CN112759236A - 不等厚曲面玻璃及其成型方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及曲面玻璃加工成型技术领域，公开了一种不等厚曲面玻璃及其成型方法和应用。本发明的成型方法包括：装载：将玻璃原料置于相互配合使用的凹型模具与凸型模具内；热压成型：对装载有玻璃原料的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；退火：对压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；冷却：对退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。该成型方法具有节省原料、耗时短且良率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及曲面玻璃加工成型技术领域，具体地涉及一种不等厚曲面玻璃及其成型方法和应用。
背景技术
5G手机庞大而复杂的射频前端和天线模组，以及5G网络信号本身的特性，都将设备的射频性能提升到了高于运算性的位置，而解决这一系列问题，很重要的一点就是解决外壳对电磁波屏蔽的问题，对电磁波信号不太友好的金属材料已经面临瓶颈。相比金属材料，玻璃对高频电波的穿透性更好，还能提高无线充电的效率，选择玻璃是最好的解决方案之一。
进入2019年以来，玻璃已经不仅仅出现在智能手机的正面，背面材质以及手机边框也越来越多被玻璃占据。手机边框采用玻璃可能会对手机整体耐摔性产生影响，因此，需要加厚玻璃来提高强度。现有的曲面等厚玻璃增加了手机整体的体积，违背了消费者希望拥有小体积、轻薄款手机的意愿。一款侧壁厚、底部薄的玻璃，既能满足强度的要求，又能实现手机整机轻薄的效果。在汽车领域，不等厚曲面车载显示器盖板玻璃，在车载中控屏上可以实现三维无缝衔接，可以提高车辆内饰设计与功能整合的自由度，还不会影响视觉清晰度，以及可以提供触控功能。5G时代就在眼前，在电子设备、VR设备，智能家居、医疗显示、交通等领域均需要大量的玻璃制品。现在的等厚平面玻璃、等厚曲面玻璃都已经远远不能适用于形状复杂多变的设备，而不等厚曲面玻璃将会受到更加广泛的应用。
目前加工不等厚曲面玻璃的主要方法是采取CNC整块加工，需要先挖出凹面和凸面，再进行抛光，这种方式存在浪费原料，加工时间长、效率低、良率低、表面粗糙度差和难抛光的问题。
因此，继续提供一种有效、用时短且良率高的加工不等厚曲面玻璃的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的加工方式复杂、耗时长、效率低且良率低等问题，提供不等厚曲面玻璃的热压成型方法，该成型方法具有节省原料、耗时短且良率高的优点。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种不等厚曲面玻璃的热压成型方法，该方法包括：
装载：将玻璃原料置于相互配合使用的凹型模具与凸型模具内；
热压成型：对装载有玻璃原料的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；
退火：对压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；
冷却：对退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；
卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；
其中，所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
本发明第二方面提供了本发明所述的方法制得的不等厚曲面玻璃。
本发明第三方面提供了本发明所述的不等厚曲面玻璃在制备显示终端领域中的应用。
本发明提供的成型方法，节省原料且耗时短，制得的不等厚曲面玻璃良率高，可用于制备显示终端，尤其适用于制备智能手机屏幕保护、手机后盖、穿戴手表屏幕保护、车载玻璃以及医用器械。
目前加工不等厚曲面玻璃常用的方法是热弯法，将玻璃加热至软化温度附近，用自重法或机械加压法使玻璃产生永久性变型，突破了平板玻璃的单一性，使用上更加灵活多样。但热弯法只使平面玻璃具有一定的弧度，不会大幅度改变玻璃的厚度，一般只能加工厚度相等的不等厚曲面玻璃，不适用于加工厚度不等的不等厚曲面玻璃。本发明在热弯法的基础上，将成型温度提高到软化点温度以上，使玻璃的粘度降低，具有较好的流动性，填充到模具的空隙中，得到不等厚曲面玻璃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明先按所需加工不等厚曲面玻璃的展开尺寸提供平面玻璃或玻璃液，然后利用热压将产品展开后多余的部分填充到模具空隙中，获得不等厚曲面玻璃；
(2)本发明提供的热压成型法制得不等厚曲面玻璃，克服了传统的冷雕加工(CNC整块加工)的原料浪费大、效率低和产品良率低的缺陷，解决了热弯法无法直接加工不等厚曲面玻璃的难题，适用于工业推广。
附图说明
图1为本发明一实施方式的热压成型法的工艺图；
图2为本发明另一实施方式的热压成型法的工艺图；
图3为本发明一实施方式中，平面玻璃原料的结构图；
图4为本发明一实施方式中，不等厚手机后盖的成型模具结构的剖面图；
图5为图4中，热压成型的不等厚手机后盖的结构示意图。
附图标记说明
1、凸型模具 11、凸起
