機械設計中的工藝與材料（7）——玻璃的制作工藝

面壁深功

機械設計中的工藝與材料（七）玻璃的制作工藝
玻璃的制作工藝是一個復雜而精細的過程，每個步驟都需嚴格控制工藝參數以確保最終產品的質量和性能。玻璃的制作工藝通過精確控制原料配比、熔融溫度與時間、成型方式、冷卻速度以及后續處理等多個關鍵步驟，生產出來的。以下是詳細闡述，并加入了完整的原料配比及具體的工藝參數：
一、原料準備
原料種類與配比：玻璃制作的原材料主要包括二氧化硅（SiO₂，占比約70%）、碳酸鈉（Na₂CO₃，占比約15%）、石灰石（CaCO₃，占比約10%）、鋁礬土（或其他鋁源，占比約3%），以及剩余的5%可能包括其他輔料，如氧化鎂（MgO）、氧化鋁（Al₂O₃）等，用于調整玻璃的化學成分和性能。
篩選與配比：原料需經過精細篩分，去除雜質，并按既定配方精確配比，確保化學成分的穩定性和均勻性。
二、熔融
溫度：熔融過程在1500-1600℃的高溫下進行，具體溫度根據原料種類和玻璃特性調整。時：熔融時間通常為6-8小時，確保原料完全熔化并達到均質狀態。
增稠劑：如芒硝、硼砂等，按一定比例（通常為總原料量的1-3%）加入，以改善熔融液的粘度和流動性。
三、成型
方法：成型方法多樣，以浮法為例，適用于平板玻璃生產。
浮法工藝：玻璃液均勻倒在溫度約為590-600℃的熔融錫液面上，形成一層約6mm厚的玻璃帶。玻璃帶在錫液上緩慢移動，同時受到來自上方和下方的均勻冷卻，逐漸硬化成型。
速度：玻璃帶在錫槽中的前進速度通常為每分鐘幾米到十幾米不等，根據玻璃厚度和生產線速度調整。
四、冷卻
方式：平板玻璃多采用自然冷卻，小型或特殊形狀制品可能采用風冷或水冷加速冷卻。
溫度控制：冷卻過程中需嚴格控制溫度梯度，避免過快或過慢導致內應力增大，影響玻璃質量。
五、處理（視情況需要而定）
鋼化處理：加熱至約650℃后迅速冷卻（如用風冷），使表面形成壓應力層，增強抗沖擊性能。
夾層玻璃：中間加入PVB等膠片，經高溫高壓處理，使玻璃與膠片緊密結合，提高安全性。
六、檢驗
外觀檢查：利用肉眼或光學儀器檢測裂紋、氣泡、劃痕等缺陷。
物理性能測試：包括強度、硬度、耐熱性等，通過標準試驗機進行測試。
光學性能測試：如透光率、折射率等，使用專業儀器進行測量。
七、包裝
包裝材料：根據制品形狀、尺寸和重量選用紙箱、木箱、托盤等包裝材料。
防護措施：內部通常使用軟質材料（如泡沫、氣泡膜）進行緩沖，外部則標注清晰的產品信息和警示標志，確保安全運輸和儲存。
通過以上全部工藝后，才生產出滿足各種需求的高質量玻璃制品。

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盧Tiger

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