鋼化真空玻璃的加工方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種鋼化真空玻璃的加工方法，包括：平板玻璃過鋼化處理、制作支點、復合、密封、抽真空五個步驟。利用上述本發(fā)明提供的鋼化真空玻璃的加工方法能降低鋼化真空玻璃的自爆機率，同時保證其鋼化強度。
【專利說明】鋼化真空玻璃的加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及真空玻璃制造【技術領域】，更為具體地，涉及一種鋼化真空玻璃的加工方法。
【背景技術】
[0002]真空玻璃是將兩片平板玻璃四周密閉起來，將其間隙抽成真空并密封抽氣孔。由于構成真空玻璃的兩片平板玻璃很薄，因此，為了達到平板玻璃內外壓力的平衡，往往會在兩片平板玻璃之間添加支點，用來支撐玻璃受到外界大氣壓的壓力，其工作原理與保溫瓶的保溫隔熱原理類似。
[0003]如果采用真空玻璃作為高層建筑窗戶和玻璃幕墻，組成真空玻璃的兩片平板玻璃必須為安全玻璃。鋼化玻璃由于其抗沖擊、抗風壓及抗彎強度等力學性能都遠高于普通玻璃，是安全玻璃的主要品種，所以理論上如果采用鋼化玻璃作為組成真空玻璃的兩片平板玻璃，所形成的鋼化真空玻璃的安全性會遠遠高于由普通平板玻璃加工而成的真空玻璃。
[0004]但是，由于多種復雜的原因，鋼化玻璃發(fā)生自爆的機率較高。研究表明，特別是當表面應力≥ 52MPa時，由于鋼化玻璃內部雜質引起的“自爆”機率大大增加，所以通常將鋼化玻璃進行熱浸處理，又稱均質處理，俗稱“引爆”。熱浸處理是將鋼化玻璃加熱到290°C ± 10°C，并保溫一定時間，促使硫化鎳在鋼化玻璃中快速完成晶相轉變，讓原本使用后才可能自爆的鋼化玻璃人為地提前破碎在均質爐中，從而減少安裝后使用中的鋼化玻璃自爆。
[0005]但是，由于熱浸處理對鋼化玻璃進行了二次加熱，并且，在真空玻璃的加工過程中，其中的密封工藝也需要對鋼化玻璃進行再次加熱。而由于鋼化玻璃自身的特性限制，再次加熱會不可避免地導致鋼化玻璃表面應力降低表面應力，從而影響了鋼化真空玻璃的抗沖擊、抗風壓及抗彎強度等力學性能。

【發(fā)明內容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種鋼化真空玻璃的加工方法，在保持鋼化真空玻璃的表面應力不變的同時，降低鋼化真空玻璃“自爆”的機率。
[0007]本發(fā)明提供的鋼化真空玻璃的加工方法，包括以下步驟:
[0008]I)制作支點:將無鉛無鎘的耐高溫玻璃釉料采用絲網(wǎng)印刷方法均勻分散地印刷在所述過鋼化玻璃表面，形成具有設計高度和面積的支點；
[0009]2)平板玻璃過鋼化處理:將制作鋼化真空玻璃的平板玻璃送入連續(xù)式鋼化爐進行過鋼化處理，形成過鋼化玻璃；
[0010]3)復合:將一片未印刷支點的過鋼化玻璃結合在一片印刷有支點的過鋼化玻璃的印刷有支點的一面；其中，在兩片相互結合的過鋼化玻璃中的一片上設置有抽氣孔；
[0011]4)密封:在所述兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙四周灌注無鉛低熔點玻璃粉，然后送入封邊爐低溫加熱使所述無鉛低熔點玻璃粉熔化，以密封所述兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙；同時，在所述低溫加熱的過程中，所述過鋼化玻璃變?yōu)殇摶Ａ?；[0012]5)抽真空:采用抽真空裝置對所述密封的兩片鋼化玻璃之間的間隙進行烘烤和抽氣，形成鋼化真空玻璃后，封接所述鋼化真空玻璃上的抽氣孔。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]1、降低了鋼化真空玻璃的自爆機率，同時保證鋼化真空玻璃的表面應力強度。
