系数D——磨料平均直径f——裂纹层的平均深度hF0.4~7.3F-最大裂纹层深度主讲人：焦宇鸿⑵玻璃的抛光机理玻璃抛光机理的认识，存在着不同的见解，有些见解还带有假说性质，有待于进一步证实。目前用化学、物理化学作用的概念来解释对抛光的生产效率及抛光表面质量的影响还是比较确切的。主讲人：焦宇鸿二、研磨、抛光材料1、研磨材料要求：磨料的硬度大于玻璃的硬度，莫氏硬度6～10分类：天然磨料（石英砂、刚玉、金刚石、石榴石等）人造磨料（电熔刚玉、碳化硅、碳化硼、金刚石、红粉等）主讲人：焦宇鸿2、抛光材料要求：较高的抛光能力磨料的硬度小于玻璃的硬度，莫氏硬度1～5、6～7分类：红粉（Fe2O3）、氧化铈（CeO2）、氧化锆（ZrO2）、氧化钍（ThO2）还有长石粉主讲人：焦宇鸿20三、影响玻璃研磨过程的主要因素玻璃研磨过程标志研磨速度和研磨质量的是磨除量（单位时间内被磨除的玻璃数量）和研磨玻璃的凹陷深度。磨除量大——效率高，凹陷层深度小——质量好。（1）磨料性质与粒度（2）磨料悬浮液的浓度和给料量（3）研磨盘转速和压力（4）磨盘材料玻璃磨料的性能名称组成颜色密度（g/cm3）莫氏硬度显微硬度（MPa）研磨效率比值金刚砂C无色3.4～3.61098100刚玉Al2O3褐、白3.9～4.0919620~256002~3.5电熔刚玉Al2O3白、黑3.0～4.0919620~25600碳化硅SiC绿、黑3.1～3.399.3～9.7528400~32800碳化硼B4C2.59.547200~481002.5~4.5石英砂SiO2白2.679810~108001主讲人：焦宇鸿22（1）磨料性质与粒度DKh1hf3.2开始——用较粗的粒度，之后——用细磨料逐级研磨主讲人：焦宇鸿23（2）磨料悬浮液的浓度和给料量磨料悬浮液：磨料加水制成水的作用：①分散磨料；②带走研磨下来的玻璃碎屑；③冷却摩擦产生的热；④以及促进玻璃表面水解成硅胶薄膜。通常以悬浮液的比重或计算悬浮液的液固比来显示悬浮液的浓度。主讲人：焦宇鸿24（2）磨料悬浮液的浓度和给料量主讲人：焦宇鸿25（3）研磨盘转速和压力主讲人：焦宇鸿26（4）磨盘材料硬度大，提高研磨效率。但使研磨表面的凹陷深度也较深。铸铁材料研磨效率为1，有色金属为0.6，塑料为0.2。硬度大的研磨盘使研磨表面的凹陷深度也较深。硬度较小的塑料盘，可使玻璃凹陷深度比铸铁盘降低30％。（最后一级，缩短抛光时间）主讲人：焦宇鸿27四、影响玻璃抛光过程的主要工艺因素（1）抛光材料的性质、浓度和给料量（2）抛光盘的转速和压力（3）周围空间温度和玻璃温度（4）抛光悬浮液的性质（5）抛光盘材质（毛毡、呢绒、马兰草根）28毛毡抛光轮玻璃抛光材料的性能名称组成颜色比重莫氏硬度抛光能力（mg/min）红粉Fe2O3赤、褐5.2～5.15.5～5.60.56氧化铈CeO2淡黄7.360.88～1.04氧化铬Cr2O3绿5.26～7.50.28氧化锆ZrO2白5.7～6.25.5～6.50.78氧化钍ThO2白、褐9.76～71.26（1）抛光材料的性质、浓度和给料量红粉（Fe2O3）密度：1.10~1.14g/cm3主讲人：焦宇鸿31（