CN110436764B - 一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法，通过该设备设置的微晶玻璃件底端高度低于槽架顶端高度，在实际生产过程中，微晶玻璃件底端浸入熔盐液中，能够将超薄玻璃件完全浸入熔盐液中，保证了超薄玻璃件的完全钢化，且化学钢化均匀，提高了超薄玻璃产品钢化的性能和成品率；而且，该设备设置的槽架采用不锈钢制品材质，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止槽架被钢化熔盐氧化，保证了熔盐液的质量，防止钢化过程中玻璃表面被不锈钢支架着色离子污染，提高了钢化的效果；另外，该设备结构紧凑，设计合理，能够保证生产高质量的钢化超薄玻璃产品，适合在超薄玻璃领域推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法，属于玻璃生产技术领域。
背景技术
超薄平板玻璃一般是指厚度小于1mm的平板玻璃统称，主要应用于观察窗、手机屏、医用盖玻片、载玻片以及电子显示等领域，根据其用途不同可分为液晶基板玻璃、盖板玻璃和触控屏玻璃等种类，主要的生产制备工艺方法有浮法、溢流引下法、狭缝引下法和二次拉制法等。
化学钢化玻璃是根据离子扩散机理来改变玻璃表面的化学元素组成，即一般采用玻璃表层半径较小的碱金属离子[如Na+]被熔盐中半径较大的碱金属离子[如K+和Cs+等]进行置换，使玻璃的表面因体积膨胀而产生一定厚度的压应力层，阻止玻璃表面裂纹受力扩展，使玻璃的表面耐划伤性、机械强度等性能提高。
目前一般化学钢化时采用的支撑架一般为0Cr18Ni9不锈钢，支撑架在高温下与玻璃会直接接触，导致在钢化时会产生水印、水纹和锈纹等缺陷，影响钢化效果，不能够满足玻璃要求高缺陷少的要求。
同时，超薄电子玻璃由于本身厚度小于1mm，目前最薄的超薄电子玻璃的厚度为0.05mm[50μm]甚至更薄，超薄玻璃在进行化学钢化时，由于硝酸钾混合熔盐的浮力和高温[350～460℃]、长时间0.5-10h的共同作用下会使超薄玻璃在熔盐中产生漂浮现象，超薄玻璃的部分位置可能漂浮在熔盐的上方，这样会导致进行化学钢化玻璃上部漂浮的部分部位与硝酸钾熔盐没有接触，而导致化学钢化不均匀，致使玻璃本身在化学钢化过程中产生较大的应力而损坏玻璃，降低超薄玻璃产品的性能和成品率。
超薄玻璃化学钢化时盐槽中的支架一般采用的是不锈钢制品，并在不锈钢支架的表面进行Al2O3喷涂处理，防止不锈钢支架被氧化，从而污染化学钢化熔盐，影响钢化的效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供的一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法，通过该设备设置的微晶玻璃件底端高度低于槽架顶端高度，在实际生产过程中，微晶玻璃件底端浸入熔盐液中，能够将超薄玻璃件完全浸入熔盐液中，保证了超薄玻璃件的完全钢化，且化学钢化均匀，提高了超薄玻璃产品钢化的性能和成品率；而且，该设备设置的槽架采用不锈钢制品材质，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止槽架被钢化熔盐氧化，保证了熔盐液的质量，防止钢化过程中玻璃表面被不锈钢支架着色离子污染，提高了钢化的效果；另外，该设备结构紧凑，设计合理，能够保证生产高质量的钢化超薄玻璃产品，适合在超薄玻璃领域推广使用。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术手段实现的：