[0015]2、采用絲網(wǎng)印刷方式加工玻璃支點，提高生產(chǎn)效率及自動化水平，可用于大規(guī)模生產(chǎn)，真空層的厚度也便于調節(jié)。
[0016]3、無鉛玻璃粉的應用，實現(xiàn)產(chǎn)品的環(huán)保無毒，其低熔點保證生產(chǎn)的低能耗和高效率。
[0017]4、蒸散型吸氣劑的應用，有效提高產(chǎn)品的壽命和玻璃的透明度。
[0018]為了實現(xiàn)上述以及相關目的，本發(fā)明的一個或多個方面包括后面將詳細說明并在權利要求中特別指出的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發(fā)明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發(fā)明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發(fā)明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容，并且隨著對本發(fā)明的更全面理解，本發(fā)明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的鋼化真空玻璃的加工流程示意圖；
[0021]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的鋼化真空玻璃的結構示意圖；
[0022]圖3是沿圖2中A-A線的剖視圖；
[0023]圖4是圖3的局部放大圖；
[0024]圖5是沿圖4中B-B線的剖視圖。
[0025]其中的附圖標記包括:封邊1、支點2、空腔3、平板玻璃4、抽氣孔5、蒸散型吸氣劑
6、平板玻璃7、封孔8。
[0026]在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。
【具體實施方式】
[0027]在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。
[0028]需要說明的是，平板玻璃經(jīng)過鋼化或者過鋼化后變成鋼化玻璃或者過鋼化玻璃，實質上，平板玻璃、鋼化玻璃和過鋼化為同一玻璃在不同處理過程中的名稱，因此，為了表述的方便，在本發(fā)明的以下描述中，以鋼化玻璃統(tǒng)稱經(jīng)過鋼化或者過鋼化處理后的玻璃，并且，平板玻璃和鋼化玻璃的附圖標記相同。
[0029]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的鋼化真空玻璃的加工流程，圖2~圖5分別示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的鋼化真空玻璃的結構。
[0030]如圖1~圖5所示，本發(fā)明提供的鋼化真空玻璃的加工方法，包括以下工藝步驟:
[0031]SllO:制作支點。
[0032]在平板玻璃7表面印刷或點膠支撐點并使支撐點表面固化。具體地，可以將無鉛無鎘的耐高溫玻璃釉料采用絲網(wǎng)印刷方法均勻分散地印刷在過鋼化玻璃表面，形成具有設計高度和面積的支撐點。
[0033]在制作支撐點的過程中，至少在一片平板玻璃的表面制作支撐點2，將無鉛無鎘的耐高溫玻璃釉料采用絲網(wǎng)印刷方式均勻分散地印刷在平板玻璃7的上表面，形成支撐點2。
[0034]其中，耐高溫玻璃釉料能夠耐溫580°C以上，與玻璃本體的顏色接近，透光效果好。
[0035]現(xiàn)有的支撐點通常采用金屬支撐物，具有較高的熱導率，視覺效果明顯，易移動，本發(fā)明采用陶瓷、玻璃、油墨或者其他無機非金屬材料，具有較低的熱導率，采用噴膠、點膠式或印刷等其它涂布方式，直接與玻璃粘結在一起，不會移動，無機非金屬材料為透明或者半透明，視覺效果較好。
