CN107032589A - 一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120‑1130℃，所述保温温度为1100‑1105℃，本发明通过退火前表面预处理和合理的退火工艺参数调整，有效减轻了玻璃器皿的内应力，且制得的玻璃器皿具有良好的密度均一性和稳定性，机械强度、光学性能都具有显著的提升。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃制品热处理技术领域，具体涉及一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺。
背景技术
玻璃器皿就是用玻璃所造的器皿，玻璃艺术在我国已保持了连绵不断几千年的发展历史，其中料仿玉、翡翠、玛瑙、珊瑚等制成的瓶、碗、鼻烟壶、鸟兽等，颜色逼真，具有独特风格和韵味。一般玻璃器皿的制作工艺流程包括选料、配料、熔制、成型、退火、加工、检查包装等，在此过程中，退火工艺占有很大的影响地位，良好的退火工艺会大大降低玻璃制品的内应力，提高结构的稳定性和成分的均一性，从而整体提高产品的综合性能。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，通过退火前表面预处理和合理的退火工艺参数调整，有效减轻了玻璃器皿的内应力，且制得的玻璃器皿具有良好的密度均一性和稳定性，机械强度、光学性能都具有显著的提升。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120-1130℃，所述保温温度为1100-1105℃。
优选的，所述预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在400-450℃保温处理0.5-1h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后280-320℃保温处理0.5-2h。
优选的，所述玻璃器皿采用高纯度石英玻璃，二氧化硅含量≥98.5％。。
优选的，所述复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
优选的，所述升温阶段具体为先以匀梯度变速升温至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1120-1130℃。
优选的，所述匀梯度变速升温具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃。
优选的，所述升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度降至保温温度。
优选的，所述保温阶段保温时间为3-3.2h。
优选的，所述降温阶段具体为先以匀梯度变速降温至970℃，然后以25-26℃/h恒速降温至室温。
优选的，所述匀梯度变速降温具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过退火前表面预处理和合理的退火工艺参数调整，有效减轻了玻璃器皿的内应力，相较于传统工艺内应力减小了28-41％，且制得的玻璃器皿具有良好的抗菌性、密度均一性和稳定性，机械强度、光学性能都具有显著的提升。
至恒温升温，在750℃以下采用等梯度升温保证了结构的均匀受热和玻璃器皿内各元素的键接牢固度，同时进一步强化了玻璃器皿表面处理层与本体元素的结合性，然后再以10℃/min快速升温，紧密组织；保温阶段有效消除了玻璃制品中的内应力，保证在结构参数最佳状态下趋于平衡稳定；降温阶段采用慢降和恒温降温结合，且慢降处于一个动态情况，类似于等梯度升温过程，有效贴随玻璃制品结构型态的转变，避免了内部不均匀性的产生。
对玻璃器皿内壁进行渗银处理具有良好的抗菌性，然后再在表层热熔覆盖镁层，具有良好的防护性和稳定性，提高了力学性质和光学性质。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120℃，所述保温温度为1100℃。
其中：
升温阶段为先以匀梯度变速升温至750℃，具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1120℃。
升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度1120℃降至保温温度1100℃，保温时间为3h。
降温阶段为先以匀梯度变速降温至970℃，具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃，然后以25℃/h恒速降温至室温。
预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在420℃保温处理0.8h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后280℃保温处理0.5h。复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
实施例2：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120℃，所述保温温度为1105℃。
其中：
升温阶段为先以匀梯度变速升温至750℃，具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1120℃。
升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度1120℃降至保温温度1105℃，保温时间为3.2h。
降温阶段为先以匀梯度变速降温至970℃，具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃，然后以25℃/h恒速降温至室温。
预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在450℃保温处理0.5h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后280℃保温处理1.5h。复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
实施例3：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1130℃，所述保温温度为1100℃。
其中：
升温阶段为先以匀梯度变速升温至750℃，具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1130℃。
升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度1130℃降至保温温度1100℃，保温时间为3.1h。
降温阶段为先以匀梯度变速降温至970℃，具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃，然后以26℃/h恒速降温至室温。
预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在400℃保温处理1h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后300℃保温处理1.5h。复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
实施例4：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120-1130℃，所述保温温度为1100-1105℃。
其中：
升温阶段为先以匀梯度变速升温至750℃，具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1130℃。
升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度1130℃降至保温温度1105℃，保温时间为3h。
降温阶段为先以匀梯度变速降温至970℃，具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃，然后以26℃/h恒速降温至室温。
预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在440℃保温处理0.6h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后320℃保温处理2h。复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
实施例5：
一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120℃，所述保温温度为1100℃。
其中：
升温阶段为先以匀梯度变速升温至750℃，具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1120℃。
升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度1120℃降至保温温度1100℃，保温时间为3.2h。
降温阶段为先以匀梯度变速降温至970℃，具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃，然后以25℃/h恒速降温至室温。
预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在430℃保温处理0.8h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后300℃保温处理1h。复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：包括预处理、退火处理，所述退火处理包括升温阶段、保温阶段和降温阶段，所述升温阶段包括匀梯度变速升温和恒速升温，所述降温阶段包括匀梯度变速降温和恒速降温，所述升温阶段最高点温度为1120-1130℃，所述保温温度为1100-1105℃。
2.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于，所述预处理为将成型后的玻璃器皿进行碱洗活化，然后采用离子渗渡对玻璃器皿内表面渗银处理，完成后在400-450℃保温处理0.5-1h，然后再在玻璃器皿内外表面喷涂复合微粉，并在混合气氛下热溶处理，然后280-320℃保温处理0.5-2h。
3.根据权利要求2所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述玻璃器皿采用高纯度石英玻璃，二氧化硅含量≥98.5％。
4.根据权利要求2所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述复合微粉为质量比0.8:1的镁粉和铝粉混合物，所述混合气氛为进气量体积比3:1的氮气和氨气。
5.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述升温阶段具体为先以匀梯度变速升温至750℃，然后以10℃/min恒速升温至1120-1130℃。
6.根据权利要求5所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述匀梯度变速升温具体为从5℃/min的速率起每10min提高1℃/min直至系统温度升至750℃。
7.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述升温阶段过渡至所述保温阶段为以3℃/h由最高点温度降至保温温度。
8.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述保温阶段保温时间为3-3.2h。
9.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述降温阶段具体为先以匀梯度变速降温至970℃，然后以25-26℃/h恒速降温至室温。
10.根据权利要求1所述的高强耐磨玻璃器皿退火工艺，其特征在于：所述匀梯度变速降温具体为从2.5℃/h的速率起每3小时提高0.1℃/h直至系统温度降至970℃。
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