3）玻璃温度和周围空间温度主讲人：焦宇鸿32（4）抛光悬浮液的性质主讲人：焦宇鸿332.1.2酸抛光一、定义及优点二、酸抛光的化学反应（1）HF与玻璃表面反应（2）H2SO4在酸抛光中的作用三、影响酸抛光的主要工艺因素酸抛光的定义及优点定义：利用HF对研磨过的硅酸盐玻璃毛表面的作用，使原有表层硅氧膜破坏，生成新的表面，使用后生成的盐类用H2SO4溶去，再用水冲洗去，如此反复多次，玻璃表面层层剥离，翻新，从而获得光洁、明亮的新表面，此过程称为酸抛光。优点：比传统机械抛光效率高、经济，特别适用于大批量的器皿，如小件玻璃制品。酸抛光对铅晶质玻璃的抛光效率更优于钠钙硅玻璃。主讲人：焦宇鸿35HF与玻璃表面反应aNa2O·bCaO·cSiO2+(2a+2b+4C)HF——2aNaF+bCaF2+cSiF4+(a+b+2c)H2OdK2O+ePbO+fSiO2+(2d+2e+4f)HF——2dKF+ePbF2+fSiF4+(d+e+2f)H2OSiF4+2HF——2H2SiF6★H2SiF6+2NaOH——Na2SiF6+2H2OH2SO4在酸抛光中的有什么好处？加H2SO4目的：（1）溶解由HF与玻璃表面作用后生成的不溶于水的各种氟化物和氟硅酸盐，并使玻璃表面各处受到均匀侵蚀。（2）H2SO4沸点高，不易挥发。（3）生成更容易溶于水的氟硫酸盐。主讲人：焦宇鸿化学反应如下：Na2SiF6+H2SO4——Na2SO4+SiF4+2HFPbSiF6+H2SO4——PbSO4+SiF4+2HFBaF2+H2SO4——BaSO4+2HFSiF4+2HF——2H2SiF6（氢离子浓度高，反应向左进行）HF+H2SO4——HSO3F+H2O37影响酸抛光的主要工艺因素（1）玻璃的化学组成：铅玻璃钠钙玻璃硬质玻璃（2）酸浴配比和温度：HF中加入H2SO4，浓度为6mol/L~12mol/L达到最佳腐蚀能力；50~60℃（3）酸液对玻璃的浸泡时间铅晶质玻璃2~3s，5s即有破坏迹象；钠钙硅玻璃10~15s，20s；总的浸泡时间4~7min。（4）酸液沿玻璃表面运动的影响：1、玻璃制品在酸浴中运动2、酸浴运动（机械搅拌、超声波、酸液泵）2.1.3化学抛光定义：利用HF溶液的化学腐蚀作用与机械抛光结合，使玻璃表面达到光滑。与酸抛光的区别：在酸液中还添加一些使盐类溶解或使盐类缓慢溶解成细微粒的添加剂，如NH4F、NH4HF2、异戊基乙酸盐、甘油、氧化剂等等。用磨盘和抛光剂使玻璃表面凸出的部位机械抛光，同时玻璃又受到抛光剂中酸液的腐蚀，是一种高效抛光法，但这仅适用于平板玻璃和形状简单、表面无花纹的制品。2.1.4蚀刻一、定义：利用HF对玻璃表面的腐蚀，使平滑的表面变成无光泽的毛面，起到使玻璃表面产生光漫射的作用。二、特点：蚀刻只是利用化学法对玻璃表面腐蚀使之成不透明毛面，它不像研磨或喷砂而成的毛面玻璃，表面产生许多微裂纹，因此其机械强度要高于机械研磨的磨砂玻璃。三、蚀刻的化学原理：与酸抛光玻璃表面被HF腐蚀的反应式是相同的，只是蚀刻液中不含酸，或含极少量的酸，因此不溶于水的氟化物、氟硅酸盐就粘附于玻璃表面。