一種玻璃的成形模具和成形裝置及玻璃的成形方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種玻璃的成形模具和成形裝置及玻璃的成形方法，其中玻璃的成形模具由底模和與底?？刹鹦哆B接的側(cè)模組成，所述側(cè)模為由多塊圓弧形側(cè)模板拼接形成的圓柱體，所述底模由多塊底模板拼接而成；本發(fā)明解決了現(xiàn)有裝置和方法無(wú)法制備大尺寸且高光學(xué)質(zhì)量的硼硅玻璃的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大尺寸且高光學(xué)質(zhì)量的硼硅玻璃的制備。
【專利說(shuō)明】
一種玻璃的成形模具和成形裝置及玻璃的成形方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃制造領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃的成形模具和成形裝置及玻璃的成 形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著現(xiàn)代光學(xué)的快速發(fā)展，光學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)透鏡材料的光學(xué)均勻性和尺寸規(guī)格提出了 更高要求，尤其是對(duì)大尺寸、高光學(xué)均勻性的硼硅玻璃有著迫切需求。硼硅玻璃粘度大、料 性長(zhǎng)，成形是其制備的關(guān)鍵工序之一。目前，硼硅玻璃的成形方式主要有三種：一是通過(guò)浮 法或溢流方式制備玻璃基板，基板具有雙自由表面，平整度高，可免除后續(xù)研磨拋光，而且 該成形方法的日生產(chǎn)能力較大，產(chǎn)量2 5噸/天，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，但該方法僅限于制備玻 璃基板，最大厚度< 30mm;二是通過(guò)漏料并借助牽引裝置制備硼硅玻璃條料，該方法制備的 玻璃條料光學(xué)均勻性高、無(wú)條紋，但由于受玻璃粘度和成形裝置限制，玻璃條料截面積較小 (<80X40mm)，無(wú)法制備出大尺寸、超厚的硼硅玻璃;三是采用澆鑄方法直接在加熱模具上 進(jìn)行成形，該方法可制備大尺寸（如1000 X 750mm)的硼硅玻璃，但易導(dǎo)致玻璃澆鑄條紋產(chǎn) 生，嚴(yán)重影響光學(xué)質(zhì)量，進(jìn)而影響玻璃厚度（<40_)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種玻璃的成形模具和成形裝置及玻璃的成形方法，解決 了現(xiàn)有裝置和方法無(wú)法制備大尺寸且高光學(xué)質(zhì)量的硼硅玻璃的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了大尺寸且高光 學(xué)質(zhì)量的硼硅玻璃的制備。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案：
[0005] -方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種玻璃的成形模具，所述成形模具由底模和與底 ?？刹鹦哆B接的側(cè)模組成，所述側(cè)模為由多塊圓弧形側(cè)模板拼接形成的圓柱體，所述底模 由多塊底模板拼接而成。
[0006] 作為優(yōu)選，所述底模的上表面設(shè)有凹槽，所述凹槽能實(shí)現(xiàn)在凹槽內(nèi)成形的玻璃從 凹槽內(nèi)脫模取出。
[0007] 作為優(yōu)選，所述成形模具的材質(zhì)為氮化硅。
[0008] 另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種玻璃的成形裝置，所述成形裝置包括上述 的成形模具;所述成形裝置還包括爐體，所述爐體為封閉式爐體，用于加熱以維持爐體內(nèi)的 溫度;所述成形模具位于所述爐體內(nèi)；所述爐體的上表面設(shè)有向下的通孔，用于玻璃漏料成 形時(shí)漏料管插入到爐體內(nèi)，并使漏料管中的玻璃液漏出至成形模具內(nèi)。
[0009] 作為優(yōu)選，所述爐體位于通孔處的外壁上設(shè)有活動(dòng)擋板，所述活動(dòng)擋板用于封閉 所述通孔。
[0010] 作為優(yōu)選，所述爐體位于通孔處的內(nèi)壁上設(shè)有切刀、活動(dòng)托盤(pán)和水冷系統(tǒng)，所述切 刀用于成形結(jié)束時(shí)切斷漏料管漏出的玻璃液柱，所述活動(dòng)托盤(pán)用于成形結(jié)束后收集漏料管 漏出的剩余玻璃液，所述切刀位于活動(dòng)托盤(pán)之上，所述水冷系統(tǒng)用于在玻璃成形過(guò)程中對(duì) 切刀和活動(dòng)托盤(pán)進(jìn)行冷卻，以保護(hù)切刀和托盤(pán)在高溫下正常工作。
