Lasin hehkutus

Vuorovaikutusvoimaa, joka kohdistuu yksikön poikkileikkaukseen aineen sisällä, kutsutaan sisäiseksi jännitykseksi. Lasin sisäinen jännitys voidaan jakaa kolmeen luokkaan sen syntymisen eri syiden mukaan.
(1) Lasin lämpöjännitys Lämpötilaerosta lasissa syntyvää jännitystä kutsutaan lämpöjännitykseksi. Olemassaoloominaisuuksiensa mukaan se jaetaan tilapäiseen ja pysyvään stressiin.
1 Väliaikainen jännitys Termistä jännitystä, joka syntyy, kun elastisen muodonmuutoksen lämpötila-alueella, jonka lämpötila on pienempi kuin venymäpiste, tapahtuu epätasaisia ​​lämpötilamuutoksia lämmityksen tai jäähdytyksen aikana, kutsutaan tilapäiseksi jännitykseksi. Tämä jännitys on olemassa lämpötilagradientin olemassaolossa ja katoaa lämpötilagradientin katoamisen myötä.
2 Pysyvä jännitys Lämpöjännitystä, joka jää lasiin sen jälkeen, kun lasin sisä- ja ulkokerroksen välinen lämpötilagradientti häviää, kutsutaan pysyväksi jännitykseksi. Pysyvän jännityksen muodostuminen lasissa on seurausta jännityksen rentoutumisesta venymälämpötila-alueella. Pysyvän jännityksen syntymisen vähentämiseksi sopiva hehkutuslämpötila ja jäähdytysnopeus tulee valita lasin kemiallisen koostumuksen ja tuotteen paksuuden mukaan siten, että jäännösjännitysarvo on sallitulla alueella.
(2) Lasin rakenteellinen jännitys Epätasaisen kemiallisen koostumuksen aiheuttamasta rakenteellisista epätasaisuuksista lasissa syntyvää jännitystä kutsutaan rakenteelliseksi jännitykseksi. Rakenteellinen jännitys on pysyvä stressi. Esimerkiksi lasin sulatusprosessin aikana syntyy huonosta sulamishomogenisaatiosta johtuen vikoja, kuten raitoja ja kiviä. Näiden vikojen kemiallinen koostumus on erilainen kuin päälasin, ja myös niiden laajenemiskertoimet ovat erilaiset. Kun lämpötila saavuttaa huoneenlämpötilan, vierekkäiset osat, joilla on erilaiset laajenemiskertoimet, kutistuvat eri tavalla aiheuttaen jännitystä lasissa. Tätä lasin luontaisen rakenteen aiheuttamaa jännitystä ei voida poistaa hehkuttamalla.
(3) Lasin mekaaninen jännitys Mekaanisella jännityksellä tarkoitetaan lasiin vaikuttavan ulkoisen voiman aiheuttamaa jännitystä. Kyseessä on tilapäinen stressi. Se katoaa, kun ulkoinen voima katoaa.

Lasin hehkutus on lämpökäsittelyprosessi, jolla vähennetään tai poistetaan lasissa muovauksen tai lämpökäsittelyn aikana syntyvää pysyvää jännitystä ja parannetaan lasin suorituskykyä.
Lasin jännityksen muodostumisen syyn mukaan lasin hehkutus koostuu olennaisesti kahdesta prosessista: jännityksen vähentämisestä ja poistamisesta; uuden stressin syntymisen estäminen. Lasilla ei ole kiinteää sulamispistettä. Se jäähtyy korkeasta lämpötilasta ja muuttuu nesteestä hauraaksi kiinteäksi materiaaliksi. Tätä lämpötila-aluetta kutsutaan siirtymälämpötila-alueeksi. Ylärajalämpötila on pehmenemislämpötila ja alarajalämpötila on siirtymälämpötila. Siirtymälämpötila-alueella lasissa olevat hiukkaset voivat vielä liikkua, eli tietyssä lämpötilassa lähellä siirtymälämpötilaa lämmön säilyminen ja tasaus voivat poistaa lasin lämpöjännityksen. Koska lasi on tällä hetkellä viskoelastinen kappale, vaikka jännitystä voidaan lievittää, se ei muuta tuotteen ulkonäköä.