蚀刻玻璃双槽玻璃蚀刻机封闭式全自动玻璃蚀刻线主讲人：焦宇鸿44§2.2切割2.2.1机械切割一、定义：利用玻璃的抗张应力低的机械性能，一般采用金刚石或金刚砂在表面施以伤痕，受力部位由于受到张应力而切断的方法。二、分类：手工切割刀；自动切割机2.2.2火焰切割分类：熔断；急冷切割；爆口；激光加工主讲人：焦宇鸿452.2.1机械切割机械切割手工切割刀不太厚-金刚石刀平板-超硬刀轮自动切割机卸片台切割台（切割头、定位系统等）掰片台金刚石锯片高硬度超薄金钢石锯数显玻璃切割机主讲人：焦宇鸿从库中调取玻璃原片，放到自动卸片机侧边架子上。主讲人：焦宇鸿可以从两侧自动卸片主讲人：焦宇鸿电脑操作输入想要的切割尺寸，根据订单合理的选择原片规格可以最大化提高切裁成品率。主讲人：焦宇鸿自动切割过程中（关注切割油、玻璃表面发霉、划伤等表面状况，关注切割压力等指标）主讲人：焦宇鸿百超自动切割在线掰片，适合10mm以下、规格不大的矩形玻璃原片主讲人：焦宇鸿掰片台上掰大片玻璃。主讲人：焦宇鸿在12-2062mm*5862mm板上去掉1022mm*3217mm一角，剩下的是想要的规格。主讲人：焦宇鸿人工卸片主讲人：焦宇鸿掰下的边角玻璃放至玻璃斗中切片工位质量控制要点序号质量控制项目控制指标处理方法主切割工位原片情况颜色、厂家、厚度、规格必须与生产加工单一致1、需要原片代用必须与调度联系并得到确认后使用。2、新到批量原片切样送镀膜质检检查。（颜色-色度检测仪；水分...）原片表面质量霉变、受潮、破损、划伤等明显可见缺陷1、目测检查是否受潮（尤其木箱包装）、霉斑，如有向调度汇报。2、明显的运输破损直接找物流扣钱；划伤等不确定缺陷找质检确认。尺寸误差切割尺寸=加工单尺寸+磨边量（允许误差见下表1）尺寸超标时在电脑里修改尺寸资料（原片尺寸除定尺外切片极少测量，均要去边）对角线L≤1500mm时小于1.5mm；L＞1500mm时小于2mm.下片工位切片放架按加工单放架：空气面朝里表面质量无明显霉斑、结石、气泡、划伤、缺角、破皮等；不允许有流淌切割油。1、明显的报废，不确定的招质检确认是否可用。2、时常清扫分片台。3、切割油大时立即调整切割刀油量，必要时找调度立即安排磨边清洗。多缺角、玻璃屑表面无玻璃屑，缺角小于磨边余量，斜边小于2mm。1、小多角打磨处理。2、玻璃屑用压缩空气吹干净。主讲人：焦宇鸿切割尺寸要求主讲人：焦宇鸿2.2.2火焰切割熔断：是利用煤气或其他热源，将玻璃上确定的部位，边进行局部熔融边切断的方法。如：酒杯、安瓿瓶急冷切割：将圆筒状的玻璃一边旋转一边沿圆周的狭小范围内急速加热，用经冷却过的冷却液体接触加热部位，借助热应力将玻璃切断。火焰：氢气或城市煤气加氧气的狭缝喷灯；冷却体：磨石、金属圆板。爆口：用金刚石或超硬合金在玻璃上造成伤痕，再向受伤部位加热，则裂纹扩展而使之切断。激光加工：用激光、等离子体喷射，电子束等高热源将金属材料熔断、熔接的方法。主讲人：焦宇鸿2.2.2玻璃切割注意事项1.切割质量刻痕一定要均匀2.原片利用率电脑优化排版3.掰片余量切线距离边部或两切线之间的距离一般要超过玻璃厚度的两倍主讲人：焦宇鸿§2.4磨边一，概述根据玻璃外形、边部形状、边部光滑程度要求的不同，加工玻璃生