[0011]作為優(yōu)選，所述成形裝置還包括測(cè)距儀，所述測(cè)距儀位于爐體外并與漏料管外壁 連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量漏料管下端口與成形模具內(nèi)玻璃液面的距離。
[0012] 作為優(yōu)選，所述成形裝置還包括升降器和控制處理器;所述升降器位于爐體底部； 所述控制處理器分別與測(cè)距儀和升降器電連接，所述控制處理器用于接受測(cè)距儀的測(cè)量數(shù) 據(jù)并向升降器發(fā)出升降指令，所述升降器用于接受控制處理器發(fā)出的升降指令，并根據(jù)所 述升降指令調(diào)節(jié)爐體的高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)成形模具內(nèi)玻璃液面與漏料管下端口的距離進(jìn)行控 制。
[0013] 另外，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種玻璃的成形方法，所述方法采用上述的成形裝 置，所述方法包括以下步驟：
[0014] (1)成形前先對(duì)爐體進(jìn)行升溫，待玻璃液均化完全后對(duì)漏料管進(jìn)行加熱，使玻璃液 從漏料管漏出，并收集漏出的玻璃液；
[0015] (2)待漏料管漏出的玻璃液質(zhì)量穩(wěn)定后，升高爐體，使漏料管插入到爐體內(nèi)，并使 玻璃液漏到成形模具內(nèi)；
[0016] (3)待澆鑄成所需尺寸的毛坯后，降下?tīng)t體，使漏料管從爐體內(nèi)移出，結(jié)束成形模 具內(nèi)的漏料并收集漏料管漏出的剩余玻璃液，再封閉爐體；
[0017] (4)對(duì)爐體進(jìn)行降溫，降至退火點(diǎn)并保溫，以對(duì)成形玻璃進(jìn)行粗退火；
[0018] (5)冷卻爐體至室溫，將粗退火后的玻璃脫模取出，進(jìn)行精密退火。
[0019] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)中，對(duì)爐體進(jìn)行升溫前，在成形模具的內(nèi)表面噴涂一層氮 化硼粉。
[0020] 作為優(yōu)選，所述步驟(2)的漏料過(guò)程中，漏料管下端口與成形模具內(nèi)玻璃液面的距 離控制在l〇-15mm。
[0021] 作為優(yōu)選，所述步驟(4)中，爐體的降溫速率<rC/min。
[0022] 本申請(qǐng)實(shí)施例中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1.本申請(qǐng)實(shí)施例提供的玻璃的成形模具由多塊底模板和側(cè)模板拼接而成且側(cè)模 設(shè)為圓柱形，解決了大尺寸成形玻璃脫模的技術(shù)難題，大大提高了大尺寸成形玻璃脫模的 容易程度，確保了大尺寸成形玻璃的光學(xué)質(zhì)量；
[0024] 2.本申請(qǐng)實(shí)施例提供的玻璃的成形裝置通過(guò)在底模上設(shè)置凹槽和在爐體上設(shè)置 活動(dòng)托盤(pán)，分別解決了漏料料頭和料尾收集的問(wèn)題，提高了成形玻璃的整體光學(xué)質(zhì)量;通過(guò) 設(shè)置測(cè)距儀、升降器和控制處理器，解決了漏料時(shí)產(chǎn)生玻璃條紋的問(wèn)題，提高了玻璃的光學(xué) 均勻性;通過(guò)封閉式爐體實(shí)現(xiàn)了玻璃成形與退火的一體化，既滿足了硼硅玻璃的大尺寸成 形控制，又避免了玻璃毛坯邊緣炸裂的問(wèn)題，能實(shí)現(xiàn)大尺寸且高光學(xué)質(zhì)量的硼硅玻璃的制 備。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的玻璃的成形模具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例的玻璃的成形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如 后。在下述說(shuō)明中，不同的"一實(shí)施例"或"實(shí)施例"指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多 個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0028] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種玻璃的成形模具，該成形模具由底模1和與 底模可拆卸連接的側(cè)模2組成，側(cè)模為由多塊圓弧形側(cè)模板拼接形成的圓柱體，底模由多塊 底模板拼接而成。