CN109020179B - 一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，方法步骤如下，步骤一，对原料进行机切拉条，并采用热切工艺进行热切割形成料块；步骤二，采用滚料工艺将消除棱边及顶点尖锐，形成类似球体的料块；步骤三，料块重量趋近于产品重量时，再进行修磨处理；步骤四，将料块快速通过受热均匀的软化炉的软化区进行软化；步骤五，通过模具进行热压成型；步骤六，进行退火处理，消除或减小光学玻璃中的热应力至允许值。与现有技术相比，本发明解决了氟磷酸盐光学成型玻璃难以二次压型加工的技术难题，解决了滚料磨耗快棱角修饰不明显造成备料料块棱角尖、料块表面起皱折入球折/柱折、炸裂问题，大大提高了成品率。

Description

一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺
技术领域
本发明涉及一种光学玻璃领域，尤其涉及一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺。
背景技术
氟磷酸盐光学成型玻璃相对于传统光学玻璃而言，技术含量非常高，二次压型加工工艺复杂，目前存在很多成型工艺技术难点未突破，导致合格率相当低，无法批量生产，无法满足市场需求，这是本领域还未解决的技术问题。而随着光电产品的飞速发展，氟磷酸盐等高品质光学玻璃需求量缺在不断增加。要保证H-ZPK5氟磷酸盐光学玻璃产品达到二次压型产品图纸要求，提高产品材料利用率。需要解决的技术难点有：滚料磨耗快棱角修饰不明显造成备料料块棱角尖、料块表面起皱折入(球折、柱折)、炸裂问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决了氟磷酸盐光学成型玻璃难以二次压型加工的技术难题，针对新型氟磷酸盐光学成型玻璃提出其二次压型的工艺方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，方法步骤如下，
步骤一，对原料进行机切拉条，并采用热切工艺进行热切割形成料块；
步骤二，采用滚料工艺将消除棱边及顶点尖锐，形成类似球体的料块；
步骤三，料块重量趋近于产品重量时，再进行修磨处理；
步骤四，将料块快速通过受热均匀的软化炉的软化区进行软化；
步骤五，通过模具进行热压成型；
步骤六，进行退火处理，消除或减小光学玻璃中的热应力至允许值。
作为优选，步骤一中，对原材料切割前，通过三维软件制图，计算产品体积，确定产品重量，计算出所需原材料的长、宽以及厚度规格。
作为优选，步骤一中，采用光学玻璃多刀切割机进行机切拉条以及热切割，利用高速旋转的金刚刀片辅以冷却水系统，对原材料进行切屑开条；开条后再采用光学玻璃多刀切割机进行热切工艺。
作为优选，步骤二中，滚料后，待料块棱边顶点需到达120度以上的圆弧，滚料采用80L八角机进行振磨。
作为优选，步骤三中，修磨处理，采用50L中振机继续振磨，修模料块表面质量。
作为优选，步骤四中，软化炉的软化温度分为3-4段，软化温度从炉口往后依次温度设定为780±15，750±10，730±10，700±10，
作为优选，步骤四中，所述软化炉的同段区域内左右温差不超过3摄氏度，单段前后温差不超过5摄氏度。
作为优选，步骤五中，热压成型时，模具中模温度是通过火圈火控制。
作为优选，步骤六中，产品初退火温度较玻璃软化点低10-20度。
作为优选，对网带、震动板以及产品直接接触的部件进行预热。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明解决了氟磷酸盐光学成型玻璃难以二次压型加工的技术难题，解决了滚料磨耗快棱角修饰不明显造成备料料块棱角尖、料块表面起皱折入球折/柱折、炸裂问题，大大提高了成品率。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面将对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1，本发明采用优质的H-ZPK5光学玻璃为基体材质，在二次压型备料及压型技术方面取得重大进展和突破，研制出具折叠深度＜0.3mm及尺寸符合二次压型产品图纸要求的产品，并形成具有核心自主知识产权的压型技术。
一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，方法步骤如下，
步骤一，对原料进行机切拉条，并采用热切工艺进行热切割形成正方形的料块；
备料，对原材料切割前，通过Solidworks三维软件制图，根据具体产品尺寸计算，计算产品体积，确定产品重量，该方式提高了产品体积计算准确性。根据上述相关的技术参数，计算原材料的厚度规格，长、宽根据中模尺寸确定。
传统炸裂工艺在实施时受原材料性能影响，因受热不均而产生不规则炸裂，导致料块大量出现内凹，内裂等不良。为决上述难题，根据现有的生产设备，采用多刀切割机。
采用光学玻璃多刀切割机进行机切拉条以及热切割，利用高速旋转的金刚刀片辅以冷却水系统，对原材料进行切屑开条；开条后再采用光学玻璃多刀切割机进行热切工艺，形成料块，热切工艺采用干切割，是利用玻璃与高速旋转的圆形钢板接触，由摩擦使玻璃局部产生高温，靠热应力把玻璃切断，确保玻璃表面光整度、料块质量以及提高成品率。
步骤二，采用滚料工艺将消除棱边及顶点尖锐，形成类似球体的料块；
因H-ZPK5的磨耗度远高于其他光学玻璃产品，传统的滚料工艺对产品的各面的磨屑较棱角明显，重量滚至产品重量范围时棱角圆弧不明显，导致因生产过程中，玻璃料块软化后，棱角及8个顶点处形成皱纹，模压后即成折叠。因此处理棱边及8个顶点成为该项目技术难点，