[0036]支撐點2印刷完畢后，還需要對印刷的支撐點進行固化處理。具體地，將形成支撐點2的平板玻璃7自然晾干或送入烘干爐烘干，形成具有設計高度和面積的支撐點2。通常，自然晾干在I小時以上，在120°C烘干爐內烘干約15分鐘，支撐點2就能固定在平板玻璃7上。
[0037]S120:平板玻璃過鋼化處理。
[0038]將制作鋼化真空玻璃的平板玻璃7送入連續(xù)式鋼化爐進行過鋼化處理，形成過鋼化玻璃。
[0039]具體的過鋼化過程如下:
[0040]a、開始加熱階段
[0041]平板玻璃7由室溫進入鋼化爐加熱，由于玻璃是熱的不良導體，所以此時內層溫度低，外層溫度高，外層開始膨脹，內層未膨脹，所以此時外層的膨脹受到內層的抑制表面產(chǎn)生了暫時的壓應力，中心層為張應力，由于玻璃的抗壓縮度高，所以雖然快速加熱，玻璃也不會破碎。
[0042]但需要注意的是，平板玻璃7 —進爐，由于平板玻璃7內外層有溫差造成了玻璃內外層的應力，因此，厚玻璃要加熱慢一點，溫度低一點，否則，因內外溫差太大而造成平板玻璃7在鋼化爐內破裂。
[0043]b、繼續(xù)加熱階段
[0044]平板玻璃7繼續(xù)加熱，平板玻璃7內外層溫差繼續(xù)縮小，等內外層都達到鋼化溫度時，停止加熱。
[0045]需要說明的是，平板玻璃7加熱階段的加熱時間控制在150s~250s內，鋼化溫度控制在690°C~720°C內。
[0046]C、開始風冷階段
[0047]平板玻璃7由鋼化爐進入風柵吹風，表面層溫度下降低于中心溫度，表面開始收縮，而中心層沒有收縮，所以表面層的收縮受到中心層的抑制，使表面層受到暫時張應力，中心層形成壓應力。
[0048]d、繼續(xù)驟冷階段
[0049]平板玻璃7內外層進一步驟冷，平板玻璃7表面層已硬化(溫度以降到500°C以下)，停止收縮，這時內層開始冷卻、收縮，而硬化了的表面層抑制了內層的收縮，結果是表面層產(chǎn)生了壓應力，而在內層形成了張應力。
[0050]e、繼續(xù)驟冷平板玻璃7內外層溫度都進一步降低，內層溫度在此時降到500°C左右，收縮加速，在這個階段外層的壓應力、內層的張應力已基本形成，但是中心層還比較軟，尚未完全脫離粘性流動狀態(tài)，所以還不是最終的應力狀態(tài)。
[0051]f、過鋼化完成
[0052]這個階段平板玻璃7的內外層都完全鋼化，內外層溫差縮小，平板玻璃的最終應力形成，即外表面為壓應力，內層為張應力。
[0053]由于后續(xù)操作需要人工，所以將平板玻璃7在200s~500s內風冷至50°C以下室溫以上，室溫指人能夠長時間握持玻璃的溫度，通常為25±5°C。
[0054]為了降低所述過鋼化玻璃的自爆率，需要將過鋼化玻璃送入均質爐進行熱浸。由于鋼化玻璃自爆機率較高，對鋼化玻璃進行熱侵處理尤為重要。
[0055]具體地，將具有支點的鋼化玻璃7送入均質爐進行熱侵處理，通過均質爐采用對流方式加熱，令熱空氣流平行于鋼化玻璃7表面，且不應由于鋼化玻璃的破碎而受到阻礙，其中的熱浸處理過程包括升溫、保溫和冷卻三個階段。
[0056]升溫階段開始于鋼化玻璃7所處的環(huán)境溫度，終止于鋼化玻璃7表面溫度達到280°C的時刻。爐內溫度有可能超過300°C，保持玻璃表面的溫度在320°C以下，應盡量縮短玻璃表面溫度超過300°C的時間。
[0057]保溫階段開始于鋼化玻璃7表面溫度達到280°C的時刻，保溫時間至少為小時。在整個保溫階段中，應確保玻璃表面的溫度保持在290°C ±10°C的范圍內。
[0058]保溫階段完成后，開始進入冷卻階段。在此冷卻階段，鋼化玻璃7溫度降至環(huán)境溫度。當爐內溫度降至70°C時，可認為冷卻階段終止。在冷卻的過程中，應對降溫速率進行控制，以最大限度地減少玻璃由于熱應力而引起的破壞。