2、凹型模具 21、凹槽
3、不等厚手机后盖 31、第一组侧壁
32、第二组侧壁 33、手机后盖主体底面。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指附图中的上、下、左、右，“内、外”是指对应结构的内部和外部。
下面结合附图对本发明的微波反应装置进行进一步的详细说明，其中所有附图中相同的数字表示相同的特征。
第一方面，本发明提供了一种不等厚曲面玻璃的热压成型方法，该方法包括：
装载：将玻璃原料置于相互配合使用的凹型模具与凸型模具内；
热压成型：对装载有玻璃原料的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；
退火：对压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；
冷却：对退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；
卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；
其中，所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
现有技术中，常采用热弯法加工曲面玻璃，将玻璃加热至软化温度附近，用自重法或机械加压法使玻璃产生永久性变型，突破了平板玻璃的单一性，使用上更加灵活多样。但热弯法只使平面玻璃具有一定的弧度，不会大幅度改变玻璃的厚度，一般只能加工厚度相等的曲面玻璃，不适用于加工厚度不等的曲面玻璃。本申请的发明人，在热弯法的基础上，进一步优化成型条件，使玻璃的粘度降低，具有较好的流动性，填充到模具的空隙中，从而得到不等厚曲面玻璃。
本申请中，“不等厚曲面玻璃”为玻璃整体不在一个平面，其包括一体成型的主体底面和两组对应侧壁。主体底面的厚度相等，每一组侧壁的厚度相等，且侧壁的厚度大于主体底面的厚度；本领域技术人员应当能够知晓：为了适应不同形状的设备，不等厚曲面玻璃的形状可以是各种各样的，相应地，具有与其形状相适应的成型模具(凹型模具与其配合使用的凸型模具)，本申请中的玻璃热压成型方法是利用模具来固定不等厚曲面玻璃的形状，所以要根据想要加工的不等厚曲面玻璃的形状设计模具的形状，即，凸型模具表面和凹型模具表面对应不等厚曲面玻璃的表面轮廓；另外模具可以为石墨或其他耐高温且不与玻璃黏结的其他材料，易于脱模即可。
本发明提供的热压成型方法，先以平面玻璃板为原料，进行详细描述。
本发明的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，包括：
1)装载：将平面玻璃板置于成型模具；
2)热压成型：对装载有平面玻璃板的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；
3)退火：对压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；
4)冷却：对退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；
5)卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；
其中，所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
上述步骤1中：将平面玻璃板置于相互配合使用的凹型模具与凸型模具内。如图4-图5所示，在本发明的具体实施方式中，以制备不等厚手机后盖为例，根据图4所示，其模具包括：凸型模具1与凹型模具2，凸型模具1的凸起11插入凹型模具2的凹槽内，具体成型过程为：凸起11和凹槽21表面对应平板玻璃的表面，玻璃一侧表面与凸起11表面接触，玻璃的另一侧表面与凹槽21表面接触，凸型模具与凹型模具在横向是固定的，不可左右移动；凹型模具在竖直方向是固定的，凸型模具在成型前可以在竖直方向移动(用于固定模具的零件以及方式不限)，凸型模具1的凸起11插入到凹型模具2的凹槽21中(经热压成型、退火、冷却、卸载)，凸起11的表面与凹槽21的表面处对应成型为不等厚手机后盖3，其中，不等厚手机后盖3包括：手机后盖主体底面33以及第一组侧壁31和第二组侧壁32。
在本发明的热压成型方法中，优选地，所述平面玻璃板的厚度为0.3～5.0mm。
上述平面玻璃板可以为锂铝硅酸盐玻璃，以玻璃的重量为基准，包括55.2～68.4wt％的SiO2、17.5～24wt％的Al2O3、3.5～9.5wt％的Na2O、0.5～3.5wt％的K2O、4～6wt％的Li2O、1.2～4wt％的MgO、0.5～3.5wt％的ZrO2、0～0.4wt％的B2O3；玻璃黏度为103.7Pa·s时对应的温度为1040～1170℃，玻璃黏度为106.6Pa·s时对应的温度为750～850℃。
在本发明的热压成型方法中，优选地，所述成型方法包括热压成型前的预热步骤，所述预热步骤为：将所述玻璃板和成型模具在300～750℃下预热300～900s。在本发明的具体实施方式中，将原材玻璃板和成型模具移入预热区进行预热。