一种超薄玻璃化学钢化设备，包括钢化槽盖、抓手、微晶玻璃件、槽架、化学钢化外槽，其特征在于：所述钢化槽盖两端设置有抓手，所述钢化槽盖下端设置有凸台，凸台上设置有多个微晶玻璃件，所述钢化槽盖置于化学钢化外槽上端。
进一步地，所述化学钢化外槽内底部设置多个槽架。
进一步地，所述凸台侧边与化学钢化外槽内壁相贴合。
进一步地，所述槽架顶端高度高于微晶玻璃件底端高度。
进一步地，所述微晶玻璃件为锂铝硅微晶玻璃材质，耐温度高、膨胀系数小，在钢化温度(380～430℃)条件下，不会产生热变形，不会与化学钢化的熔盐发生化学反应。
进一步地，所述槽架采用不锈钢制品材质制成，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止不锈钢支架被钢化熔盐氧化，而污染被钢化的玻璃，使被钢化的玻璃产生缺陷。
一种超薄玻璃化学钢化方法，其特征在于，包括以下步骤：
①采用机械装置挂在抓手两端，将钢化槽盖取出；
②然后将固体硝酸钾、硝酸铯、硅藻土和氧化铝粉体按质量百分比(75-90)：3：(3-18)：4加入到钢化外槽内，之后通过电阻丝加热系统对化学钢化外槽进行加热，加热温度为380～430℃之间，使化学钢化外槽的固体硝酸钾和硝酸铯从固态熔化成液态，硅藻土和氧化铝粉体均匀分布在熔化的熔盐中，经过1.5～10h后会完全从固态熔化成液态，形成均一的熔盐液；
③同时，将超薄玻璃件置于马弗炉中加热，预热温度达到400℃后，通过专用玻璃夹子，将超薄玻璃件垂直放入到化学钢化外槽内的槽架之间，这时，超薄玻璃件的温度与熔盐液的温度相近，由于温差小而不会使超薄玻璃炸裂；
④接着，待超薄玻璃件放入熔盐液中5～20min后，再通过机械装置将钢化槽盖盖在化学钢化外槽上，化学钢化外槽内的熔盐液的液面高度高于微晶玻璃件底面高度，即微晶玻璃件底面浸入熔盐液中，且熔盐液的液面高度低于槽架顶端高度，在微晶玻璃件的阻隔作用下超薄玻璃件不会继续上浮，保证超薄玻璃件完全浸入在熔盐液中，浸入熔盐液中的超薄玻璃件经过温度350～420℃，时间0.2～6h的浸泡、钢化完成；
⑤接着再通过机械装置挂在抓手两端，将钢化槽盖移开，被钢化的超薄玻璃件在浮力作用下上浮后，并通过专用玻璃夹子取出后置于马弗炉随炉降温冷却，从420℃降至20℃室温，降温速度为1～8℃/min；
⑥最后，将冷却至常温的钢化的超薄玻璃件进行清洗、干燥、检验、包装，出厂。
本发明主要具有以下有益效果：
1、该设备设置的微晶玻璃件底端高度低于槽架顶端高度，在实际生产过程中，微晶玻璃件底端浸入熔盐液中，能够将超薄玻璃件完全浸入熔盐液中，保证了超薄玻璃件的完全钢化，且化学钢化均匀，提高了超薄玻璃产品钢化的性能和成品率。
2、该设备设置的槽架采用不锈钢制品材质，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止槽架被钢化熔盐氧化，保证了熔盐液的质量，防止钢化过程中玻璃表面被不锈钢支架着色离子污染，提高了钢化的效果。
3、该设备结构紧凑，设计合理，能够保证生产高质量的钢化超薄玻璃产品，适合在超薄玻璃领域推广使用。
附图说明
图1是本发明一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法的侧视示意图。
图2是本发明一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法的剖视示意图。
图3是本发明一种超薄玻璃化学钢化设备及钢化方法的俯视剖视示意图。
主要元件符号说明：
1 钢化槽盖
2 抓手
