Gløding av glass

Samhandlingskraften på en enhetstverrsnitt inne i et stoff kalles indre spenning. Den indre spenningen til glass kan deles inn i tre kategorier i henhold til de forskjellige årsakene til dets generering.
(1) Termisk spenning i glass Spenningen som genereres i glass på grunn av temperaturforskjell kalles termisk spenning. I henhold til dens eksistensegenskaper er det delt inn i midlertidig stress og permanent stress.
1 Midlertidig spenning Den termiske spenningen som genereres når glasset i det elastiske deformasjonstemperaturområdet med en temperatur lavere enn tøyningspunktet gjennomgår ujevne temperaturendringer under oppvarming eller avkjøling, kalles midlertidig spenning. Dette stresset eksisterer med eksistensen av temperaturgradient og forsvinner med forsvinningen av temperaturgradienten.
2 Permanent spenning Den termiske spenningen som blir igjen i glasset etter at temperaturgradienten mellom glassets indre og ytre lag forsvinner kalles permanent spenning. Generering av permanent spenning i glass er et resultat av spenningsavslapping innenfor tøyningstemperaturområdet. For å redusere genereringen av permanent spenning, bør passende glødetemperatur og kjølehastighet velges i henhold til den kjemiske sammensetningen av glasset og tykkelsen på produktet, slik at restspenningsverdien er innenfor det tillatte området.
(2) Strukturelle spenninger i glass Spenningen som genereres i glasset på grunn av strukturelle ujevnheter forårsaket av ujevn kjemisk sammensetning kalles strukturelle spenninger. Strukturelt stress er et permanent stress. For eksempel, under smelteprosessen av glass, på grunn av dårlig smeltehomogenisering, genereres defekter som striper og steiner. Den kjemiske sammensetningen av disse defektene er forskjellig fra hovedglasset, og deres ekspansjonskoeffisienter er også forskjellige. Etter at temperaturen når romtemperatur, krymper de tilstøtende delene med forskjellige ekspansjonskoeffisienter annerledes, noe som forårsaker stress i glasset. Denne spenningen forårsaket av glassets iboende struktur kan ikke elimineres ved gløding.
(3) Mekanisk belastning av glass Mekanisk belastning refererer til belastningen forårsaket av ytre kraft som virker på glasset. Det er et midlertidig stress. Den forsvinner når den ytre kraften forsvinner.

Gløding av glass er en varmebehandlingsprosess for å redusere eller eliminere den permanente spenningen som genereres i glasset under støpe- eller varmebehandlingsprosessen og forbedre ytelsen til glasset.
I henhold til årsaken til dannelsen av spenning i glasset, er gløding av glass i hovedsak sammensatt av to prosesser: redusere og eliminere stress; forhindre generering av nytt stress. Glass har ikke et fast smeltepunkt. Det avkjøles fra høy temperatur og forvandles fra flytende til sprøtt fast materiale. Dette temperaturområdet kalles overgangstemperaturområdet. Den øvre grensetemperaturen er mykningstemperaturen og den nedre grensetemperaturen er overgangstemperaturen. I overgangstemperaturområdet kan partiklene i glasset fortsatt bevege seg, det vil si at ved en viss temperatur nær overgangstemperaturen kan varmekonservering og utjevning eliminere den termiske spenningen i glasset. Siden glasset er en viskoelastisk kropp på dette tidspunktet, selv om stresset kan slappes av, vil det ikke endre utseendet til produktet.

(1) Glødetemperatur og glødetemperaturområde for glass For å eliminere den permanente spenningen i glasset, må glasset varmes opp til en viss temperatur under glassovergangstemperaturen Tg for varmekonservering og utjevning for å eliminere temperaturgradienten til hver del av glasset og slappe av stresset. Denne varmekonserverings- og utjevningstemperaturen kalles utglødningstemperaturen. Den høyeste glødetemperaturen til glasset refererer til temperaturen der 95 % av spenningen kan elimineres etter 3 minutter, som tilsvarer glødepunktet (n-1012Pa·s), også kalt den øvre glødetemperaturen ; den laveste glødetemperaturen refererer til temperaturen der bare 5 % av spenningen kan elimineres etter 3 minutter. Det kalles også den nedre glødetemperaturen. Temperaturområdet fra den høyeste glødetemperaturen til den laveste glødetemperaturen kalles glødetemperaturområdet. Utglødningstemperaturområdet er vanligvis 50 ~ 150 grader. Den høyeste utglødningstemperaturen til flaskeglass er 550 ~ 600o grader. I faktisk produksjon er glødetemperaturen som vanligvis brukes 20 ~ 30 grader lavere enn den høyeste glødetemperaturen. Den laveste glødetemperaturen er 50~150 grader lavere enn den høyeste glødetemperaturen. Glødetemperaturen til glass er relatert til dets kjemiske sammensetning. Enhver sammensetning som kan redusere viskositeten til glass kan også redusere glødetemperaturen.

