硼硅酸盐耐热玻璃器皿的生产工艺

摘要：根据引进的生产硼硅酸盐耐热玻璃器皿生产线的操作经验，介绍了该引进生产线的特点和生产工艺所涉及的玻璃料的温度控制、模具设计与材料、模具的冷却、供气系统以及火抛光系统 关键词：玻璃器具；硼硅酸盐玻璃；压制

力诺集团为参与国际竞争，提高产品质量，从国外引进两条先进的压制器皿生产线，2003年投人生产运行，主要生产耐热玻璃器皿、微波炉转盘等高档玻璃制品。从运行情况看，设备运行稳定，产品合格率达到90％以上，达到了预期的目的。在安装、运行和生产的过程中有几点经验值得交流

生产线简介 每条生产线由供料机、压机、火焰抛光机三部分组成，各部分相对独立，通过电脑控制能非常方便地实现同步生产。两条生产线主要有以下几个特点： (1)应用了较先进的电气技术。这两条生产线的自动化控制程度目前在世界上是较为先进的，每条生产线人员配置仅为2人，但对操作者的文化素质提出了较高要求。 2)各种动作可通过计算机集中控制。操作者可通过现场设置的电脑对所有动作进行设定和修改，大大提高了各种动作的精确度，并能对工艺参数进行保存，提高了生产效率。 3)采用了计算机远程诊断系统。用户可利用因特网将生产线上的主机与制造商的计算机信息中心连接起来，可及时确定故障原因、调整程序，缩短了排除故障的时间，节约了维修费用。 >(4)压机上装有先进的红外线测温系统，可对模具温度进行测量并显示在电脑显示器上，操作者根据每个工位的模具温度来调节风冷系统，模具温度一般能控制在±5℃以内，提高了产品的稳定性。 5)供料机剪切系统利用伺服电机作驱动，达到了无级调速，可任意修改冲头和剪刀运动曲线，满足料滴成型要求。通过电脑设定剪刀剪切和撤回的速度，可调整剪刀与玻璃接触的时间，延长剪刀的使用寿命。 6)压机上装有红外线探头，可探测产品是否被取出，并将信息传递给电脑。如果未被取出，该工位自动停止给料和冲压，增加了设备的安全系数。7)重视产品抛光质量。火焰抛光机长8m，设计36对喷枪，可对圆形产品和非圆形产品进行抛光，抛光机中部设有自动转向装置，可将产品转向90°，操作者可根据产品形状和抛光要求，设置喷枪位置和数量，以达到最佳的抛光效果

>2 探讨 引进先进的设备，目的是为了提高产品的质量。从运行情况看，两条生产线的产品质量非产稳定，合格率较高。如何提高压制产品质量，我们总结了以下几条经验与大家一起交流探讨>2．1 料温的控制 玻璃必须在一定的温度范围内才能成型，在成型时玻璃除作机械运动外，还向周围的介质进行连续的热传递。由于冷却和硬化，玻璃首先由粘性液态转为可塑态，然后再转变成脆性固态，其中机械作用和热传递具有重要意义。机械作用与玻璃的粘度、表面张力和弹性有关，热传递与玻璃本身及周围介质的比热、导热性、透热性、传热系数等有关。由于玻璃的粘度随温度下降而增大，玻璃的粘度愈小，流动性就愈大。通过控制温度，使玻璃的粘度改变，即可改变玻璃的流动性，以达到成型和定型的目的。我们采用3．3高硼硅玻璃生产耐热器皿，由于其料性短，成型困难，料温控制非常关键。料道要保证有足够的长度，采取电加热密闭料道，能方便调控玻璃温度，同时可防止硼的挥发。机速要稳定，尽量避免频繁更换品种。料滴温度偏差一般控制在±2℃以内，根据产品大小不同，料滴温度可作适当调整，但在生产过程中必须保持料温稳定>(待续