3 微晶玻璃件
4 槽架
5 化学钢化外槽
6 超薄玻璃件
下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的详细说明，但不限于此：
具体实施方式
实施例1
如图1-图3所示，一种超薄玻璃化学钢化设备，包括钢化槽盖1、抓手2、微晶玻璃件3、槽架4、化学钢化外槽5，所述钢化槽盖1两端设置有抓手2，所述钢化槽盖1下端设置有凸台，凸台上设置有多个微晶玻璃件3，所述钢化槽盖1置于化学钢化外槽5上端。
所述化学钢化外槽5内底部设置多个槽架4。
所述凸台侧边与化学钢化外槽5内壁相贴合。
所述槽架4顶端高度高于微晶玻璃件3底端高度。
所述微晶玻璃件3为锂铝硅微晶玻璃材质，耐温度高、膨胀系数小，在钢化温度(380～430℃)条件下，不会产生热变形，不会与化学钢化的熔盐发生化学反应。
所述槽架4采用不锈钢制品材质制成，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止不锈钢支架被钢化熔盐氧化，导致支架中含有的着色离子污染被钢化的玻璃，使被钢化的玻璃产生缺陷。
一种超薄玻璃化学钢化方法，包括以下步骤：
①采用机械装置挂在抓手2两端，将钢化槽盖1取出；
②然后将固体硝酸钾、硝酸铯、硅藻土和氧化铝粉体按质量百分比：(75-90)：3：(3-18)：4加入到钢化外槽5内，之后通过电阻丝加热系统对化学钢化外槽5进行加热，加热温度为380～430℃之间，使化学钢化外槽5的固体硝酸钾和硝酸铯从固态熔化成液态，硅藻土和氧化铝粉体均匀分布在熔化的熔盐中，经过1.5～10h后会完全从固态熔化成液态，形成均一的熔盐液；
③同时，将超薄玻璃件6置于马弗炉中加热，预热温度达到400℃后，通过专用玻璃夹子，将超薄玻璃件6垂直放入到化学钢化外槽5内的槽架4之间，这时，超薄玻璃件6的温度与熔盐液的温度相近，由于温差小而不会使超薄玻璃炸裂；
④接着，待超薄玻璃件6放入熔盐液中5～20min后，再通过机械装置将钢化槽盖1盖在化学钢化外槽5上，化学钢化外槽5内的熔盐液的液面高度高于微晶玻璃件3底面高度，即微晶玻璃件3底面浸入熔盐液中，且熔盐液的液面高度低于槽架4顶端高度，在微晶玻璃件3的阻隔作用下超薄玻璃件6不会继续上浮，保证超薄玻璃件6完全浸入在熔盐液中，浸入熔盐液中的超薄玻璃件6经过温度350～420℃，时间0.2～6h的浸泡、钢化完成；
⑤接着再通过机械装置挂在抓手2两端，将钢化槽盖1移开，被钢化的超薄玻璃件6在浮力作用下上浮后，并通过专用玻璃夹子取出后置于马弗炉随炉降温冷却，从420℃降至20℃室温，降温速度为1～8℃/min；
⑥最后，将冷却至常温的钢化的超薄玻璃件6进行清洗、干燥、检验、包装，出厂。
在实际生产中，进行化学钢化时，超薄玻璃化学钢化时化学钢化外槽5中的槽架4一般采用的是不锈钢制品，并在不锈钢支架的表面进行Al2O3喷涂处理，防止不锈钢支架被氧化，从而污染化学钢化熔盐，影响钢化的效果。
首先将钢化槽盖1取出，采用机械装置挂在抓手2的两端取出，然后将固体硝酸钾、硝酸铯、硅藻土和氧化铝粉体按一定比例加入到化学钢化外槽5中，加入后将化学钢化外槽5中进行加热，一般加热温度为380～430℃之间，这时内部的KNO3、CsNO3等会从固态熔化成液态，经过1.5～10h后会完全从固态熔化成液态，将待钢化的超薄玻璃件6先预热到400℃后，再放入到化学钢化外槽5中，当超薄玻璃件6的温度和熔盐温度相近时由于温差小而不会使超薄玻璃炸裂，待超薄玻璃件6放入熔盐液中5～20min后，将钢化槽盖1盖上，钢化槽盖1上的微晶玻璃件3会在熔盐液面以下，由于锂铝硅微晶玻璃化学组成稳定，耐温度高、膨胀系数小，无色透明，不会与熔盐液发生化学反应，也不会产生变形，被钢化的超薄玻璃件6上浮后会被微晶玻璃件3挡住而不会继续上浮，经过温度350～420℃，时间0.2～6h的钢化后取出，然后进行降温，从钢化温度350～420℃降至室温20℃左右，降温的速度为1～8℃/min，最后将玻璃进行清洗、干燥、检验、包装、成品出厂。