本發(fā)明實(shí)施例提供的成形模具的底模和側(cè)模為可拆卸連接，可方便大尺 寸玻璃成形后脫模;側(cè)模為由多塊圓弧形側(cè)模板拼接形成的圓柱體，由于圓柱形的側(cè)模受 力均勻，且采用拼接結(jié)構(gòu)能將側(cè)模整體分解成小區(qū)域后脫模，大大提高了大尺寸成形玻璃 脫模的容易程度;底模由多塊底模板拼接而成，能實(shí)現(xiàn)玻璃底部的局部區(qū)域脫模，也使底部 脫模更容易，從而確保了大尺寸玻璃成形的光學(xué)質(zhì)量。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選底模為兩塊半圓 形底模板或多塊扇形底模板拼接形成的圓形底模，可使底模的拼接安裝更加簡(jiǎn)便，而且圓 形的底模和圓柱形的側(cè)模相匹配，可節(jié)省模具材料;其中更優(yōu)選多塊扇形底模板的大小相 同。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選拼接成側(cè)模的多塊圓弧形側(cè)模板的大小相同。
[0029] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述底模的上表面設(shè)有凹槽，該凹槽能實(shí)現(xiàn)在凹槽內(nèi)成 形的玻璃從凹槽內(nèi)脫模取出。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選凹槽的縱向截面輪廓的寬度從槽底至槽口 均相等或逐漸增大。本發(fā)明實(shí)施例在底模的上表面設(shè)置凹槽，用于收集從漏料管漏至成形 模具內(nèi)的前段玻璃液，由于該前段玻璃液一般成形質(zhì)量較差，將其收集在該凹槽內(nèi)，便于在 玻璃成形后將這部分質(zhì)量較差的玻璃切除，保證玻璃成形的整體質(zhì)量。上述凹槽的縱向截 面輪廓的寬度從槽底至槽口均相等或逐漸增大，能實(shí)現(xiàn)在凹槽內(nèi)成形的玻璃從凹槽中脫模 取出。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選凹槽位于底模上表面的中心，可使漏料管漏至成形模具內(nèi)的前段 玻璃液收集完后，后續(xù)漏出的玻璃液在底模中心位置向四周擴(kuò)散時(shí)，所受到的阻力均勻一 致，從而避免玻璃條紋的產(chǎn)生，提高了玻璃成形的光學(xué)均勻性;本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選凹槽的縱 向截面輪廓的寬度從槽底至槽口逐漸增大，可使凹槽內(nèi)的玻璃更容易脫模取出，優(yōu)選凹槽 的槽口為圓形且槽壁為圓錐面，可使玻璃液在凹槽內(nèi)受力均勻，易于成形后脫模;優(yōu)選凹槽 槽壁的坡度為45°。
[0030] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述成形模具的材質(zhì)為氮化硅。本發(fā)明實(shí)施例提供的成 形模具采用氮化硅材質(zhì)，可避免硼硅玻璃液在成形模具中成形時(shí)熔體粘盤(pán)，從而避免玻璃 冷卻時(shí)產(chǎn)生炸裂。
[0031] 如圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種玻璃的成形裝置，該成形裝置包括上述的 成形模具;該成形裝置還包括爐體3，該爐體為封閉式爐體，用于加熱以維持爐體內(nèi)的溫度； 上述成形模具位于該爐體內(nèi)；上述爐體的上表面設(shè)有向下的通孔，用于玻璃漏料成形時(shí)漏 料管4插入到爐體內(nèi)，并使漏料管中的玻璃液漏出至成形模具內(nèi)。上述爐體通過(guò)加熱可維持 玻璃液在成形模具內(nèi)成形所需要的溫度，該爐體為封閉式爐體，可使?fàn)t體內(nèi)的溫度保持穩(wěn) 定，且能實(shí)現(xiàn)成形模具內(nèi)的玻璃受熱均勻，可避免由于玻璃溫度不均勻而出現(xiàn)邊緣炸裂或 應(yīng)力集中等問(wèn)題，該成形裝置尤其適用于成形大尺寸玻璃，可避免因玻璃尺寸大而產(chǎn)生底 部和邊緣成形溫度不能同時(shí)達(dá)到要求的問(wèn)題；另外，該封閉式爐體還可實(shí)現(xiàn)玻璃成形與退 火一體化，在玻璃成形后對(duì)該爐體直接降溫，成形模具內(nèi)的玻璃毛坯在該爐體內(nèi)可實(shí)現(xiàn)粗 退火，既滿足了硼硅玻璃的大尺寸成形控制，又避免了退火時(shí)玻璃降溫不均勻而出現(xiàn)邊緣 炸裂等問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選爐體上表面的通孔位于底模上凹槽的正上方，可實(shí)現(xiàn)在漏 料管插入到爐體內(nèi)時(shí)，采用凹槽收集漏出的前段玻璃液。