在本发明的热压成型方法中，为了保证预热均匀，优选地，所述预热为分段预热，第N段的预热温度NT＞(N-1)T，所述N为大于等于2的整数。即，后一段的预热温度高于前一段的预热温度，分段逐级升温；更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述NT与(N-1)T的温度差ΔT1为30～50℃。在本发明的具体实施方式中，预热分六段进行，第一段的温度为400～600℃，第二段的温度为450～590℃，第三段的温度为500～630℃，第四段的温度为550～670℃，第五段的温度为600～710℃，第六段的温度为640～750℃，且ΔT1为30～50℃，在每段内的预热时间为60～150s。在本发明的优选实施方式中，预热分六段进行，第一段的温度为500～550℃，第二段的温度为530～590℃，第三段的温度为560～630℃，第四段的温度为590～670℃，第五段的温度为610～710℃，第六段的温度为640～750℃，且ΔT1为30～50℃，在每段内的预热时间为60～90s。
上述步骤2中，所述热压成型的条件包括：温度为玻璃粘度在103.7Pa·s～106.6Pa·s对应的温度，压力为0～7MPa，时间为100～900s；更优选地，压力为0.1～1MPa，时间为200～700s。本申请通过将热压温度限定至粘度在103.7Pa·s～106.6Pa·s对应的温度，将其提升至软化温度以上，进一步降低玻璃的粘度，使其填充到模具的空隙中，从而得到不等厚曲面玻璃。当粘度高于106.6Pa·s时，玻璃流动性较差，需要增加气压且不利于在较短时间内成型；当粘度低于103.7Pa·s时，玻璃流动性好，成型速度过快，导致成型的玻璃有较多的缺陷和条纹。在本发明的具体实施方式中，将平面玻璃板和成型模具从预热区移入成型区，充入气体进行加压处理，粘度103.7Pa·s对应的温度为成型温度的上限，粘度为106.6Pa·s对应的温度为成型温度范围的下限，在气压作用下，凸型模具竖直向下移动，当加热的平面玻璃填充满凸型模具和凹型模具的空隙时，凸型模具停止运动(加热的平面玻璃一侧表面与另一侧表面分别顺应凸型模具表面和凹型模具表面填充到凸型模具和凹型模具的空隙中)，凸型模具和凹型模具完全固定，不再移动，将平面玻璃板压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃。
本发明提供的压成型方法，利用模具来固定不等厚曲面玻璃的形状，可以所需不等厚曲面玻璃的形状设计模具的形状，从而获得适用于各种形状的不等厚曲面玻璃。
上述充入的气体可以为空气、氮气或氩气，例如，若模具为石墨材质，可以选择氮气等保护气体。
在本发明的热压成型方法中，为了进一步保证玻璃具有良好的流动性，利于不等厚曲面玻璃的成型，优选地，所述热压成型为分段热压成型，第N段的温度NT＜(N-1)T，第N段的压力NP＞(N-1)P，所述N为大于等于2的整数；更优选地，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT2为100～300℃，所述NP与(N-1)P压力差ΔP1为0.05～0.3MPa。即，后一段的温度低于前一段的温度，后一段的压力高于前一段的压力。在本发明的具体实施方式中，热压成型分二段进行，第一段的温度为740～1200℃，第一段的压力0.15～1MPa，时间为180～500s，第二段的温度为750～950℃，第二段的压力0.5～1MPa，时间为60～150s，且ΔT2为100～300℃，ΔP1为0.05～0.3MPa。在本发明的优选实施方式中，热压成型分二段进行，第一段的温度为900～1170℃，第一段的压力0.4～0.65MPa，时间为180～300s，第二段的温度为800～900℃，第二段的压力0.5～0.7MPa，时间为60～120s，且ΔT2为100～280℃，所述NP与(N-1)P压力差ΔP1为0.05～0.1MPa。
上述步骤3中，所述退火的条件包括：温度为200～750℃，时间为200～1200s。在本发明的具体实施方式中，将压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具从成型区移入到退火区，进行退火。
在本发明的热压成型方法中，优选地，所述退火为分段退火，第N段的温度NT＜(N-1)T，所述N为大于等于2的整数；更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT4为50～200℃。即，后一段的温度低于前一段的温度，分段逐级降温。例如，N可以为2、3、4、5或6等。在本发明的具体实施方式中，退火分四段进行，第一段的温度为450～750℃，第二段的温度为400～650℃，第三段的温度为350～550℃，第四段的温度为200～450℃，且ΔT4为50～200℃，在每段内的停留时间为90～1200s。在本发明的优选实施方式中，退火分四段进行，第一段的温度为600～750℃，第二段的温度为500～650℃，第三段的温度为350～550℃，第四段的温度为200～450℃，且ΔT4为80～150℃，在每段内的停留时间为60～100s。
上述步骤4中，所述冷却的条件包括：温度为20～400℃，时间为200～1200s。在本发明的具体实施方式中，将退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具从退火区移入到冷却区，进行冷却至室温。