(1) Lasin hehkutuslämpötila ja hehkutuslämpötila-alue Lasin pysyvän jännityksen poistamiseksi lasi on lämmitettävä tiettyyn lämpötilaan lasittumislämpötilan Tg alapuolelle lämmön säilyttämiseksi ja tasaamiseksi kunkin osan lämpötilagradientin poistamiseksi. lasista ja rentouttaa stressiä. Tätä lämmön säilymis- ja tasauslämpötilaa kutsutaan hehkutuslämpötilaksi. Lasin korkein hehkutuslämpötila viittaa lämpötilaan, jossa 95 % jännityksestä voidaan poistaa 3 minuutin kuluttua, mikä vastaa hehkutuspistettä (n-1012Pa·s), jota kutsutaan myös ylemmäksi hehkutuslämpötilaksi. ; alin hehkutuslämpötila viittaa lämpötilaan, jossa vain 5 % jännityksestä voidaan poistaa 3 minuutin kuluttua. Sitä kutsutaan myös alemmaksi hehkutuslämpötilaksi. Lämpötila-aluetta korkeimmasta hehkutuslämpötilasta alimpaan hehkutuslämpötilaan kutsutaan hehkutuslämpötila-alueeksi. Hehkutuslämpötila-alue on yleensä 50-150 astetta. Pullolasin korkein hehkutuslämpötila on 550-600 astetta. Varsinaisessa tuotannossa yleisesti käytetty hehkutuslämpötila on 20-30 astetta alhaisempi kuin korkein hehkutuslämpötila. Alin hehkutuslämpötila on 50-150 astetta alhaisempi kuin korkein hehkutuslämpötila. Lasin hehkutuslämpötila liittyy sen kemialliseen koostumukseen. Mikä tahansa koostumus, joka voi vähentää lasin viskositeettia, voi myös alentaa hehkutuslämpötilaa.

(2) Lasin hehkutusprosessi Lasituotteiden hehkutusprosessissa on neljä vaihetta: lämmitys, lämmönsäilytys, hidas jäähdytys ja nopea jäähdytys. Kunkin vaiheen lämmitys- ja jäähdytysnopeuksien, lämmön säilytyslämpötilan ja ajan mukaan voidaan piirtää käyrä lämpötilan ja ajan suhteesta. Kuva 2-35 on hehkutuskäyrä.
Ensimmäinen vaihe on lämmitysvaihe. Päätehtävänä on lämmittää tuote hehkutuslämpötilaan. Kun lasituote muodostetaan ja lähetetään hehkutusuuniin, itse tuotteen lämpötilan laskun vuoksi muodostus- ja kuljetusprosessin aikana tuotteen lämpötila on yleensä alhaisempi kuin lasin hehkutuslämpötila, kun se tulee hehkutusuuniin. , erityisesti joidenkin ohutseinäisten tuotteiden kohdalla. Siksi tuotteen saapuessa hehkutusuuniin tuote on lämmitettävä etukäteen määritettyyn hehkutuslämpötilaan.

Kun lasia kuumennetaan, sen pintakerrokseen kohdistuu puristusjännitys ja sen sisäkerrokseen kohdistuu vetojännitys. Koska lasin puristuslujuus on noin 10 kertaa sen vetolujuus, voi lämmitysnopeus olla vastaavasti nopeampi. Lämpötilagradientin synnyttämän tilapäisen jännityksen ja kuumennusprosessin luontaisen pysyvän jännityksen summa ei kuitenkaan voi olla suurempi kuin sen vetolujuusraja, muuten se rikkoutuu. Varsinaisessa tuotannossa lämmitykseen ja kuumennusnopeuteen vaikuttavat sellaiset tekijät kuin lasituotteiden paksuuden tasaisuus, tuotteiden koko ja muoto sekä lämpöjakauman tasaisuus hehkutusuunissa.