[0032] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述爐體位于通孔處的外壁上設(shè)有活動(dòng)擋板5,該活動(dòng)擋 板用于封閉該通孔;本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)采用活動(dòng)擋板封住爐體上的通孔，可使?fàn)t體內(nèi)的溫 度更加穩(wěn)定，有利于爐體內(nèi)的玻璃成形和退火。該活動(dòng)擋板未使用時(shí)位于爐體通孔處的外 壁上，使用時(shí)將其移至通孔上方實(shí)現(xiàn)對(duì)通孔進(jìn)行封閉，優(yōu)選該活動(dòng)擋板與爐體外壁通過(guò)旋 轉(zhuǎn)軸、滑動(dòng)導(dǎo)軌或鉸鏈連接，以方便實(shí)現(xiàn)通孔的開(kāi)啟和封閉。上述活動(dòng)擋板上還放有收集 器，用于收集漏料管剛開(kāi)始漏料時(shí)漏出的廢玻璃液。
[0033] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述爐體位于通孔處的內(nèi)壁上設(shè)有切刀6、活動(dòng)托盤(pán)7和 水冷系統(tǒng)，該切刀用于成形結(jié)束時(shí)切斷漏料管漏出的玻璃液柱，活動(dòng)托盤(pán)用于成形結(jié)束后 收集漏料管漏出的剩余玻璃液，上述切刀位于活動(dòng)托盤(pán)之上，上述水冷系統(tǒng)用于在玻璃成 形過(guò)程中對(duì)切刀和活動(dòng)托盤(pán)進(jìn)行冷卻，以保護(hù)切刀和托盤(pán)在高溫下正常工作。上述切刀與 爐體內(nèi)壁可通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸或滑動(dòng)導(dǎo)軌連接，上述活動(dòng)托盤(pán)與爐體內(nèi)壁可通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸或滑動(dòng)導(dǎo) 軌連接，切刀和活動(dòng)托盤(pán)未啟動(dòng)時(shí)位于爐體內(nèi)壁下方，切刀啟動(dòng)時(shí)切斷漏料管漏出的玻璃 液柱后再收回至爐體內(nèi)壁下方，活動(dòng)托盤(pán)啟動(dòng)時(shí)移至通孔正下方;上述切刀位于活動(dòng)托盤(pán) 之上，可實(shí)現(xiàn)切刀在切斷玻璃液柱后移開(kāi)的瞬間活動(dòng)托盤(pán)能收集漏料管漏出的剩余玻璃 液。本發(fā)明實(shí)施例通過(guò)切刀和活動(dòng)托盤(pán)，有效的解決了漏料成形時(shí)剩余玻璃液的快速收集， 避免了其在漏料結(jié)束時(shí)對(duì)成形玻璃的質(zhì)量造成影響。
[0034] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述成形裝置還包括測(cè)距儀8,該測(cè)距儀位于爐體外并與 漏料管外壁連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量漏料管下端口與成形模具內(nèi)玻璃液面的距離。本發(fā)明實(shí)施 例可根據(jù)測(cè)距儀實(shí)時(shí)測(cè)量的漏料管下端口與玻璃液面的距離，對(duì)成形過(guò)程中爐體的高度進(jìn) 行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)漏料管下端口與玻璃液面的距離控制在一定范圍內(nèi)，以避免漏料管下端口與 玻璃液面的距離太小使玻璃液在漏料口形成堵塞，不利于玻璃液成形，或避免漏料管下端 口與玻璃液面的距離太大使玻璃產(chǎn)生條紋，影響光學(xué)質(zhì)量。
[0035] 作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述成形裝置還包括升降器9和控制處理器10;該升降器 位于爐體底部;該控制處理器分別與測(cè)距儀和升降器電連接，控制處理器用于接受測(cè)距儀 的測(cè)量數(shù)據(jù)并向升降器發(fā)出升降指令，升降器用于接受控制處理器發(fā)出的升降指令，并根 據(jù)升降指令調(diào)節(jié)爐體的高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)成形模具內(nèi)玻璃液面與漏料管下端口的距離進(jìn)行控 制。