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【中玻網(wǎng)】玻璃退火的目的是減弱和防止玻璃制品中出現(xiàn)過大的殘余內(nèi)應(yīng)力和光學(xué)不均勻性,穩(wěn)定玻璃內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。
玻璃的退火可分成兩個主要過程:一是玻璃中內(nèi)應(yīng)力的減弱或消失,二是防止內(nèi)應(yīng)力的重新產(chǎn)生。玻璃中內(nèi)應(yīng)力的減弱和清理是以松弛理論為基礎(chǔ)的,所謂內(nèi)應(yīng)力松弛是指材料在分子熱運(yùn)動的作用下使內(nèi)應(yīng)力消散的過程,內(nèi)應(yīng)力的松弛速度在很大程度上決定于玻璃所處的溫度。
退火過程中常見的工藝問題有如下幾種:
1、玻璃帶上下表面不對稱冷卻
?、俨AО逶谕嘶饏^(qū)域內(nèi)的不對稱冷卻
玻璃板處在退火區(qū)域中,如上下表面冷卻強(qiáng)度不同,則當(dāng)玻璃冷卻到室溫均衡時,會引起應(yīng)力分布不對稱,壓應(yīng)力就會向冷得快的那一面偏移,冷卻快(涼)的表面受壓應(yīng)力,冷卻慢(熱)的表面受張應(yīng)力,如果玻璃原片足夠大,玻璃中應(yīng)力分布的不平衡必將引起變形——彎曲或翹曲。若玻璃板的下表面比上表面冷卻得快,則壓應(yīng)力大的一邊在下表面,板向上彎曲;反之,向下彎曲。若產(chǎn)生的應(yīng)力超過允許值時會發(fā)生炸裂。
?、诓Aг谕嘶饏^(qū)域溫度以下不對稱冷卻
玻璃在退火區(qū)域溫度以下,上下表面冷卻速度不一致,則會產(chǎn)生暫時應(yīng)力,冷卻速度快(涼)的表面受張應(yīng)力,冷卻速度慢(熱)的表面受壓應(yīng)力。
2、玻璃帶橫向溫度不均勻
?、贉囟葯M向?qū)ΨQ分布的不均勻
溫度對稱于中心線分布,但邊部比中部涼或邊部比中部熱。玻璃帶寬度方向有溫差存在,同樣也會產(chǎn)生熱應(yīng)力。
當(dāng)玻璃帶邊部比中部涼時,若處于退火溫度區(qū)域,邊部(涼)受壓應(yīng)力,中部(熱)受張應(yīng)力;若玻璃處于退火溫度之下,則邊部(涼)受張應(yīng)力,中部(熱)受壓應(yīng)力。
當(dāng)玻璃板邊部比中部熱時,則板面方向所受應(yīng)力與上述相反。
上面幾種情況所產(chǎn)生的應(yīng)力,可以用應(yīng)力儀測量。通常也可以用手指來作定性的檢驗,即在離切割機(jī)位置相當(dāng)距離的地方,用兩個或三個手指頭將邊部輕輕抬起。如果邊部成波狀而且很容易被抬起,那么邊部承受壓應(yīng)力,中部承受張應(yīng)力;如果邊部很緊,而且不易被抬起,則邊部承受張應(yīng)力,而中部承受壓應(yīng)力。
從所周知,玻璃的抗壓強(qiáng)度比抗張強(qiáng)度約大十倍,所以玻璃板通常首先在承受張應(yīng)力的板面上發(fā)生破裂,然后裂紋可能繼續(xù)向壓應(yīng)力區(qū)發(fā)展。因此,暫時應(yīng)力對玻璃破壞性更強(qiáng),只要產(chǎn)生的張應(yīng)力等于或稍大于玻璃的抗張強(qiáng)度,在沒有任何外力作用下,玻璃也會自行破裂。
?、诓AО鍣M向溫度不對稱分布的不均勻
玻璃板橫向溫度不對稱分布,即玻璃板面兩邊部冷卻速度不相同,而引起一邊溫度高一邊溫度低,而使板面應(yīng)力分布也不對稱。若處于退火溫度區(qū)域,同樣涼邊變長受壓應(yīng)力,熱邊變短受張應(yīng)力,玻璃帶會向熱的一邊偏移走偏;若玻璃處于退火溫度之下,則涼邊受張應(yīng)力,熱邊受壓應(yīng)力,暫時應(yīng)力超過允許值時出現(xiàn)炸裂。
這時,玻璃板面的理論應(yīng)力值是不能測量的,因為一部分應(yīng)力由于變形而清理了。
玻璃帶離開退火區(qū)域,可以比較快的速度進(jìn)行冷卻,因玻璃不會再產(chǎn)生水久應(yīng)力了。但必須指出,此時如果冷卻速度過快,或橫向溫差太大,則會產(chǎn)生過大的暫時應(yīng)力或應(yīng)力分布不平衡而使玻璃在退火窯中破裂,這是在實際生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)生的。
3、結(jié)論
綜上所述,在退火溫度范圍內(nèi),玻璃帶橫向溫度的不均勻,當(dāng)玻璃冷卻到室溫時,將產(chǎn)生較好應(yīng)力,在退火窯中板面較熱部分是處在受張狀況,較冷的部分是處在受壓狀況。在退火溫度范圍而以下,板面較熱部分是處在受壓狀況,較冷的部分是處在受張狀況,從對玻璃造成破裂的情況來看,玻璃帶在退火區(qū)域以下,兩邊冷得太快要比中部冷得快更為不利,因此必須加以防止。這種情況往往是由于輥?zhàn)觾啥溯S頭漏進(jìn)冷空氣所造成。因此,軸頭密封是至關(guān)重要的。
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