Hehkutusta välittömästi tuotteen muodostuksen jälkeen kutsutaan primäärihehkutukseksi ja tuotteen jäähtymisen jälkeistä hehkutusta kutsutaan toissijaiseksi hehkutukseksi. Pullo- ja tölkkilasituotteiden valmistuksessa käytetään aina ensisijaista hehkutusmenetelmää, joka tulee hehkutusuuniin heti muodostuksen jälkeen. Joillekin tuotteille, joilla on monimutkainen muoto, epätasainen seinämäpaksuus tai pullon pohjan paksuus yli 8 mm, on ehdottomasti kiellettyä käyttää kertahehkutusuunia toissijaiseen hehkutukseen. Jos uudelleenhehkutusta tarvitaan, hehkutukseen on valittava toissijainen hehkutusuuni, muuten lasituotteet halkeavat. Esimerkiksi pintatarratuotteet kuuluvat toissijaiseen hehkutukseen, ja leivinuunia käytetään tuotteen hehkuttamiseen toissijaista hehkutusta varten. Joidenkin kuivaamalla prosessoitavien tuotteiden kohdalla, jos jännitys on liian suuri kuivauksen jälkeen, tarvitaan myös toissijainen hehkutus jännityksen poistamiseksi.
Toinen vaihe on eristysvaihe, jonka päätarkoituksena on eliminoida nopean lämmityksen aiheuttama lämpötilagradientti ja eliminoida tuotteessa oleva sisäinen jännitys. Poista pintalämpötilan ja tuotteen sisäkerroksen välinen lämpötilaero. Tässä vaiheessa on ensin määritettävä hehkutuslämpötila ja sen jälkeen eristysaika. Yleensä hehkutuslämpötila on 20-30 astetta alempi kuin hehkutuslämpötilan yläraja. Suoran mittauksen lisäksi lasikoostumuksen perusteella voidaan laskea myös lämpötila, jossa viskositeetti on 1012Pa·s. Kun hehkutuslämpötila määritetään, eristysaika voidaan laskea 70a2~120a2 tai sallitun jännitysarvon mukaan.
Yleensä tuotteissa, joissa on paksut seinämät, lämpötila-ajan tulisi olla pidempi, jotta tuotteen jännitys voidaan rentoutua täysin, muuten tuotteeseen jää suuri sisäinen jännitys. Ohutseinäisissä tuotteissa eristysaika voi olla sopivasti lyhyempi.
Kolmas vaihe on tuotteen hidas jäähdytysvaihe hehkutusuunissa. Tietyn lämpösäilytysajan jälkeen hehkutuslämpötilassa tuotteen alkuperäinen jännitys on eliminoitu. Pysyvän jännityksen syntymisen estämiseksi jäähdytyksen jälkeen tai sen pienentämiseksi tuotteen vaatimalle jännitysalueelle, hidas jäähdytys tasauksen jälkeen on tarpeen pysyvän jännityksen muodostumisen estämiseksi.
Neljäs vaihe on lasin nopea jäähdytysvaihe. Pikajäähdytyksen aloituslämpötilan tulee olla alhaisempi kuin lasin jännityspiste, koska lasin rakenne on täysin kiinteästi venymäpisteen alapuolella. Vaikka lämpötilagradientti muodostuu tällä hetkellä, pysyvää jännitystä ei synny. Nopeassa jäähdytysvaiheessa voi syntyä vain tilapäistä jännitystä. Sillä edellytyksellä, että lasituotteet eivät rikkoudu tilapäisen rasituksen vuoksi, ne voidaan jäähdyttää mahdollisimman nopeasti.
Varsinaisessa tuotannossa käytetään pienempää jäähdytysnopeutta. Yleislasille otetaan 15 % ~ 20 % tästä arvosta ja optiselle lasille alle 5 %.
Lasituotteiden kokonaishehkutusaika on lämmityksen, lämmön säilymisen, hitaan jäähdytyksen ja nopean jäähtymisen summa. Kunkin vaiheen hehkutusnopeus on rajoitettava sallittuun jännitysarvoon, jonka tuote voi kestää. Määritä ensin sopivin hehkutuskäyrä laskennallisesti ja yleensä säädä sitä tuotantokäytännössä. Pullolasiin! Hehkutusjärjestelmä on esitetty taulukossa 2-34.

(3) Asiat, jotka on otettava huomioon hehkutusjärjestelmää laadittaessa Pullolasin hehkutuslämpötila tulee asettaa tuotteen koon, painon, lasikoostumuksen, tuoteuunin lämpötilan ja kunkin hehkutusuunin rakenteellisten ominaisuuksien mukaan. Samalla on otettava huomioon myös seuraavat seikat.