[0059]通常而言，未經(jīng)熱浸處理的鋼化玻璃的表面應力大于90MPa，鋼化玻璃經(jīng)過現(xiàn)有的熱浸處理后表面應力明顯低于90MPa，而在本發(fā)明中，由于在鋼化過程中采用了過鋼化處理，所形成的過鋼化玻璃的表面應力在IlOMPa~130MPa，因此，該過鋼化玻璃經(jīng)過本發(fā)明的熱浸處理后，即使表面應力略有降低，其相關鋼化參數(shù)還是略高于普通的鋼化玻璃，能夠滿足后續(xù)密封工藝過程中再次加熱的需要。
[0060]S130:復合。
[0061]在支點制作完畢，將一片未印刷支點的過鋼化玻璃結合在一片印刷有支點的過鋼化玻璃的印刷有支點的一面；其中，在兩片相互結合的過鋼化玻璃中的一片上設置有抽氣孔，以便在密封后對密封空間進行抽真空處理。
[0062]具體地，作為示例，將一片鉆有抽氣孔5的鋼化玻璃4覆置在所制備的帶支點的鋼化玻璃7形成支點2的一側。
[0063]為了提高鋼化真空玻璃的透明度和真空性能，在本發(fā)明的一個【具體實施方式】中，還在兩片鋼化玻璃的角部內置至少一片蒸散型吸氣劑6。蒸散型吸氣劑是一種鋇鋁吸氣劑，不但吸氣性能好，還能夠提高玻璃的透明度。
[0064]S140:密封。
[0065]在兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙四周灌注無鉛低熔點玻璃粉，然后送入封邊爐低溫加熱使無鉛低熔點玻璃粉熔化，以密封兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙。
[0066]具體地，作為示例，將復合的兩片鋼化玻璃之間的間隙四周及抽氣孔5周邊均灌注無鉛低熔點玻璃粉，然后送入封邊爐進行封邊I和封孔8。其中，加熱溫度355~380°C;熔封時間:采用連續(xù)爐約2小時，單體爐約24小時。
[0067]鉆有抽氣孔的鋼化玻璃4同樣采用上述方法制得，如果這兩片鋼化玻璃的性能有差別，通常抽氣孔5設在價格較低的一片鋼化玻璃上，并且，在鋼化玻璃4的抽氣孔5內插入抽氣用的玻璃管(圖未不出)。
[0068]其中，無鉛低熔點玻璃粉的主要成分為氧化砷，約占80%，其次是氧化鋅約10%、氧化硼5%、氧化鋁3%、氧化鎂2%等(重量比例)，助劑為錳和/或鈷(占總重量的0.1~1%)，采用常規(guī)工藝生產(chǎn)。該玻璃粉的膨脹系數(shù)為81 X 10_7，其最低熔化溫度為353°C。
[0069]同時，在低溫加熱的過程中，由于再次加熱使得過鋼化玻璃的表面應力下降，過鋼化玻璃變?yōu)殇摶ＡА?br> [0070]S150:抽真空。
[0071]采用抽真空裝置對上述密封的兩片鋼化玻璃之間的間隙進行烘烤和抽氣，形成鋼化真空玻璃后，封接該鋼化真空玻璃上的抽氣孔。
[0072]具體地，用抽真空裝置對封邊爐內的燒結在一起的鋼化玻璃的空腔3進行烘烤和抽氣，然后采用平面熔封工藝封接鋼化玻璃4上的抽氣孔5。抽氣孔5封接面低于平板玻璃4外側平面。
[0073]現(xiàn)有的玻璃管封口，類似 暖瓶膽外露的小尾巴,為方便玻璃管熔化及與平板玻璃的燒結，基本上玻璃管都高出平板玻璃表面I厘米左右，完工后為防磕碰再加金屬保護帽。
[0074]本發(fā)明采用如下平封口方式:
[0075]在鋼化玻璃4的表平面靠近角部的位置，向內套鉆一個抽氣孔5，抽氣孔5由一個小孔和一個大孔組成，先鉆透小孔，其直徑與玻璃管直徑相同，再在小孔基礎上套鉆一個大孔，大孔直徑應略大于小孔直徑，不鉆鋼化玻璃4，約占在鋼化玻璃4的2/3厚度處，再將玻璃管埋入小孔內，其末端在大孔內，抽氣孔5封接后的上端面(封孔8)(參見圖3)低于鋼化玻璃4的上表平面。
[0076]玻璃管末端的熔化是常規(guī)技術，在這里不再作詳細說明。