(2) Glassglødingsprosess Glødeprosessen for glassprodukter inkluderer fire stadier: oppvarming, varmekonservering, langsom avkjøling og rask avkjøling. I henhold til oppvarmings- og avkjølingshastighetene, varmekonserveringstemperaturen og tiden for hvert trinn, kan det tegnes en kurve over forholdet mellom temperatur og tid. Figur 2-35 er utglødningskurven.
Det første trinnet er oppvarmingsfasen. Hovedoppgaven er å varme opp produktet til glødingstemperaturen. Når glassproduktet dannes og sendes til glødeovnen, på grunn av temperaturfallet til selve produktet under formingsoperasjonen og transportprosessen, er temperaturen på produktet generelt lavere enn glødetemperaturen til glasset når det kommer inn i glødeovnen , spesielt for noen tynnveggede produkter. Derfor, når produktet kommer inn i glødeovnen, må produktet varmes opp til glødetemperaturen som er bestemt på forhånd.

Når glass varmes opp, utsettes overflatelaget for trykkspenning og det indre laget utsettes for strekkspenning. Siden trykkfastheten til glass er omtrent 10 ganger strekkfastheten, kan oppvarmingshastigheten være tilsvarende raskere. Summen av den midlertidige spenningen som genereres av temperaturgradienten og den iboende permanente spenningen under oppvarmingsprosessen kan imidlertid ikke være større enn dens strekkfasthetsgrense, ellers vil den bryte. I faktisk produksjon vil faktorer som jevnheten av tykkelsen på glassprodukter, størrelsen og formen på produktene og jevnheten av temperaturfordelingen i glødeovnen påvirke oppvarmings- og oppvarmingshastigheten.
Gløding umiddelbart etter at produktet er dannet kalles primær gløding, og gløding etter at produktet er avkjølt kalles sekundær gløding. Produksjonen av flaske- og boksglassprodukter bruker alltid den primære glødemetoden for å gå inn i glødeovnen umiddelbart etter forming. For noen produkter med komplekse former, ujevn veggtykkelse eller flaskebunntykkelse over 8 mm, er det strengt forbudt å bruke en engangsglødeovn for sekundær gløding. Hvis det kreves ettergløding, må det velges en sekundær glødeovn for gløding, ellers vil glassproduktene sprekke. For eksempel hører overflatedekalprodukter til sekundær gløding, og bakeovnen brukes til å gløde produktet for sekundær gløding. For noen produkter som må behandles ved tørking, er det nødvendig med en sekundær gløding hvis spenningen er for stor etter tørking for å eliminere spenningen.
Det andre trinnet er isolasjonstrinnet, hvis hovedformål er å eliminere temperaturgradienten som genereres ved rask oppvarming og eliminere den iboende indre spenningen i produktet. Få temperaturforskjellen mellom overflatetemperaturen og det indre laget av produktet til å forsvinne. I dette stadiet må glødetemperaturen bestemmes først, etterfulgt av isolasjonstiden. Generelt er glødetemperaturen 20 ~ 30 grader lavere enn den øvre grensen for glødetemperaturen. I tillegg til direkte måling kan også temperaturen der viskositeten er 1012Pa·s beregnes basert på glasssammensetningen. Når glødetemperaturen er bestemt, kan isolasjonstiden beregnes i henhold til 70a2~120a2, eller i henhold til tillatt spenningsverdi.
Generelt, for produkter med tykke vegger, bør temperaturtiden være lengre, slik at belastningen i produktet kan slappes helt av, ellers vil en stor indre belastning forbli i produktet. For tynnveggede produkter kan isolasjonstiden være passende kortere.
Det tredje trinnet er det sakte avkjølingsstadiet av produktet i glødeovnen. Etter en viss periode med varmekonservering ved glødingstemperaturen er den opprinnelige spenningen til produktet eliminert. For å forhindre at den permanente spenningen genereres etter avkjøling, eller for å redusere den til det spenningsområdet som kreves av produktet, er langsom avkjøling etter utjevning nødvendig for å forhindre dannelse av permanent spenning.
Det fjerde trinnet er det raske avkjølingsstadiet av glass. Starttemperaturen for hurtig avkjøling må være lavere enn tøyningspunktet til glasset, fordi strukturen til glasset er fullstendig fiksert under tøyningspunktet. Selv om temperaturgradienten genereres på dette tidspunktet, vil ingen permanent stress genereres. I det raske avkjølingsstadiet kan bare midlertidig stress genereres. Under forutsetningen om å sikre at glassproduktene ikke knuses på grunn av midlertidig stress, kan de avkjøles så raskt som mulig.
I faktisk produksjon brukes en lavere kjølehastighet. For generelt glass tas 15%~20% av denne verdien, og for optisk glass mindre enn 5%.
Den totale glødetiden for glassprodukter er summen av oppvarming, varmekonservering, langsom avkjøling og rask avkjølingstid. Glødehastigheten for hvert trinn må begrenses til den tillatte spenningsverdien som produktet tåler. Bestem først den mest egnede glødekurven ved beregning, og juster den vanligvis i produksjonspraksis. For flaskeglass! Glødesystemet er vist i tabell 2-34.