本發(fā)明實(shí)施例提供的升降器可為電動(dòng)升降器，以實(shí)現(xiàn)接受控制處理器發(fā)出的升降指令， 并根據(jù)升降指令自動(dòng)調(diào)節(jié)爐體的高度;控制處理器通過(guò)接受測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)，再將測(cè)量 數(shù)據(jù)與控制處理器的設(shè)定值進(jìn)行比較分析，從而生成升降指令并發(fā)給升降器，該設(shè)定值為 玻璃液面與漏料管下端口的距離的預(yù)期控制范圍或預(yù)期控制值;本發(fā)明實(shí)施例成形裝置中 的測(cè)距儀、升降器和控制處理器三者相互配合，能實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃液面與漏料管下端口的距離 的程序自動(dòng)控制，不僅具有較高的控制精度，而且操作方便。
[0036]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，上述爐體包括爐殼、耐火材料層11、加熱元件12和熱電偶 13，該耐火材料層設(shè)于爐殼內(nèi)側(cè)，該耐火材料層表面設(shè)有開(kāi)槽，上述加熱元件鑲嵌于該開(kāi)槽 內(nèi)，上述熱電偶為多個(gè)，該多個(gè)熱電偶均勻分布在爐體內(nèi)壁的耐火材料層上;優(yōu)先熱電偶為 至少2個(gè)，以確保爐體內(nèi)的溫度均勻性控制在± 1°C ;優(yōu)先爐殼的材質(zhì)為耐熱不銹鋼板材;優(yōu) 選爐體的側(cè)面設(shè)有爐門(mén)，用于成形模具的安放和取出以及進(jìn)行爐內(nèi)操作;優(yōu)先耐火材料層 的材質(zhì)為剛玉莫來(lái)石;優(yōu)選加熱元件采用鎳鉻電阻絲，其加熱的最高溫度可到1200°C，可滿 足硼硅玻璃成形的溫度要求;優(yōu)選加熱元件為多個(gè)，該多個(gè)加熱元件均勻分布在耐火材料 層上，可確保爐體內(nèi)的溫度能控制均勻。
[0037] 本發(fā)明實(shí)施例提供的上述成形模具和成形裝置除了能成形大尺寸的硼硅玻璃，也 可成形其它大尺寸的高粘度玻璃。
[0038] 以下實(shí)施例采用上述的成形裝置進(jìn)行硼硅玻璃的成形。
[0039] 實(shí)施例1
[0040]本實(shí)施例采用的成形裝置中成形模具的直徑為800mm;本實(shí)施例進(jìn)行漏料成形的 硼硅玻璃由以下重量百分含量的組分組成：68%Si02、19%B203、3%Al 203、4.2%Na20、5% K20、0 · 6 % ZnO和0 · 2 % Sb2〇3;
[0041 ]本實(shí)施例對(duì)上述硼硅玻璃進(jìn)行成形的方法包括以下步驟：
[0042] (1)在上述組分的玻璃原料熔化成玻璃液并均化完全的前3h時(shí)，在成形模具的側(cè) 模的內(nèi)表面和底模的內(nèi)表面噴涂一層氮化硼粉，開(kāi)啟水冷系統(tǒng)，再對(duì)爐體進(jìn)行升溫，爐體內(nèi) 的溫度控制在850°C，控溫精度為±1°C ;
[0043] (2)玻璃液均化完全后，采用氫氧焰對(duì)漏料管進(jìn)行快速加熱，使玻璃液從漏料管中 漏出，將漏出的玻璃液漏至活動(dòng)擋板上放置的收集器內(nèi)；待漏料管漏出的玻璃液質(zhì)量穩(wěn)定 后，調(diào)整升降器的水平位置并啟動(dòng)升降器，快速升高爐體，使漏料管插入到爐體內(nèi)，并確保 玻璃液漏至底模的凹槽內(nèi)；啟動(dòng)升降器的同時(shí)啟動(dòng)控制處理器和測(cè)距儀，其中控制處理器 的設(shè)定值為l〇mm，即確保漏料管下端口與玻璃液面的距離控制在10mm;
[0044] (3)待澆鑄成Φ 800 X 80mm尺寸的玻璃毛坯后，快速平穩(wěn)地降下?tīng)t體，使漏料管從 爐體內(nèi)移出，同時(shí)依次快速啟動(dòng)切刀和活動(dòng)托盤(pán)，切刀將漏料管下端口的玻璃液柱切斷后， 使剩余玻璃液漏出到活動(dòng)托盤(pán)內(nèi)；再移走活動(dòng)擋板上的收集器，采用活動(dòng)擋板將爐體上的 通孔封??；
[0045] (4)對(duì)爐體進(jìn)行降溫，降至退火點(diǎn)520°C時(shí)再保溫8h，以對(duì)成形玻璃進(jìn)行粗退火，其 中降溫速率為1°C/min;
[0046] (5)粗退火完成后關(guān)閉爐體，待爐體冷卻至室溫后，將粗退火后的玻璃脫模取出， 將玻璃的上下表面對(duì)調(diào)后進(jìn)行精密退火。
[0047] 實(shí)施例2