① Lämpötilaeron vaikutus hehkutusuunissa Monista teknisistä toimenpiteistä huolimatta lämpötilan jakautuminen hehkutusuunin poikkileikkauksessa on edelleen epätasaista, mikä tekee tuotteen lämpötilasta epätasaisen. Siksi hehkutusjärjestelmää muodostettaessa eristysaikaa tulisi pidentää asianmukaisesti ja hitaan jäähdytysnopeuden tulisi olla pienempi kuin todellista sallittua pysyvää jännitysarvoa vastaava jäähdytysnopeus, yleensä puolet sallitusta jännitysarvosta lasketaan. Lämmitysnopeuden ja nopean jäähdytysnopeuden määrittämisessä tulisi myös ottaa huomioon hehkutusuunin lämpötilaeron vaikutus.
Kun tuote ei tarvitse kylmäruiskutusta, pullojen välin hehkutusuuniketjussa tulee olla mahdollisimman lähellä vaikuttamatta lämpökiertoon ja tuulen lämpökiertoon uunissa. Yleensä 15-20 mm on sopiva. Lisäksi tulee ottaa huomioon pullon korkeus ja muoto. Jos pullo on korkeampi, voidaan ottaa etäisyyden yläraja, ja jos pullo on lyhyempi, voidaan ottaa alaraja. Kun tuote tarvitsee kylmäsuihkutusta, pullon etäisyyden tulee perustua siihen, että kylmän pään ruiskutus pystyy suihkuttamaan tasaisesti pullon runkoon.
③ Paksuseinäisten ja monimutkaisten tuotteiden hehkutusongelmat Paksuseinäisten tuotteiden sisä- ja ulkokerroksen lämpötilaero on suuri. Siksi hehkutuslämpötila-alueella paksuseinäisten tuotteiden eristysaikaa tulisi pidentää vastaavasti, jotta tuotteiden sisä- ja ulkokerroksen lämpötilat voivat olla yhdenmukaisia, mutta myös jäähdytysnopeutta on hidastettava vastaavasti ja kokonaishehkutusaikaa tulisi pidentää. On huomattava, että paksuseinäisten tuotteiden eristysajan pidentyminen ei ole verrannollinen tuotteiden paksuuteen. Tämä johtuu siitä, että kuorma on suurempi paksuuden kasvaessa. Jos tuotteita pidetään korkeammassa lämpötilassa pitkään, ne ovat helposti muotoiltuja. Monimutkaisen muotoiset tuotteet ovat alttiita stressin keskittymiselle. Siksi niiden tulisi käyttää suhteellisen alhaista eristyslämpötilaa, kuten paksuseinäisiä tuotteita, ja eristysaikaa tulisi pidentää asianmukaisesti. Sekä lämmityksen että jäähdytyksen tulee olla hitaita.
④ Erityyppisten tuotteiden hehkutusongelmat samassa uunissa Kun samassa hehkutusuunissa hehkutetaan tuotteita, joilla on sama kemiallinen koostumus ja eri paksuus, hehkutuslämpötila on määritettävä sen tuotteen mukaan, jolla on pienin seinämäpaksuus, jotta vältetään ohuen uunin muodonmuutos. Tuotteet. Eristysaikaa tulee kuitenkin pidentää sopivasti ja lämmitys- ja jäähdytysnopeudet määritellä sen tuotteen mukaan, jonka seinämäpaksuus on suurin, jotta paksuseinäiset tuotteet eivät katkea lämpörasituksen vuoksi.
Kun eri kemiallisesti koostuvia tuotteita hehkutetaan samassa hehkutusuunissa, tulee eristyslämpötilaksi valita lasituote, jonka hehkutuslämpötila on alhainen. Samanaikaisesti eristysaikaa tulisi pidentää, jotta eri lämpötiloilla varustetut tuotteet voivat saavuttaa hyvän hehkutuksen.
⑤ Tuotteiden luontaisen jännityksen vaikutus Nopeassa kuumennuksessa lämpötilaeron mukaan lasketun tilapäisen jännityksen lisäksi tulee arvioida myös luontaisen jännityksen vaikutus.