表1
超薄玻璃的技术参数为：长、宽、厚分别为60mm、40mm、0.2mm。化学钢化的熔盐组成为质量百分比。
表1钢化熔盐组成和钢化工艺参数：
可见，本发明的化学钢化工艺和设备使得超薄玻璃具有更高的强度性能，更高的玻璃成品率，适合作为电子玻璃等领域的使用，同时机械加工性能良好，可广泛应用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的内容。
Claims (3)
1.一种超薄玻璃化学钢化设备，包括钢化槽盖（1）、抓手（2）、微晶玻璃件（3）、槽架（4）、化学钢化外槽（5），其特征在于：所述钢化槽盖（1）两端设置有抓手（2），所述钢化槽盖（1）下端设置有凸台，凸台上设置有多个微晶玻璃件（3），所述钢化槽盖（1）置于化学钢化外槽（5）上端，所述化学钢化外槽（5）内底部设置多个槽架（4），所述槽架（4）顶端高度高于微晶玻璃件（3）底端高度，所述微晶玻璃件（3）为锂铝硅微晶玻璃材质，耐温度高、膨胀系数小，在钢化温度380~430℃条件下，不会产生热变形，不会与化学钢化的熔盐发生化学反应，所述槽架（4）采用不锈钢制品材质制成，并在其表面采用Al2O3进行喷涂处理，防止不锈钢支架被钢化熔盐氧化，导致支架中含有的着色离子污染被钢化的玻璃，而使被钢化的玻璃产生缺陷。
2.根据权利要求1所述的一种超薄玻璃化学钢化设备，其特征是：所述凸台侧边与化学钢化外槽（5）内壁相贴合。
3.一种超薄玻璃化学钢化方法，其特征在于，包括以下步骤：
①采用机械装置挂在抓手（2）两端，将钢化槽盖（1）取出；
②然后将固体硝酸钾、硝酸铯、硅藻土和氧化铝粉体按质量百分比：（75-90）：3：（3-18）：4加入到化学钢化外槽（5）内，之后通过电阻丝加热系统对化学钢化外槽（5）进行加热，加热温度为380~430℃之间，使化学钢化外槽（5）的固体硝酸钾和硝酸铯从固态熔化成液态，硅藻土和氧化铝粉体均匀分布在熔化的熔盐中，经过1.5~10h后会完全从固态熔化成液态，形成均一的熔盐液；
③同时，将超薄玻璃件（6）置于马弗炉中加热，预热温度达到400℃后，通过专用玻璃夹子，将超薄玻璃件（6）垂直放入到化学钢化外槽（5）内的槽架（4）之间，这时，超薄玻璃件（6）的温度与熔盐液的温度相近，由于温差小而不会使超薄玻璃炸裂；
④接着，待超薄玻璃件（6）放入熔盐液中5~20min后，再通过机械装置将钢化槽盖（1）盖在化学钢化外槽（5）上，化学钢化外槽（5）内的熔盐液的液面高度高于微晶玻璃件（3）底面高度，即微晶玻璃件（3）底面浸入熔盐液中，且熔盐液的液面高度低于槽架（4）顶端高度，在微晶玻璃件（3）的阻隔作用下超薄玻璃件（6）不会继续上浮，保证超薄玻璃件（6）完全浸入在熔盐液中，浸入熔盐液中的超薄玻璃件（6）经过温度350~420℃，时间0.2~6h的浸泡、钢化完成；
⑤接着再通过机械装置挂在抓手（2）两端，将钢化槽盖（1）移开，被钢化的超薄玻璃件（6）在浮力作用下上浮后，并通过专用玻璃夹子取出后置于马弗炉随炉降温冷却，从420℃降至20℃室温，降温速度为1~8℃/min；
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