在本发明的热压成型方法中，优选地，所述冷却为分段冷却，第N段的温度NT＜(N-1)T，所述N为大于等于2的整数；更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT5为40～240℃。即，后一段的温度低于前一段的温度，分段逐级降温冷却。通过采用缓慢冷却的方式，为防止在降温过程中由于温度梯度而产生新的应力，进一步提升产品的良率。例如，N可以为2、3、4、5或6等。在本发明的具体实施方式中，冷却分四段进行，第一段的温度为180～400℃，第二段的温度为60～300℃，第三段的温度为60～150℃，第四段的温度为20～25℃，且ΔT5为40～240℃，在每段内的停留时间为90～1200s。在本发明的优选实施方式中，冷却分四段进行，第一段的温度为180～400℃，第二段的温度为120～300℃，第三段的温度为60～150℃，第四段的温度为20～25℃，且ΔT5为40～150℃，在每段内的停留时间为90～120s。
下面，以玻璃液为原料，进行详细描述。
本发明的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，包括：
1)装载：将熔融的玻璃液注入凹型模具中，合上凸型模具；
2)热压成型：对装载有玻璃液的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；
3)退火：对加工的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；
4)冷却：对加工的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；
5)卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；
其中，所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
上述步骤1中，所述注入的模具中的熔融玻璃液的粘度为102.5Pa·s～103.0Pa·s，确保入的玻璃液均匀的覆盖在凹型模具上。
上述玻璃液的组成为55.2～68.4wt％的SiO2、17.5～24wt％的Al2O3、3.5～9.5wt％的Na2O、0.5～3.5wt％的K2O、4～6wt％的Li2O、1.2～4wt％的MgO、0.5～3.5wt％的ZrO2、0～0.4wt％的B2O3。玻璃黏度为102.5Pa·s时对应的温度为1320～1500℃，玻璃黏度为103.0Pa·s时对应的温度为1250～1385℃。
上述步骤2中，所述热压成型的条件包括：温度为玻璃粘度在103.7Pa·s～106.0Pa·s对应的温度，压力为0～5MPa，时间为30～600s。通过将热压温度限定至粘度在103.7Pa·s～106.0Pa·s对应的温度，106.0Pa·s对应的温度范围为770～900℃，将其提升至软化温度以上，进一步降低玻璃的粘度，使其填充到模具的空隙中，从而得到不等厚曲面玻璃。在本发明的具体实施方式中，将将模具整体移入热压成型区，充入气体进行加压处理，粘度103.7Pa·s对应的温度为成型温度的上限，粘度为106.0Pa·s对应的温度为成型温度范围的下限，在所述成型粘度范围和气压作用下，玻璃液会顺应凸型模具表面和凹型模具表面填充到凸型模具和凹型模具的空隙中，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃。
上述充入的气体可以为空气、氮气或氩气。
在本发明的热压成型方法中，为了进一步保证玻璃具有良好的流动性，利于不等厚曲面玻璃的成型，优选地，所述热压成型为分段热压成型，第N段的温度NT＜(N-1)T，第N段的压力NP＞(N-1)P，所述N为大于等于2的整数；更优选地，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT3为100～450℃，所述NP与(N-1)P压力差ΔP2为0.02～0.5MPa。即，后一段的温度低于前一段的温度，后一段的压力高于前一段的压力。在本发明的具体实施方式中，N为2，热压成型分二段进行，第一段的温度为700～1300℃，第一段的压力0.1～1MPa，时间为20～480s，第二段的温度为780～950℃，第二段的压力0.1～1MPa，时间为30～150s，且ΔT3为100～450℃，ΔP2为0.02～0.5MPa。在本发明的优选实施方式中，热压成型分二段进行，第一段的温度为950～1170℃，第一段的压力0.1～0.25MPa，时间为60～300s，第二段的温度为800～950℃，第二段的压力0.15～0.3MPa，时间为30～120s，且ΔT3为100～230℃，ΔP2为0.02～0.1MPa。
上述步骤3-5与采用平面玻璃板的成型方法相同，在此不再赘述。
第二方面，本发明提供了由上述方法制得的不等厚曲面玻璃，其中，所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
本发明的不等厚曲面玻璃中，所述侧壁与主体底面交接位置的两组弧度为10～175°。
第三方面，本发明提供上述不等厚曲面玻璃在制备显示终端领域中的应用，尤其是在智能手机屏幕保护、手机后盖、穿戴手表屏幕保护、车载玻璃以及医用器械中的应用。
下面以加工不等厚手机后盖为例，进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
