專利名稱：金屬焊料焊接、條框封邊的凸面真空玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及玻璃的加工，尤其是制造一種真空玻璃。
背景技術(shù)：
真空玻璃是最好的節(jié)能玻璃產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于建筑物門窗、玻璃幕墻、冷藏柜和電冰箱等工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域和居民日常生活用品中，是優(yōu)良的隔熱、隔音和裝飾材料。在真空玻璃的制作過程中，邊緣封接的結(jié)構(gòu)和技術(shù)是保證真空玻璃周邊不變形、不產(chǎn)生超標(biāo)應(yīng)力、不漏氣和保持鋼化玻璃特性的關(guān)鍵技術(shù)?，F(xiàn)有真空玻璃的主要不足之處在于:一是結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜，不適合于機械化、自動化和批量化生產(chǎn)；二是封邊過程中抽氣困難、需要在玻璃上設(shè)置抽氣口，不適合于從玻璃的邊部直接抽氣；三是低溫焊料高溫熔化后易流失，影響密封的可靠性；四是鋼化玻璃不平整密封困難。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種真空玻璃，其包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是凸面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是普通玻璃或鍍膜玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過低溫焊料焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層或所述低溫焊料含有焊接輔料，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層。其中:所述凸面玻璃的凸面弓高不小于0.1mm,優(yōu)選為0.1 200mm。所述真空玻璃還可以包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃是平面玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。所述真空層中，當(dāng)上、下玻璃的平面尺寸較小或者凸面弓高較大、能夠依靠玻璃自身的凸面形狀和強度抵抗大氣壓時，可以不設(shè)支撐物；當(dāng)上、下玻璃不能夠依靠自身的凸面形狀和強度抵抗大氣壓時，應(yīng)設(shè)置少量必要的支撐物，支撐物與玻璃一起共同抵抗大氣壓。所述支撐物由低溫玻璃、金屬、陶瓷、玻璃或塑料制成，優(yōu)選采用印刷低溫玻璃粉或低溫玻璃焊料制備，所述低溫玻璃粉的熔化溫度為550 750°C，所述低溫玻璃焊料的熔化溫度為350 550°C。所述支撐物印制在一塊玻璃上，或印制在兩塊玻璃上，優(yōu)選印制在兩塊玻璃上。所述支撐物為柱狀，或為條狀；當(dāng)支撐物印制在一塊玻璃上時，優(yōu)選為圓柱狀；當(dāng)支撐物同時印制在兩塊玻璃上時，優(yōu)選為長條狀，并垂直疊放。所述上、下玻璃均有條狀支撐物時，支撐物垂直疊放支撐，支撐物在熔融燒結(jié)過程中，頂部變圓、底部變寬，上下玻璃通過支撐物的頂部連接時仍為點接觸，而支撐物與玻璃之間為線或面接觸，增大了接觸面積，減小了玻璃在支撐處的張應(yīng)力，所以可以減少支撐物的數(shù)量，從而進(jìn)一步提高玻璃的透明度、隔熱和隔音性能。所述印刷方式包括模板印刷、絲網(wǎng)印刷和打印機打印等方式；所述印刷方式包括硬板(網(wǎng))印刷和軟板(網(wǎng))印刷，所述硬板(網(wǎng))主要是金屬材料制成的板、網(wǎng)，所述軟板(網(wǎng))主要是有機材料制成的板、網(wǎng)。