[0077]現(xiàn)有的玻璃管封口方式采用紅外燈聚焦熔融玻璃管封合，特點是封合后的玻璃管突出玻璃表面，需采用保護帽進行保護，這種方式在玻璃安裝或運輸時易損壞，保護帽視覺效果明顯。本專利采用的平封口方式采用圓形方形或其他形狀玻璃片或者金屬片采用特殊方式封合后玻璃表面無突出物，視覺效果較好；也可以采用側封口方式，側封口方式是將抽氣管至于玻璃邊部，在玻璃安裝時隱藏于窗框中，利于保護抽氣管，視覺效果較好。
[0078]通過以上實施例的表述，可以看出，本發(fā)明中組成真空的兩片平板玻璃4和7要先進行單片過鋼化處理。以前由于封接用的玻璃粉熔點較高，達450°C以上，如將真空玻璃直接鋼化，鋼化溫度要到600°C以上，等于將封接后玻璃粉又熔化開了 ；如將單片玻璃4和7先鋼化，鋼化退火溫度在400°C左右，在用玻璃粉進行熱熔封邊時，等于將鋼化過的玻璃又退火了。新的低熔點350°C左右的無鉛玻璃粉將這一兩難問題解決了，使兩片鋼化后的玻璃4和7在用無鉛低熔點玻璃粉封接后繼續(xù)保持鋼化度。
[0079]如上參照附圖以示 例的方式描述了根據(jù)本發(fā)明提出的鋼化真空玻璃的加工方法。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本發(fā)明所提出的鋼化真空玻璃的加工方法，還可以在不脫離本
【發(fā)明內容】
的基礎上做出各種改進。因此，本發(fā)明的保護范圍應當由所附的權.利要求書的內容確定。
【權利要求】
1.一種鋼化真空玻璃的加工方法，包括以下步驟: 1)制作支點:將無鉛無鎘的耐高溫玻璃釉料采用絲網(wǎng)印刷方法均勻分散地印刷在所述過鋼化玻璃表面，形成具有設計高度和面積的支點； 2)平板玻璃過鋼化處理:將制作鋼化真空玻璃的平板玻璃送入連續(xù)式鋼化爐進行過鋼化處理，形成過鋼化玻璃； 3 )復合:將一片未印刷支點的過鋼化玻璃結合在一片印刷有支點的過鋼化玻璃的印刷有支點的一面； 4)密封:在所述兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙四周灌注無鉛低熔點玻璃粉，然后送入封邊爐低溫加熱使所述無鉛低熔點玻璃粉熔化，以密封所述兩片相互結合的過鋼化玻璃之間的間隙；同時 ，在所述低溫加熱的過程中，所述過鋼化玻璃變?yōu)殇摶ＡВ? 5)抽真空:采用抽真空裝置對所述密封的兩片鋼化玻璃之間的間隙進行烘烤和抽氣，形成鋼化真空玻璃后，封接所述鋼化真空玻璃上的抽氣孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋼化真空玻璃的加工方法，其中， 在將所述平板玻璃送入連續(xù)式鋼化爐進行過鋼化處理的過程中， 加熱時間為:150s~250s ； 加熱溫度為:690°C~720°C ； 風冷時間為:200s~500s ； 風冷溫度為:50°C~25°C。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋼化真空玻璃的加工方法，其中，在所述復合的過程中， 在所述兩片相互結合的過鋼化玻璃的角部內置至少一片蒸散型吸氣劑。
4.根據(jù)權利要求3所述的鋼化真空玻璃的加工方法，其中，所述可蒸散型吸氣劑為鋇鋁吸氣劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的鋼化真空玻璃的加工方法，其中，在對所述抽真空的過程中， 采用平面熔封工藝封接所述鋼化真空玻璃上的抽氣孔；并且， 所述抽氣孔的封接面低于所述鋼化真空玻璃的外側平面。
【文檔編號】C03B23/24GK103588387SQ201310557672
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權日:2013年11月11日
【發(fā)明者】王輝, 徐志武, 化山, 劉成偉 申請人:青島亨達玻璃科技有限公司