加工玻璃主体底面厚度为1.0mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*1.2mm的平面玻璃原片放入设计好的模具(凸型模具1和凹型模具2)中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热，第一段温度550℃，第二段温度590℃，第三段温度630℃，第四段温度670℃，第五段温度710℃，第六段温度750℃，每一段预热时间为70s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度1170℃(对应玻璃液的粘度为103.7Pa·s)，气压0.45MPa，时间300s；第二段温度900℃(对应玻璃液的粘度为105.71Pa·s)，气压0.55MPa，时间120s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度750℃，第二段温度650℃，第三段温度550°，第四段温度450℃，每一段退火时间为60s；
(5)冷却后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段退火时间为150s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为1.0mm，两组侧壁(第一组侧壁31和第二组侧壁32)的厚度均为1.2mm，第一组侧壁31的弧度为100°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无点缺陷以及无条纹。
实施例2
加工玻璃主体底面厚度为0.7mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*0.9mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热：第一段温度500℃，第二段温度550℃，第三段温度600℃，第四段温度650℃，第五段温度700℃，第六段温度750℃，每一段预热时间为90s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压0.4MPa，时间210s；第二段温度820℃(对应玻璃液的粘度为106.54Pa·s)，气压0.5MPa，时间90s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度600℃，第二段温度520℃，第三段温度440℃，第四段温度360℃，每一段退火时间为90s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度300℃，第二段温度200℃，第三段温度100℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为120s；
(6)冷却后，开模，取出玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.7mm，两组侧壁的厚度均为1.0mm，第一组侧壁31的弧度为100°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无点缺陷以及无条纹。
实施例3
加工玻璃主体底面厚度为0.55mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*0.7mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热，第一段温度520℃，第二段温度550℃，第三段温度580℃，第四段温度610℃，第五段温度640℃，第六段温度670℃，每一段预热时间为60s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度900℃(对应玻璃液的粘度为105.71Pa·s)，气压0.65MPa，时间180s；第二段温度800℃(对应玻璃液的粘度为106.57Pa·s)，气压0.7MPa，时间60s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度750℃，第二段温度650℃，第三段温度550℃，第四段温度450℃，每一段退火时间为100s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为100s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.55mm，两组侧壁的厚度均为0.8mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无点缺陷以及无条纹。
实施例4
加工玻璃主体底面厚度为0.3mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*0.5mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热：第一段温度500℃，第二段温度530℃，第三段温度560℃，第四段温度590℃，第五段温度610℃，第六段温度640℃，每一段预热时间为60s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压0.6MPa，时间300s；第二段温度850℃(对应玻璃液的粘度为106.27Pa·s)，气压0.7MPa，时间90s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度650℃，第二段温度500℃，第三段温