[0048]本實(shí)施例采用的成形裝置中成形模具的直徑為900mm;本實(shí)施例進(jìn)行漏料成形的 硼硅玻璃由以下重量百分含量的組分組成：74.4%Si02、18%B203、l%Al 203、1.7%Na20、 4.2%K20、0.3%Ba(^P0.4%Sb2〇3;
[0049 ]本實(shí)施例對(duì)上述硼硅玻璃進(jìn)行成形的方法包括以下步驟：
[0050] (1)在上述組分的玻璃原料熔化成玻璃液并均化完全的前5h時(shí)，在成形模具的側(cè) 模的內(nèi)表面和底模的內(nèi)表面噴涂一層氮化硼粉，開(kāi)啟水冷系統(tǒng)，再對(duì)爐體進(jìn)行升溫，爐體內(nèi) 的溫度控制在820°C，控溫精度為±1°C ;
[0051 ] (2)玻璃液均化完全后，采用氫氧焰對(duì)漏料管進(jìn)行快速加熱，使玻璃液從漏料管中 漏出，將漏出的玻璃液漏至活動(dòng)擋板上放置的收集器內(nèi)；待漏料管漏出的玻璃液質(zhì)量穩(wěn)定 后，調(diào)整升降器的水平位置并啟動(dòng)升降器，快速升高爐體，使漏料管插入到爐體內(nèi)，并確保 玻璃液漏至底模的凹槽內(nèi)；啟動(dòng)升降器的同時(shí)啟動(dòng)控制處理器和測(cè)距儀，其中控制處理器 的設(shè)定值為12mm，即確保漏料管下端口與玻璃液面的距離控制在12mm;
[0052] (3)待澆鑄成Φ 900 X 100mm尺寸的玻璃毛坯后，快速平穩(wěn)地降下?tīng)t體，使漏料管從 爐體內(nèi)移出，同時(shí)依次快速啟動(dòng)切刀和活動(dòng)托盤(pán)，切刀將漏料管下端口的玻璃液柱切斷后， 使剩余玻璃液漏出到活動(dòng)托盤(pán)內(nèi)；再移走活動(dòng)擋板上的收集器，采用活動(dòng)擋板將爐體上的 通孔封??；
[0053] (4)對(duì)爐體進(jìn)行降溫，降至退火點(diǎn)560°C時(shí)再保溫10h，以對(duì)成形玻璃進(jìn)行粗退火， 其中降溫速率為0.5 °C/min;
[0054] (5)粗退火完成后關(guān)閉爐體，待爐體冷卻至室溫后，將粗退火后的玻璃脫模取出， 將玻璃的上下表面對(duì)調(diào)后進(jìn)行精密退火。
[0055] 實(shí)施例3
[0056] 本實(shí)施例采用的成形裝置中成形模具的直徑為700mm;本實(shí)施例進(jìn)行漏料成形的 硼硅玻璃由以下重量百分含量的組分組成：80%Si02、12.5%B203、2.5%Al 203、3.1%Na20、 1 % K20、0 · 3 % BaO和0 · 6 % Sb2〇3;
[0057] 本實(shí)施例對(duì)上述硼硅玻璃進(jìn)行成形的方法包括以下步驟：
[0058] (1)在上述組分的玻璃原料熔化成玻璃液并均化完全的前6h時(shí)，在成形模具的側(cè) 模的內(nèi)表面和底模的內(nèi)表面噴涂一層氮化硼粉，開(kāi)啟水冷系統(tǒng)，再對(duì)爐體進(jìn)行升溫，爐體內(nèi) 的溫度控制在l〇〇〇°C，控溫精度為±1°C ;
[0059] (2)玻璃液均化完全后，采用氫氧焰對(duì)漏料管進(jìn)行快速加熱，使玻璃液從漏料管中 漏出，將漏出的玻璃液漏至活動(dòng)擋板上放置的收集器內(nèi)；待漏料管漏出的玻璃液質(zhì)量穩(wěn)定 后，調(diào)整升降器的水平位置并啟動(dòng)升降器，快速升高爐體，使漏料管插入到爐體內(nèi)，并確保 玻璃液漏至底模的凹槽內(nèi)；啟動(dòng)升降器的同時(shí)啟動(dòng)控制處理器和測(cè)距儀，其中控制處理器 的設(shè)定值為15mm，即確保漏料管下端口與玻璃液面的距離控制在15mm;
[0060] (3)待澆鑄成Φ 700 X 60mm尺寸的玻璃毛坯后，快速平穩(wěn)地降下?tīng)t體，使漏料管從 爐體內(nèi)移出，同時(shí)依次快速啟動(dòng)切刀和活動(dòng)托盤(pán)，切刀將漏料管下端口的玻璃液柱切斷后， 使剩余玻璃液漏出到活動(dòng)托盤(pán)內(nèi)；再移走活動(dòng)擋板上的收集器，采用活動(dòng)擋板將爐體上的 通孔封住；
[0061] (4)對(duì)爐體進(jìn)行降溫，降至退火點(diǎn)720°C時(shí)再保溫10h，以對(duì)成形玻璃進(jìn)行粗退火， 其中降溫速率為0.8 °C/min;
[0062] (5)粗退火完成后關(guān)閉爐體，待爐體冷卻至室溫后，將粗退火后的玻璃脫模取出， 將玻璃的上下表面對(duì)調(diào)后進(jìn)行精密退火。
[0063] 對(duì)比例1
[0064] 本對(duì)比例采用與實(shí)施例1相同的成形裝置對(duì)硼硅玻璃進(jìn)行成形，且所成形的硼硅 玻璃的組分與實(shí)施例1相同；本對(duì)比例在對(duì)硼硅玻璃成形的過(guò)程中，除將漏料管下端口與玻 璃液面的距離控制在18mm外，其它操作步驟和條件均同實(shí)施例1。
