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玻璃加工


玻璃的加工

成形后的玻璃制品,除了極少數(如瓶罐等)能直接符合要求外,大多還需進行加工,以得到符合要求的制品;某些平板玻璃在進行工藝加工前,還需對玻璃原片進行加工處理。加工可以改善玻璃的外觀和表面性質,還可進行裝飾。

玻璃的冷加工 

玻璃的冷加工又稱機械加工,在常溫下,通過機械方法來改變玻璃及玻璃制品的外形和表面狀態的過程,稱為冷(機械)加工。冷(機械)加工的基本方法有:研磨與拋光、切割、 磨砂、噴砂、刻花、砂雕、鉆孔和切削等。

研磨與拋光 

玻璃的研磨與拋光是將不平整玻璃表面進行加工,成為平整而光潔的表面;或者是將玻 璃毛坯制品的形狀、尺寸經研磨和拋光,達到規定的形狀和尺寸要求,而且表面又很光潔的 冷加工方法。目前玻璃的研磨和拋光,使用最多的是光學玻璃和眼鏡片的加工;特殊情況下 使用的壓延法夾絲平板玻璃需要研磨與拋光;微晶玻璃基片和某些方法生產的超薄玻璃基片 等也需要研磨和拋光。玻璃的研磨分粗磨和細磨,粗磨是用粗磨料將玻璃表面或制品表面粗糙不平或成形時余 留部分的玻璃磨去,有磨削作用,使制品具有需要的形狀和尺寸,或平整的面。開始用粗磨 料研磨,  效率高,但玻璃表面留下凹陷坑和裂紋層,需要用細磨料進行細磨,直至玻璃表面  的毛面狀態變得較細致,再用拋光材料進行拋光,使毛面玻璃表面變成透明、光滑的表面, 并具有光澤。研磨、拋光是兩個不同的工序,這兩個工序合起來,稱為磨光。經研磨、拋光 后的玻璃,稱磨光玻璃。

玻璃研磨與拋光的機理 

多年來,機械研磨、拋光機理,各國學者研究的很多,共存的見解歸納起來,有三類不 同的理論:磨削作用論;流動層論;化學作用論。  磨削作用論:對于研磨,較多學者認為以磨削開始。1665年虎克提出研磨是用磨料將玻 璃磨削到一定的形狀,拋光是研磨的延伸;從而使玻璃表面光滑,純粹是機械作用。這一 認識延續至十九世紀末。  流動層論:以英國學者雷萊、培比為代表,認為玻璃拋光時,表面有一定的流動性,也稱可塑層。可塑層的流動,把毛面的研磨玻璃表面填平。  化學作用論:英國的普萊斯頓和蘇聯的格列賓希科夫,先后提出在玻璃的磨光過程中, 不僅僅是機械作用,而且存在著物理、化學的作用,是以上三種或其中兩種理論的綜合。

(1) 玻璃的研磨機理 

玻璃的研磨過程,首先是磨盤與玻璃作相對運動,自由磨料在磨盤負載下對玻璃表面進 行劃痕與剝離的機械作用,同時在玻璃上產生微裂紋。磨料所用的水既起著冷卻作用,同時又與玻璃的新生表面產生水解作用,生成硅膠,有利于剝離,具有一定的化學作用。如此重復進行,玻璃表面就形成了一層凹陷的毛面,并帶有一定深度的裂紋層  

根據蘇聯學者卡恰洛夫研究,認為凹陷層的平均深度h,決定于磨料的性質與顆粒直徑, 其關系為:h=K1D        (16-1) 

式中K1――為不同磨料的研磨常數,見表16-1    

D――為磨料平均直徑  這時產生的裂紋層的平均深度f與凹陷層的平均深度h的關系為f=2.3h                  (16-2)  

而最大裂紋層深度:F=3.7~4.0h           (16-3)

不同化學組成的玻璃,其物理、力學、化學等性能均有差異,這對研磨表面生成的凹陷層深度和裂紋層深度都有很大影響。表16-2為各種不同玻璃都用105~150微米的碳化硅磨料,在相同的研磨條件下,所得的凹陷層深度和裂紋層深度的比較。從表中看出,機械強度高的玻璃,凹陷層深度和裂紋層深度都比較小。

將原始毛坯玻璃研磨成精確的形狀或表面平整的制品,一般研磨的磨除量為0.2~1毫米,或者更多些。所以要用較粗的磨料,以提高效率。但由于粗顆粒使玻璃表面留下的凹陷層深度和裂紋層深度很大,不利于拋光。必須使研磨表面的凹陷層和裂紋層的深度盡可能減小所以要逐級降低磨料粒度,以使玻璃毛面盡量細些。一般最后一級研磨的玻璃毛面的凹陷層平均深度h為3~4微米,最大裂紋深度F為10~15微米。

影響玻璃研磨過程的主要工藝因素  

玻璃研磨過程中標志研磨速度和研磨質量的是磨除量(單位時間內被磨除的玻璃數量)和研磨玻璃的凹陷層深度。磨除量大即研磨效率高,凹陷層深度小則研磨質量好。工藝因素中某些只對其中一項有影響,也有對二項均有影響,但常常對一項有好的影響,而對另一項起相反的作用。各項工藝因素的影響分述如下。

(1)磨料性質與粒度 

磨料的硬度大,通常研磨效率高,金剛砂和碳化硅的研磨效率都比石英砂高得多。但硬度大的磨料使研磨表面的凹陷深度較大,這從上面的公式(16-1)和表16-1 可以明顯看出。磨粒顆粒度大小與玻璃磨除量的關系見圖16-2,磨除量是隨粒度的增大而增加。根據公式16-1,研磨玻璃凹陷深度是隨粒度的增大而增加,即研磨質量是隨粒度增大而變壞。為此,在研磨剛開始時,用較粗的粒度,提高研磨效率,以便在較短時間內使玻璃制品達到合適的外形或表面平整。之后,用細磨料逐級研磨,以使研磨質量逐步提高,最后達到拋光要求的表面質量。

(2)磨料懸浮液的濃度和給料量 

磨料懸浮液一般由磨料加水制成懸浮液使用。水不僅使磨料分散、均勻分布于工作面,并帶走研磨下來的玻璃碎屑,冷卻摩擦產生的熱,以及促成玻璃表面水解成硅膠薄膜。所以水的加入量對研磨效率有一定影響。通常以測量懸浮液比重或計算懸浮液的液固比來表示懸浮液的濃度,各種粒度的磨料都有它最適宜的濃度,過大或過小,都影響研磨效率,如圖16-3所示。磨料濃度過小,還會使研磨表面造成傷痕。 

玻璃研磨液為水溶性合成型切削液﹐對各種玻璃鏡片、晶體材質的切﹑磨尤為適用,主要使用于精磨。無氣味﹐不含有害物質﹐具極佳之冷卻性和粉末沉降性能﹐能提供很高的表面光潔度及良好的抗菌性能﹐大大提高油品的使用壽命。

一、極佳的冷卻、潤滑性能和一定的極壓性能,適用于磨削加工需要,能提高工件的表面精度與光潔度要求。

二、良好的洗滌性能,清洗粘附于工件上的廢屑殘渣,利于降低功率消耗,減少刀具及砂輪磨損有效延長工具使用壽命,減少修磨和修整頻數,節能降耗。提升產能。  

三、良好的防銹性能,對機床設備、工件及刀具等有良好的防護作用。  

四、良好的加工可視性,切削區域能見度高,方便操作工人觀察切削加工狀態。  

五、儲存和使用壽命長,保質期:一年,在合理的維護下,平時只需少量添加,節約成本。

六、產品PH值為8.2±0.5,不具刺激性,利于保護操作者健康。

七、符合國家切削液環保要求,廢液處理簡單,環保加工操作液。

玻璃研磨液產品使用:

1.用20-30倍自來水或去離子水稀釋原液即為工作液,或視加工難度及實際情況而定。

2.在使用過程中,清耗的工作液可按3-5﹪的濃度進行補充。

3.本品勿與其它油品混用,因為系統中即使含有很少量已經腐敗的殘液也會影響到新液的使用效果,稀釋時請將本產品在緩慢攪拌狀態下加入水中,不要反向將水加入到濃縮液中。

 

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