所述支撐物可在玻璃熱彎前或熱彎后印制，熱彎后印制時優(yōu)選采用硬板(網(wǎng))印制，硬板(網(wǎng))印刷可以使支撐物的頂部處于一個平面上，以消除玻璃熱彎變形帶來的對玻璃平整度的影響；當(dāng)所述支撐物在玻璃熱彎后印制時，優(yōu)選低溫玻璃焊料制成。所述上玻璃焊接面的周邊至少有一個封邊條框，所述下玻璃焊接面的周邊至少有兩個封邊條框。所述封邊條框通過印刷或噴涂等方式制成，優(yōu)選采用絲網(wǎng)印刷低溫玻璃粉制成，所述低溫玻璃粉優(yōu)選為市售的熔融溫度為550 750°C的玻璃釉料，所述低溫玻璃粉中可以含有金屬粉末，以強化與焊料的焊接性能；所述封邊條框制備時，可以是一次完成，也可以是多次完成。所述印刷方式是采用絲網(wǎng)印刷或模板印刷或打印機等方法，將低溫玻璃粉印在玻璃上形成凸起于玻璃表面的凸棱。所述封邊條框的高度優(yōu)選為0.1 IOmm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.5 2mm,寬度優(yōu)選為
0.2 5mm,進(jìn)一步優(yōu)選為I 2_。所述封邊條框上可以留有數(shù)個抽氣孔，即垂直于封邊條框、并沿封邊條框均勻分布的凹槽或狹縫，數(shù)量由上、下玻璃的周長決定，間距約50 500mm為宜,在所述低溫焊料熔化后能夠封閉所述抽氣孔；也可以不留抽氣孔，利用涂覆的低溫焊料的凹凸不平的表面所形成的空隙或粉末狀低溫焊料的孔隙作為抽真空的通道，但留有抽氣孔會縮短抽真空的時間。所述下玻璃的封邊條框比所述上玻璃的封邊條框多一個，即所述上玻璃至少含有一個封邊條框，所述下玻璃至少含有兩個封邊條框，所述上玻璃的封邊條框插在所述下玻璃的封邊條框中，所述上、下玻璃的封邊條框相互嵌合在一起，對真空層實行迷宮式密封；所述封邊條框在具有兩個真空層的真空玻璃的中間玻璃的上表面時，與所述下玻璃的相同，在所述中間玻璃的下表面時，與所述上玻璃的相同。所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層或所述低溫焊料含有焊接輔料，所述低熔點金屬或合金焊料優(yōu)選錫或錫合金、鋅或鋅合金、鎂或鎂合金，其形狀或形態(tài)為膏狀、粉末狀、絲狀或箔狀。所述低熔點金屬或合金焊料的熔融溫度范圍為150 550°C，優(yōu)選為280 380。。。所述低溫焊料摻有焊接輔助材料，如低溫玻璃焊料、低熔點無機或有機材料等。所述低溫焊料與玻璃或封邊條框之間有過渡層，所述過渡層有一層、兩層或多層，所述過渡層主要由玻璃粉、金屬粉或其它添加劑如粘結(jié)劑等組成，如市售的銀漿等；所述過渡層還可以通過多次印刷或噴涂的方式形成梯度材料，由玻璃相為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘傧酁橹鳎ＷC金屬與玻璃之間的粘接性能和密封性能。所述過渡層通過印刷或噴涂等方式制成，可以印刷或噴涂一次、兩次或多次，可以在玻璃鋼化前或封邊條框固化前進(jìn)行、也可以在玻璃鋼化后或封邊條框固化后進(jìn)行；所述過渡層含有高熔點的金屬粉如鋁粉時宜在玻璃鋼化前或封邊條框固化前制成，所述過渡層含有低熔點的金屬粉如錫粉時宜在玻璃鋼化后或封邊條框固化后制成；所述過渡層在鋼化前或封邊條框固化前制備時，所含玻璃粉優(yōu)選熔融溫度為550 750°C的市售低熔點玻璃粉，所述過渡層在鋼化后或封邊條框固化后制備時，所含玻璃粉優(yōu)選熔融溫度為350 550 0C的市售低溫玻璃焊料。所述上玻璃、下玻璃和中間玻璃的材料是普通玻璃、或是鋼化玻璃、或是半鋼化玻璃、或是低輻射玻璃、或是強化玻璃(包括物理強化和化學(xué)強化)、或是熱反射玻璃、或是夾絲玻璃、或是壓延玻璃、或是熱熔玻璃，或是以上任兩種或三種玻璃的組合，進(jìn)一步優(yōu)選為鋼化或半鋼化玻璃、強化玻璃和低輻射玻璃，更進(jìn)一步優(yōu)選為鋼化或半鋼化玻璃與低輻射鋼化或半鋼化玻璃的組合、鋼化或半鋼化玻璃與低輻射強化玻璃的組合、鋼化或半鋼化玻璃與低輻射玻璃的組合。其中，所述真空封邊爐是常規(guī)加熱爐，通過電熱體加熱升溫，包括間歇式加熱爐和連續(xù)式加熱爐。其中，所述真空封邊爐可以每次只封接一塊真空玻璃，也可以封接多塊真空玻璃，即實現(xiàn)真空玻璃的批量化生產(chǎn)。