模冷系统
必须有充足的模冷风及灵活多变的压机模冷调节装置，尤其在夏季，因3．3高硼硅玻璃成型温度高，所以模具温度一般很高，若冷却不下来，产品粘附模具，机速提不上去，既影响质量又影响产量。在产品成型时，棱角和棱边的热传递非常重要，任何一个热物体以小的角度暴露在冷物体的大角度下时，就会受到过强的冷却，产生炸裂等缺陷，所以冷却风位置选择一定要适当，既要使产品容易脱模，又不能引起产品炸裂。模具内表面温度变化范围直接影响成型的玻璃制品的质量，变化的范围越大，产品的表面质量越差，模具的内表面温度过低时，玻璃表面会产生裂纹，模具温度高时，产品表面质量好，玻璃分布均匀，但也不能过高，否则玻璃粘附模具，出模困难。在实际生产中，除压机本身风冷调节装置外，还要根据产品形状及模具不同部位散热速度的大小，制作不同的模冷风筒，以提高模具及产品的冷却速度，模具内表面温度一般应控制在480～500℃比较合适，外表面温度作参考，一般在250～300℃范围内

2．3; 供气系统; 本系统主要使用0．3MPa压缩空气，供给各种气缸和电气执行机构用气，以维持各种动作稳定，运行可靠。对气源的要求高，不能含有水份、油和杂质。为此，我们对0．3MPa压缩空气进行了2级过滤：压缩空气进入车间后，先经过1台冻干机除去水和油；进入配气柜前，再经过空气过滤器，除去管道中混进的杂质，以确保空气清洁，减少因压缩空气有杂质而造成的停机故障。压缩空气压力要稳定，保证各种动作运行平稳，每台压机供气管路上配备一个2m3储气罐，并设有自动稳压装置，以确保压力稳定。2．4; 模具要求2．4．; 模具厚度。模具的厚度对成型影响很大，厚度不足时，稳定的传热带缩小，温度的波动将扩展到模具的外表面，造成质量波动。但模具过厚时，由于蓄热量过大，冷却不下来，造成机速降低，成型后出模困难。薄壁模具温度变化快，适合较高的成型速度或更精确的冷却系统。用3．3高硼硅玻璃生产压制器皿，模具厚度不易过厚，除考虑模具温度稳定外，还应充分考虑模具散热问题。2

．4． 模具材质。模具应使用优质材料，并具有良好的散热结构，充分考虑模具温度分布的均匀性。模具是影响压制器皿生产的关键因素，优良的模具才能发挥设备良好的性能。首先制作模具的材料晶粒要细，金相组织致密、均匀。玻璃制品表面光洁度取决于模具内表面的光洁度，细晶粒和组织致密的材料具有良好的抛光性能得到较高的光洁度。其次模具材料还要具备良好的抗氧化性、良好的导热性、耐冷热疲劳性、耐磨性、膨胀系数小等性能。在成型过程中，模具与玻璃接触、脱离，经历不断的冷热变化，同时模具的内外表面也存在着温度梯度，会使模具产生应力，耐热性和热稳定性差的材料，模具会产生裂纹，影响产品质量。国外一般用耐热不锈钢作玻璃模具材料。另外模具要具有良好的散热结构，模具的底部温度较高，可以在底部增加铜散热管或散热片，加强导热，操作者根据实际情况增减某个部位散热管数，以达到模具整体温度的均匀性

2．5; 抛光要求 利用火焰直接加热玻璃制品表面，在玻璃制品不变形的情况下使其表面微熔，在表面张力的作用下变得光滑，克服制品表面的微裂纹，使其不再继续发展，不但可以提高产品的光洁度，还可以提高制品的热稳定性和机械性能。作为高档器皿除产品颜色、造型、光洁度、透明度之外，抛光质量非常重要。抛光质量好的产品，其边部、柄部、口部非常圆滑，使用时手感好。对产品身部的抛光能提高产品光洁度，克服压制时产生的一些缺陷，如轻微的模纹、因模具氧化而产生的产品光洁度下降等。产品抛光在生产中要增加成本，在以往的生产中往往得不到重视。随着人们生活水平的提高，对产品的外观质量越来越重视，抛光作为改善产品外观质量的一种手段，在现代压制器皿生产中显得越来越重要，对于提高产品质量能起到事半功倍的效果