影响玻璃物理钢化的因素

发布时间:2013-05-31 10:07:35来源：锦泰高压玻璃网网址：http://www.www.gaoyaboli.com

当钢化一定厚度的玻璃时,玻璃中产生的内应力大小事随着淬火温度和冷却强度的提高而增大,当淬火温度提高到某一值时,应力松弛程度几乎不再增加,内应力就趋于一级限值,此极限值称为钢化程度.它决定于玻璃的冷却强度、玻璃的厚度和化学组成等。影响玻璃物理钢化的组成因素为冷却强度、玻璃的化学组成及厚度等。

1、冷却强度

玻璃工业中一般钢化玻璃时采用风钢化。用压缩机通过带有小孔的风棚进行往复振动，每分钟振动的次数约120~150次，或者进行50~75r/min的旋转运动，使玻璃急速均匀冷却。冷却强度越大，钢化越激烈。但冷却强度取决于空气的风压和小孔距玻璃的距离。

研究指出，如果钢化3.5mm薄玻璃时，小孔喷嘴和玻璃之间距离为15mm,空气压力为25mmHg(760mmHg=1atm=101.325kPa)。在其他条件相同时，喷嘴的直径也会影响玻璃的钢化程度。喷嘴的直径越大，空气接触玻璃的面积也大，冷却强度随之增强。一般喷嘴小孔的直径采用3~5mm，间距为25~50mm。风量与流速间的关系可按下式计算：

H=NSv

式中：H——风量，m³/s；

S——喷嘴小孔的截面积，m²;

v——风速，m/s。

空气压力与喷嘴流速之间的关系如下：

P=ε(ρ/2g·v²)

式中：

ε——喷嘴出口压力损失系数，ε=1.5；

ρ——空气密度；

g——重力加速度。

冷却空气的温度同样对钢化程度有影响，冬天的冷却强度要比夏天大，所以当空气温度变更30~40℃时，钢化程度变更15%~20%左右。

2、玻璃的化学组成

玻璃的化学组成对钢化程度有很大影响。从平板玻璃内应力与冷却速度之间的关系知道，钢化程度随着组成不同而变化，它们之间的钢化程度可相差两倍左右。

碱土金属氧化物的引入能增加玻璃的钢化程度。R₂O·SiO₂中用20%RO取代SiO₂时玻璃钢化程度约增加1倍。但碱土金属处于周期表中的位置越低，则钢化程度增加的倾向也越小。

化学组成差别很大的玻璃不能一起钢化，如膨胀系数较小的硼硅玻璃锁要求的冷却强度要比普通钠钙玻璃视镜钢化时大好几倍。

3、玻璃的厚度

玻璃急冷时，冷却强度还与玻璃的厚度有关。厚玻璃比薄玻璃更容易钢化。因此，玻璃愈厚，钢化程度也愈高。钢化程度与玻璃厚度之间关系可按下式表示。

△ =1/2B·10⁷【αE/(1-μ)】·T_g【hd/（6+hd）】

式中：△——钢化程度，nm/cm;

α——膨胀系数，℃^-1;

E——弹性模量，kgf/cm²；

T_g——玻璃转变温度，℃；

d——玻璃的厚度，cm;

μ——泊松比；

h——相对给热系数，cm^-1;

一般工厂中钢化5.5mm厚度玻璃用6kPa的空气压力，6.5mm玻璃用4.7kPa空气压力，20m玻璃用1.3kPa空气压力。

为了获得高质量钢化玻璃视镜，其内应力必须均匀。因此，风栅振动或旋转的速度、喷嘴的大小和排列的方式及风压等都应与应力的分布有密切的关系，在生产过程中都应引起注意和重视。

下表为平板玻璃钢化的某些工艺参数：

加热

厚度

/mm

冷却

温度

/℃

1mm厚需加热时间/s

旋转风栅

梳形风栅

喷嘴直径

/mm

喷嘴间距

/mm

旋转速度

/（r/min）

风栅开度

/mm

空气压力

/（N/m²）

喷嘴直径

/mm

喷嘴间距

/mm

往返振动速度/（次/min）

风栅

开度

/mm

空气压力

/（N/m²）

650

±20

±5

4.5

±0.5

~50

~70

110

~120

8500

±700

~50

100

~90

10000

(+1000;-700)

5.5

±0.5

~50

~70

110

~120

7000

±700

~50

100

~90

8500

±700

6.5

±0.5

~50

~70

110

~120

6000

±700

~50

100

~90

7000

(-700)

锦泰是天津专业生产加工钢化玻璃视镜、钢化硼硅玻璃的企业，欢迎来电咨询。

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