當(dāng)制備的是鋼化玻璃時，為解決因焊接溫度過高而退火的問題，真空封邊爐可以具有基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)和局部加熱系統(tǒng)，基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)可采用電阻加熱的方式如電熱絲、電熱管、電熱板等，或采用循環(huán)熱風(fēng)加熱的方式，將真空封邊爐內(nèi)部及玻璃加熱至一基礎(chǔ)溫度；再利用電阻加熱、紅外線加熱、激光加熱、電磁加熱、微波加熱等方式對玻璃的周邊即封邊位置進(jìn)行局部加熱，達(dá)到在短時間內(nèi)將低溫焊料加熱至熔融的目的。本實用新型的有益效果是:本實用新型發(fā)明的凸面真空玻璃的上玻璃和下玻璃利用玻璃的凸面形狀來抵抗大氣壓，使兩塊玻璃不會壓合在一起、保持兩玻璃之間的真空層，省去了制作和安裝難度很大的支撐物；沒有了支撐物的阻擋，真空玻璃的透明度和可視度更好；沒有了支撐物的傳導(dǎo)，真空玻璃的隔熱和隔音性能更佳；凸面結(jié)構(gòu)，使玻璃有更高的抗壓強度和抗彎強度，真空玻璃的抗風(fēng)壓性能更好；凸面結(jié)構(gòu)，使真空層有更大的空間，更能長時間保持真空狀態(tài)、真空玻璃的壽命更長，即使失去真空，其性能也優(yōu)于一般的中空玻璃。本實用新型發(fā)明的凸面真空玻璃的制作方法是利用封邊條框和低溫焊料通過印制支撐物在真空封邊爐中完成真空玻璃的制作，真空玻璃的上、下玻璃的周邊含有封邊條框，使得真空玻璃的封邊更簡便，上下封邊條框的相互嵌合保證了玻璃在變形情況下的密封效果，封邊條框與上下玻璃之間具有比低溫焊料更高的結(jié)合強度，增大了上下玻璃之間密封面積和氣密層厚度，解決了現(xiàn)有真空玻璃邊緣的密封參差不齊的問題，大大加強了封接的附著力和附著強度，增加了上、下玻璃之間真空層的密封度，提高了真空玻璃的壽命，并可省去制作和密封難度極大的抽氣口，實現(xiàn)了一步法批量化制備真空玻璃和鋼化真空玻
3 ο

圖1為本實用新型發(fā)明的凸面真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型發(fā)明的具有單支撐物的凸面真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；[0034]圖3為本實用新型發(fā)明的具有雙支撐物的凸面真空玻璃結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1.上玻璃，2.下玻璃，3.低溫焊料，4.封邊條框，5.支撐物。
具體實施方式
實施例1:參見圖1，真空玻璃由上下兩塊玻璃組成，其中一塊是低輻射玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角、除膜，清洗、干燥后，在玻璃上利用印刷技術(shù)將低溫玻璃粉膏印制成封邊條框,其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有兩個封邊條框,上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的封邊條框之間；上下玻璃經(jīng)干燥后，在封邊條框的位置印制或噴涂市售的銀漿作為過渡層；其次將兩塊玻璃裝入模具、放在熱彎爐中，升溫至玻璃軟化的溫度550-750°C，依靠玻璃自身的重力使玻璃向下形成凸面，并隨爐降至室溫；若封邊條框在燒結(jié)過程中形狀發(fā)生變化，可通過機械加工的方式如車削、研磨等使其平整；再次將下玻璃的兩個封邊條框之間裝滿金屬焊料錫粉或鋪上錫箔或錫絲，將兩塊玻璃上下對齊疊放在一起，并留有抽氣通道，送入真空封邊爐中；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，抽真空至0.1Pa以下，加熱升溫至金屬錫的熔點溫度以上如240°C，金屬錫熔化，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的封邊條框之間，熔融的金屬錫將兩塊玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，金屬焊料錫將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，打開爐門得到所需的真空玻璃。