佛山市麻豆传媒视频玻(bō)璃機械有限公司
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玻璃越厚(hòu),所需的加熱溫度越高、加熱時間越長,但(dàn)能獲得(dé)的表麵壓應(yīng)力和(hé)鋼化程度(應力值)反而越低(dī)。
下麵我們從原理(lǐ)到具體應用進行詳細分解。
一、核心原理:熱傳導與溫(wēn)度梯度
鋼化的本質是在玻璃表麵形成永久(jiǔ)壓應力,在內部形成張應力。這是通過(guò)將玻璃加熱到接近軟化點(約620℃-680℃),然(rán)後進行急速均勻冷卻(淬冷)來實現的。
冷卻階段:玻璃表(biǎo)麵先冷卻固化,而內部仍處於高(gāo)溫(wēn)軟態。
收縮階段:當內部開始冷卻(què)收縮(suō)時,已經固化的表麵會阻(zǔ)止(zhǐ)其(qí)自由(yóu)收縮。
應(yīng)力形成(chéng):其(qí)結果就是內部(bù)將表麵向(xiàng)裏拉,使表麵產生壓應力,內部則產生與之平衡的(de)張應力。
厚度如何影響這個過程?
薄玻璃(如3-6mm):
熱傳導快:加熱和冷卻時(shí),整個玻(bō)璃板厚度方向溫度容易均勻。
冷卻效率高:淬冷時,表麵和中心幾乎能同時急速(sù)冷卻,形成巨大的溫度差,從而產生很高的表麵壓應力(通常可達100MPa以上)。
挑(tiāo)戰:容易加熱過度導致(zhì)變形(xíng),或加熱(rè)不足導致應力不均。
厚玻璃(如12-19mm):
熱傳導慢:需(xū)要更長的加熱時間讓中心溫(wēn)度也達到接近軟化點。
冷卻效率低:淬冷時,表麵迅速固化,但中心的熱(rè)量會緩慢向外傳遞(dì),這會“中和”掉一部分(fèn)表麵的冷卻效果,導致表麵和中心的溫度(dù)差減小。
結果:形成的表麵(miàn)壓應力較低(可能(néng)隻有薄玻璃的一半或更少)。如果冷卻不夠(gòu)強,甚(shèn)至可能鋼化不充分。
二、厚度與溫度/時間的對應關係(曲線設定)
鋼(gāng)化爐(lú)的溫度曲線設定主要圍繞 加熱爐溫(wēn)度 和 加熱時間。
一(yī)個(gè)廣泛使用的(de)經(jīng)驗法則是 “每毫米加熱(rè)時間約40-50秒”。但這隻(zhī)是一個起點,具體需根據設備、玻璃類型(普通(tōng)鈉鈣、高硼矽等)、爐體(tǐ)狀態調整。
爐(lú)溫均衡性:比絕對溫度值更重要。爐內(nèi)各點溫度差必須控製在很小範圍內(如±5℃),否(fǒu)則會(huì)導致應力斑不均(jun1)甚至炸(zhà)爐。
冷卻風壓設定:薄玻璃需要高風壓來實現高冷卻速率;厚玻璃則需(xū)要低風壓,以避(bì)免過大的瞬時熱衝擊導致(zhì)玻璃炸裂。
三、厚度與應力值的(de)對應關(guān)係
應力值(通常用表麵壓應力值代表鋼化程度(dù))與厚度成反比。
為什麽標準對厚玻(bō)璃的應力(lì)要求更低?
建(jiàn)築玻璃標準(如GB 15763.2)中,對於 thicker glass,允(yǔn)許的應力值範圍更低。這是因為從物理原理上,無(wú)法讓一塊(kuài)19mm的玻璃達到和5mm玻璃一樣高(gāo)的表麵壓應力。強行提高冷卻強度會導(dǎo)致玻璃在爐內炸裂。
四(sì)、實踐中的調(diào)整與平衡
設定溫度曲線(xiàn)不是一個簡單的查表(biǎo)工作,而是(shì)一個(gè)需(xū)要綜(zōng)合平衡的過程:
觀察玻璃狀態:
出爐時:玻璃應均勻紅熱,無暗點(冷點)或亮(liàng)斑(過熱)。
出爐後:在淬冷(lěng)段應平穩(wěn)均勻通過,無劇烈抖動(dòng)。
產品:測量顆(kē)粒度、應力值,觀察有無變形、應力斑。
性能測試:
顆粒度試驗:這是常(cháng)用的快速檢驗(yàn)方法。碎片(piàn)狀態應符合標準(如40-60顆/50x50mm區域對於(yú)4mm玻璃)。
應力儀:直接測量表麵壓應力值,是準確的驗證手段。
迭代優化(huà):
如果顆粒度太大(應力低),可適當提高爐(lú)溫或延長加熱時間,並檢查風壓是否足夠(gòu)。
如(rú)果玻璃變形大,可能是爐溫過高或加熱時間過(guò)長。
如果炸(zhà)爐頻繁,需檢查溫度均衡性,或對於厚玻(bō)璃降低冷卻風壓。