[0065] 對(duì)比例2
[0066] 本對(duì)比例采用與實(shí)施例1相同的成形裝置對(duì)硼硅玻璃進(jìn)行成形，且所成形的硼硅 玻璃的組分與實(shí)施例1相同；本對(duì)比例在對(duì)硼硅玻璃成形的過(guò)程中，除粗退火前爐體的降溫 速率為1(TC/min外，其它操作步驟和條件均同實(shí)施例1。
[0067] 上述實(shí)施例和對(duì)比例成形的玻璃經(jīng)精密退火處理后，觀察毛坯表觀質(zhì)量;再經(jīng)光 學(xué)加工后，按GB/T7962.3-2010標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)光學(xué)均勻性，按GB/T7962.7-2010標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)條紋度， 按GB/T7962.5-2010標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)應(yīng)力雙折射，得到如表1所示的檢測(cè)結(jié)果。
[0068]表1.成形玻璃的性能檢測(cè)結(jié)果 [0069]
[0070]從表1可以看出，本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例所成形的玻璃均為直徑2 700mm，厚度2 60_的大尺寸且粘度較大的硼硅玻璃，其中實(shí)施例所成形的硼硅玻璃均具有良好的表觀質(zhì) 量，條紋度好，且具有較高的光學(xué)均勻性;而對(duì)比例1中增大漏料管下端口與玻璃液面的控 制距離后，所成形的玻璃條紋度差，且應(yīng)力雙折射較高，即存在明顯的應(yīng)力集中點(diǎn);對(duì)比例2 中以較快的降溫速率對(duì)爐體進(jìn)行降溫，所成形的玻璃邊緣炸裂，條紋度差，且應(yīng)力雙折射值 非常高。上述對(duì)比說(shuō)明，本發(fā)明提供的成形裝置和成形方法能成形大尺寸和高光學(xué)質(zhì)量的 硼硅玻璃。
[0071] 本發(fā)明實(shí)施例在對(duì)爐體進(jìn)行升溫前，在成形模具的內(nèi)表面噴涂一層氮化硼粉，防 止硼硅玻璃液對(duì)成形模具侵蝕，有利于玻璃成形后脫模，避免因玻璃粘盤(pán)在降溫時(shí)發(fā)生玻 璃毛還炸裂。
[0072] 本發(fā)明實(shí)施例在玻璃成形的過(guò)程中，在漏料管插入到爐體內(nèi)時(shí)，確保玻璃液漏至 底模的凹槽內(nèi)，是由于漏料管插入到爐體內(nèi)的過(guò)程中，漏出的玻璃液條紋較多，且光學(xué)均勻 性差，將其漏至底模的凹槽內(nèi)，可在玻璃成形后的后期加工中將其切除，從而避免影響玻璃 的整體光學(xué)質(zhì)量。
[0073] 本發(fā)明實(shí)施例在漏料成形的過(guò)程中，將漏料管下端口與玻璃液面的距離控制在 10-15mm，可避免成形的玻璃產(chǎn)生條紋，提高玻璃的光學(xué)均勻性，當(dāng)漏料管下端口與玻璃液 面的控制距離小于l〇mm時(shí)，由于硼硅玻璃液粘度大，易在漏料口形成堵塞，不利于玻璃液成 形；當(dāng)漏料管下端口與玻璃液面的控制距離大于15mm時(shí)，從漏料管漏出的玻璃液對(duì)成形模 具內(nèi)的玻璃液面沖擊增大，導(dǎo)致玻璃條紋明顯增加，降低了玻璃的光學(xué)均勻性，上述對(duì)比例 1的結(jié)果已對(duì)此進(jìn)行了證實(shí)。
[0074] 本發(fā)明實(shí)施例在對(duì)成形玻璃粗退火前，先對(duì)爐體降溫，其中爐體的降溫速率< 1 °C/min，是由于爐體降溫過(guò)快會(huì)導(dǎo)致成形模具內(nèi)的玻璃毛坯的內(nèi)外溫差較大，從而容易導(dǎo) 致玻璃毛坯邊緣發(fā)生炸裂，上述對(duì)比例2的結(jié)果已對(duì)比進(jìn)行了證實(shí)，而當(dāng)爐體的降溫速率< 1°C /min時(shí)，可避免上述問(wèn)題。