(3) Problemer som bør legges merke til ved utforming av glødesystemet. Glødetemperaturen til flaskeglass bør stilles i henhold til produktstørrelse, vekt, glasssammensetning, produktovnstemperatur og de strukturelle egenskapene til hver glødeovn. Samtidig bør følgende punkter også vurderes.
① Påvirkningen av temperaturforskjell i glødeovnen Til tross for mange tekniske tiltak er fordelingen av temperatur i tverrsnittet til glødeovnen fortsatt ujevn, noe som gjør temperaturen til produktet ujevn. Derfor, når utglødningssystemet formuleres, bør isolasjonstiden forlenges passende, og den langsomme kjølehastigheten bør være lavere enn kjølehastigheten som tilsvarer den faktiske tillatte permanente spenningsverdien, vanligvis halvparten av den tillatte spenningsverdien tas for beregning. Bestemmelsen av oppvarmingshastighet og rask avkjølingshastighet bør også vurdere påvirkningen av temperaturforskjellen i glødeovnen.
Når produktet ikke trenger kaldsprøyting, bør avstanden mellom flaskene i glødeovnskjeden være så tett som mulig uten å påvirke varmesyklusen og vindvarmesyklusen i ovnen. Generelt er 15 ~ 20 mm passende. I tillegg bør høyden og formen på flasken også vurderes. Hvis flasken er høyere, kan den øvre grensen for avstanden tas, og hvis flasken er kortere, kan den nedre grensen tas. Når produktet trenger kaldsprøyting, bør avstanden til flasken baseres på at kaldsluttsprøytingen kan sprøyte jevnt på flaskekroppen.
③ Glødeproblemer for produkter med tykke vegger og komplekse former Temperaturforskjellen mellom de indre og ytre lagene til tykke vegger er stor. Derfor, innenfor glødetemperaturområdet, bør isolasjonstiden for tykkveggede produkter forlenges tilsvarende slik at temperaturen på de indre og ytre lagene av produktene kan være konsistente, men kjølehastigheten må også reduseres tilsvarende, og total glødetid bør forlenges. Det skal bemerkes at forlengelsen av isolasjonstiden for tykkveggede produkter ikke er proporsjonal med tykkelsen på produktene. Dette er fordi belastningen er større etter at tykkelsen øker. Hvis produktene holdes ved høyere temperatur over lengre tid, er de lette å deformere. Produkter med komplekse former er utsatt for stresskonsentrasjon. Derfor bør de bruke en relativt lav isolasjonstemperatur som tykkveggede produkter, og isolasjonstiden bør forlenges passende. Både oppvarmings- og kjølehastighetene skal være lave.
④ Glødeproblemer for forskjellige typer produkter i samme ovn Når produkter med samme kjemiske sammensetning og forskjellige tykkelser glødes i samme glødeovn, bør glødetemperaturen bestemmes i henhold til produktet med den minste veggtykkelsen for å unngå deformasjon av tynn Produkter. Imidlertid bør isolasjonstiden forlenges på passende måte, og oppvarmings- og kjølehastighetene bør bestemmes i henhold til produktet med størst veggtykkelse for å sikre at tykkveggede produkter ikke går i stykker på grunn av termisk stress.
Når produkter med ulik kjemisk sammensetning glødes i samme glødeovn, bør glassproduktet med lavest glødetemperatur velges som isolasjonstemperatur. Samtidig bør isolasjonstiden forlenges slik at produkter med ulike glødetemperaturer kan oppnå god gløding.
⑤ Påvirkningen av iboende spenning av produkter Ved rask oppvarming, i tillegg til å beregne midlertidig spenning i henhold til temperaturforskjell, bør påvirkningen av iboende spenning også estimeres.