为决上述难题，根据前期生产经验通过将方正料型，通过滚料生产为类似球体的料块，以达到消除棱边及8个顶点尖锐的目的。一是滚料时首先计算需消除的重量，并将该部分重量增加在备料重量上。二是针对H-ZPK5易消磨易碰边的特点，滚料时采用三角磨块与废弃玻璃混合作业，三角磨块易磨耗，废弃玻璃起保护作用。三是采用80L八角机振磨，通过实验待料块棱边顶点到达约120度以上圆弧，能够达到到消除棱边及8个顶点尖锐的目的，且满足后续工艺需要。
步骤三，料块重量趋近于产品重量时，再进行修磨处理，
当料块重量趋近于产品重量时，更换50L中振机继续振磨，修模料块表面质量；
步骤四，将料块快速通过受热均匀的软化炉的软化区进行软化；
软化工艺是目前成型失败主要原因之一，由于H-ZPK5产品的材料特殊性，经技术小组综合分析实验，该牌号产品，膨胀系数大，且受热后氟挥发严重造成料块起皱的性能。
对软化炉设备优化改造保证软化温度一致、减少折入(包含料块起皱形成折入、模具温度原因造成的柱面折入等)、控制产品炸裂。
软化炉改造达到的目的：优化保温性能，改善炉内均热性，降低故障发生率，增加设备稳定性，从而提高设备的生产效率和良品率降低能耗，故测算保温及均热性为设备性能的直观反映。
设备改造后，单段温升应达到900摄氏度以上，其中第三、四段温升可达950摄氏度，一、二段温升可达1000摄氏度以上。加热方式为单相220V纯电阻加热，加热电流前四段不超过55安，其余加热段不超过50安。
软化温度改变：软化温度是二次压型难点，温度过高，料块表面严重壳化。温度过低，玻璃不可塑，模压时易压裂。现有软化炉根据常规温度调节，设计为6段软化温度，软化温度确定为TG温度+200-240度左右作为软化炉第一段，以此每段降低软化温度(20-40)度。通过上述方式升温玻璃软化效果差，外部软化过度，内部玻璃不可塑，造成玻璃成型过程中出现裂纹。经技术小组综合分析，针对该牌号产品，膨胀系数大，且受热后氟挥发严重造成料块起皱的性能。在生产时，需要料块快速通过软化区，经试验确认软化温度为3-4段，软化温度调整为从炉口往后依次温度设定为780±15，750±10，730±10，700±10，同时需注意的是，进行初退火温度为玻璃软化点低10-20度。
炉内均热性，同段区域内左右温差不超过3摄氏度，单段前后温差不超过5摄氏度，确保产品在软化过程中得到均匀受热。注意事项，炉膛达到极限温度时，炉内均热罩无明显变形且布局合理，各段温升正常，渐次升高，且单段温升区域，温度前(靠近机头端)高后(远离机头端)低。
步骤五，通过模具进行热压成型；热压成型时，模具中模温度是通过火圈火控制。
模具温度高低直接影响产品质量。温度过高，轻则产品柱面黑边重则中模脱皮或者玻璃与模具粘连。温度过低，产品柱面折叠、平面冷炸、凸边等。因此模具中模温度是通过火圈火控制，通过经验及试压产品质量确认火大小，以此对产品进行均匀加热，避免局部温度过高。
步骤六，进行退火处理，消除或减小光学玻璃中的热应力至允许值。
成型后的产品，当其局部遇冷时，内部应力急剧变化，造成产品炸裂。或者是成型的产品，因本身存在冷炸不良，回火过程中受其自身应力变化，也会造成产品炸裂。经分析，造成H-ZPK5系列产品大量造成炸裂的原因，主要是成型后的产品存在冷炸不良，造成后续产品炸裂。因此在生产时，一是注意生产前准备，预热网带、震动板等产品需直接接触的设备；二是注意压机压力调节，且保证压型速率，防止产品压裂。
采用以上改善方式后，备料材料利用率趋于稳定在75％左右，压型材料利用率由前期的40-50％，在第一单生产时达到69.4％，第二单达到74.3％，处于逐步上升的状态，稳定在85％左右。
以上对本发明所提供的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：方法步骤如下，
步骤一，对原料进行机切拉条，并采用热切工艺进行热切割形成料块；
步骤二，采用滚料工艺将消除棱边及顶点尖锐，形成类似球体的料块；滚料时采用三角磨块与废弃玻璃混合作业，滚料后，待料块棱边顶点需到达120度以上的圆弧；
步骤三，料块重量趋近于产品重量时，再进行修磨处理；
步骤四，将料块快速通过受热均匀的软化炉进行软化；软化炉的软化温度分为3-4段，所述软化炉的同段区域内左右温差不超过3摄氏度，单段前后温差不超过5摄氏度；软化温度从炉口往后依次温度设定为780±15摄氏度，750±10摄氏度，730±10摄氏度，700±10摄氏度；
步骤五，通过模具进行热压成型；
步骤六，进行退火处理，消除或减小光学玻璃中的热应力至允许值。
2.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤一中，对原材料切割前，通过三维软件制图，计算产品体积，确定产品重量，计算出所需原材料的长、宽以及厚度规格。
3.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤一中，采用光学玻璃多刀切割机进行机切拉条以及热切割，利用高速旋转的金刚刀片辅以冷却水系统，对原材料进行切屑开条；开条后再采用光学玻璃多刀切割机进行热切工艺。
4.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤二中，滚料采用80L八角机进行振磨。
5.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤三中，修磨处理，采用50L中振机继续振磨，修模料块表面质量。
6.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤五中，热压成型时，模具中模温度是通过火圈火控制。
7.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：步骤六中，初退火温度较玻璃软化点低10-20度。
8.根据权利要求1所述的一种氟磷酸盐光学成型玻璃的二次压型工艺，其特征在于：对产品直接接触的部件进行预热。
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