實施例2:參見圖2，真空玻璃的兩塊玻璃中一塊為低輻射玻璃，另一塊為鋼化玻璃或半鋼化玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角、除膜，清洗、干燥后，利用噴槍將低溫玻璃粉膏噴涂在兩塊玻璃上制成封邊條框，其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有兩個封邊條框，上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃兩個封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的兩個封邊條框之間；上下玻璃經(jīng)干燥后，在封邊條框的位置先印制或噴涂一層含有低溫玻璃粉的漿料再印制或噴涂一層市售的銀漿作為過渡層；其次將上玻璃裝入模具、放在熱彎爐中，升溫至玻璃軟化的溫度550-750°C，依靠玻璃自身的重力使玻璃向下形成凸面，并隨爐降至室溫或急冷至室溫令其強化，得到具有封邊條框的上玻璃；將下玻璃裝入模具、送入鋼化爐中，在鋼化爐650 750°C的高溫作用下封邊條框與玻璃燒結(jié)在一起，依靠施加在上模具上的壓力使玻璃向下依靠上下模具形成凸面，隨即進(jìn)行風(fēng)冷鋼化，得到鋼化或半鋼化玻璃；在上或下玻璃上采用低溫玻璃焊料利用張緊的鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)印制支撐物，使支撐物的頂部在一個平面上，以消除玻璃變形對平整度的影響，支撐物為與凸面相適應(yīng)的圓形或橢圓形點陣排列，可分多次制備，以適應(yīng)凸面的空間變化；支撐物為圓柱狀，其高度略高于所處真空層的高度；再次將下玻璃的兩個封邊條框之間裝入熔點為380°C的鋅合金，鋅合金的形狀為粉、膏、箔或絲，并將兩塊玻璃上下對齊疊放在一起，預(yù)留抽氣通道，送入真空封邊爐中，真空封邊爐具有輔助加熱系統(tǒng)，輔助加熱系統(tǒng)采用遠(yuǎn)紅外線加熱器；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，先利用基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)如循環(huán)熱風(fēng)加熱系統(tǒng)將真空封邊爐爐膛的溫度升至300°C后，抽真空至0.1Pa以下，再開啟局部加熱系統(tǒng)如電熱管將封邊處局部升溫至鋅合金的熔點溫度以上如390°C，鋅合金熔化成液體，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的兩個封邊條框之間，熔融的鋅合金焊料將兩塊玻璃粘接在一起，同時支撐物軟化或熔融與上下玻璃粘接在一起；停止加熱、隨爐降溫，鋅合金焊料將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，支撐物也與上下玻璃燒結(jié)成一體，打開爐門得到所需的
真空玻璃。實施例3:參見圖3，真空玻璃的兩塊玻璃為鋼化玻璃或半鋼化玻璃，其中一塊還是低輻射玻璃，其制作方法如下:首先根據(jù)所制作真空玻璃的形狀和大小切割所需尺寸的一塊平板玻璃和一塊低輻射玻璃，進(jìn)行磨邊、倒角、除膜，清洗、干燥后，在兩塊玻璃上利用尼龍絲網(wǎng)將低溫玻璃粉膏印制成封邊條框，其中上玻璃有一個封邊條框、下玻璃有兩個封邊條框，上玻璃封邊條框的大小介于下玻璃兩個封邊條框之間，上下玻璃合片后，上玻璃的封邊條框能夠嵌合于下玻璃的兩個封邊條框之間；其次將兩塊玻璃分別裝入兩個成型模具內(nèi)，該成型模具具有上模具和下模具，玻璃夾在上模具和下模具之間，并能施壓使上、下模具閉合，從而使玻璃形成凸面；將裝有玻璃的成型模具放在鋼化爐中，升溫至玻璃軟化的溫度，依靠施加于成型模具上的壓力使成型模具中的玻璃形成凸面，隨即移去上模具并進(jìn)行風(fēng)冷鋼化，得到鋼化或半鋼化玻璃；在上下玻璃上采用低溫玻璃焊料利用張緊的鋼絲網(wǎng)或鋼板網(wǎng)印制支撐物，使支撐物的頂部在一個平面上，以消除玻璃變形對平整度的影響，支撐物為最小單元是等邊三角形的點陣排列，支撐物為長條狀，上下玻璃的支撐物互相垂直，上下玻璃合片后支撐物重疊為十字狀形；再次將含有金屬錫粉和低溫玻璃焊料的混合物噴涂或印制在封邊條框處作為過渡層，將下玻璃的封邊條框之間裝滿合金焊料錫鎂合金粉或鋪上錫鎂合金箔或錫鎂合金絲，將兩塊玻璃上下對齊疊放在一起、預(yù)留一定的抽氣通道，送入真空封邊爐中，真空封邊爐具有基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)和局部加熱系統(tǒng)；最后進(jìn)行抽真空和加熱操作，先利用基礎(chǔ)加熱系統(tǒng)如電熱管將爐膛的基礎(chǔ)溫度升至300°C后，再抽真空至0.1Pa以下，再利用局部加熱系統(tǒng)如遠(yuǎn)紅外線加熱器將封邊條框和封邊凹槽處的溫度局部加熱至錫鎂合金的熔點溫度以上如350°C，錫鎂合金熔化，上玻璃的封邊條框在重力的作用下嵌入下玻璃的封邊條框之間，熔融的錫鎂合金將兩塊玻璃粘接在一起，上下玻璃的支撐物軟化相互接觸、重疊為十字狀形；停止加熱、隨爐降溫，錫鎂合金將兩塊玻璃氣密性地焊接在一起，上下支撐物和上下玻璃固化成一體，打開爐門得到所需的真空玻璃。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種真空玻璃，其特征在于包括上玻璃、下玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃是凸面玻璃，所述上玻璃和所述下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上玻璃和所述下玻璃的周邊通過低溫焊料焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層，所述上玻璃和所述下玻璃之間形成一個封閉的真空層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述真空玻璃還包括一塊中間玻璃，所述中間玻璃是平面玻璃，所述中間玻璃夾在所述上玻璃和所述下玻璃之間，所述上玻璃和所述下玻璃分別和所述中間玻璃形成兩個封閉的真空層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真空玻璃，其特征在于所述上玻璃和所述下玻璃至少有一塊是鋼化或半鋼化玻璃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述上玻璃焊接面的周邊至少有一個封邊條框，所述下玻璃焊接面的周邊至少有兩個封邊條框。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述封邊條框采用低溫玻璃粉通過印刷或噴涂的方式制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述真空層內(nèi)有支撐物，所述支撐物有一層或兩層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真空玻璃，其特征在于所述支撐物采用低溫玻璃焊料使用硬網(wǎng)印刷制作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空玻璃，其特征在于所述過渡層有一層、兩層或多層。
專利摘要一種金屬焊料焊接、條框封邊的凸面真空玻璃，其特征在于包括上玻璃、下玻璃，所述上、下玻璃是凸面玻璃，所述上、下玻璃的焊接面的周邊有封邊條框，所述上、下玻璃的周邊通過低溫焊料焊接在一起，所述低溫焊料為低熔點金屬或合金焊料，所述低溫焊料與所述玻璃之間有過渡層，所述上、下玻璃之間形成一個封閉的真空層；該真空玻璃通過上下封邊條框的相互嵌合保證了密封效果，不但制作工藝簡單、成本低、生產(chǎn)效率高，而且封接可靠、密封效果好。
文檔編號C03B23/24GK203159446SQ201220569759
公開日2013年8月28日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者戴長虹 申請人:青島理工大學(xué)