[0075]最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種玻璃的成形模具，其特征在于，所述成形模具由底模和與底?？刹鹦哆B接的側(cè) 模組成，所述側(cè)模為由多塊圓弧形側(cè)模板拼接形成的圓柱體，所述底模由多塊底模板拼接 而成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃的成形模具，其特征在于，所述底模的上表面設(shè)有凹槽， 所述凹槽能實(shí)現(xiàn)在凹槽內(nèi)成形的玻璃從凹槽內(nèi)脫模取出。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的玻璃的成形模具，其特征在于，所述成形模具的材質(zhì)為氮化 娃。4. 一種玻璃的成形裝置，其特征在于，所述成形裝置包括權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的成 形模具;所述成形裝置還包括爐體，所述爐體為封閉式爐體，用于加熱以維持爐體內(nèi)的溫 度;所述成形模具位于所述爐體內(nèi)；所述爐體的上表面設(shè)有向下的通孔，用于玻璃漏料成形 時(shí)漏料管插入到爐體內(nèi)，并使漏料管中的玻璃液漏出至成形模具內(nèi)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃的成形裝置，其特征在于，所述爐體位于通孔處的外壁上 設(shè)有活動(dòng)擋板，所述活動(dòng)擋板用于封閉所述通孔。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃的成形裝置，其特征在于，所述爐體位于通孔處的內(nèi)壁上 設(shè)有切刀、活動(dòng)托盤(pán)和水冷系統(tǒng)，所述切刀用于成形結(jié)束時(shí)切斷漏料管漏出的玻璃液柱，所 述活動(dòng)托盤(pán)用于成形結(jié)束后收集漏料管漏出的剩余玻璃液，所述切刀位于活動(dòng)托盤(pán)之上， 所述水冷系統(tǒng)用于在玻璃成形過(guò)程中對(duì)切刀和活動(dòng)托盤(pán)進(jìn)行冷卻，以保護(hù)切刀和托盤(pán)在高 溫下正常工作。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的玻璃的成形裝置，其特征在于，所述成形裝置還包括測(cè)距儀， 所述測(cè)距儀位于爐體外并與漏料管外壁連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量漏料管下端口與成形模具內(nèi)玻 璃液面的距離。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的玻璃的成形裝置，其特征在于，所述成形裝置還包括升降器和 控制處理器;所述升降器位于爐體底部;所述控制處理器分別與測(cè)距儀和升降器電連接，所 述控制處理器用于接受測(cè)距儀的測(cè)量數(shù)據(jù)并向升降器發(fā)出升降指令，所述升降器用于接受 控制處理器發(fā)出的升降指令，并根據(jù)所述升降指令調(diào)節(jié)爐體的高度，以實(shí)現(xiàn)對(duì)成形模具內(nèi) 玻璃液面與漏料管下端口的距離進(jìn)行控制。9. 一種玻璃的成形方法，其特征在于，所述方法采用權(quán)利要求4-8任一項(xiàng)所述的成形裝 置，所述方法包括以下步驟： (1) 成形前先對(duì)爐體進(jìn)行升溫，待玻璃液均化完全后對(duì)漏料管進(jìn)行加熱，使玻璃液從漏 料管漏出，并收集漏出的玻璃液； (2) 待漏料管漏出的玻璃液質(zhì)量穩(wěn)定后，升高爐體，使漏料管插入到爐體內(nèi)，并使玻璃 液漏到成形模具內(nèi)； (3) 待澆鑄成所需尺寸的毛坯后，降下?tīng)t體，使漏料管從爐體內(nèi)移出，結(jié)束成形模具內(nèi) 的漏料并收集漏料管漏出的剩余玻璃液，再封閉爐體； (4) 對(duì)爐體進(jìn)行降溫，降至退火點(diǎn)并保溫，以對(duì)成形玻璃進(jìn)行粗退火； (5) 冷卻爐體至室溫，將粗退火后的玻璃脫模取出，進(jìn)行精密退火。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的成形方法，其特征在于，所述步驟（1)中，對(duì)爐體進(jìn)行升溫前， 在成形模具的內(nèi)表面噴涂一層氮化硼粉。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的成形方法，其特征在于，所述步驟(2)的漏料過(guò)程中，漏料管 下端口與成形模具內(nèi)玻璃液面的距離控制在l〇-15mm。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的成形方法，其特征在于，所述步驟(4)中，爐體的降溫速率<1 °C/min〇
【文檔編號(hào)】C03B19/02GK105837009SQ201610162062
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】王衍行, 祖成奎, 何坤, 陳江, 周鵬, 王琪
【申請(qǐng)人】中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院