度350℃，第四段温度200℃，每一段退火时间为100s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度180℃，第二段温度120℃，第三段温度60℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为90s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.3mm，两组侧壁的厚度均为0.6mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为135°，外观检测整个手机后盖，玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、少量缺陷以及无条纹。
实施例5
加工玻璃主体底面厚度为0.55mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*0.60mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热：第一段温度520℃，第二段温度550℃，第三段温度580℃，第四段温度610℃，第五段温度640℃，第六段温度670℃，每一段预热时间为150s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度980℃(对应玻璃液的粘度为104.98Pa·s)，气压7.2MPa，时间180s；第二段温度750℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压7.5MPa，时间100s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度700℃，第二段温度650℃，第三段温度550℃，第四段温度450℃，每一段退火时间为120s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却，第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为240s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.55mm，两组侧壁厚度均为0.8mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，玻璃具有较多缺陷和条纹。
实施例6
加工玻璃主体底面厚度为0.28mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
()将规格为140*73*0.33mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行六段预热，第一段温度400℃，第二段温度450℃，第三段温度500℃，第四段温度550℃，第五段温度600℃，第六段温度650℃，每一段预热时间为90s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度1210℃(对应玻璃液的粘度为103.5Pa·s)，气压0.65MPa，时间240s；第二段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压0.7MPa，时间90s；
(4)成型后移入退火区，进行两段退火：第一段温度500℃，第二段温度400℃，每一段退火时间为60s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却，第一段温度300℃，第二段温度200℃，第三段温度100℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为80s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.28mm，两组侧壁厚度均为0.4mm，第一组侧壁31的弧度为120°，第二组侧壁32的弧度为135°。外观检测整个手机后盖，玻璃有大量的点缺陷，厚度不均匀，有明显的条纹。
对比例1
加工玻璃主体底面厚度为0.8mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*1.0mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行两段预热，第一段温度450℃，第二段温度490℃，每一段预热时间为60s；
(3)预热后移入成型区，进行成型：成型温度740℃(对应玻璃液的粘度为106.9Pa·s)，成型气压0.15MPa，成型时间300s；
(4)成型后移入退火区，进行四段退火：第一段温度600℃，第二段温度500℃，第三段温度400℃，第四段温度300℃，每一段退火时间为100s；
(5)退火后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度220℃，第二段温度160℃，第三段温度100℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为1300s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
玻璃没有填充满模具，外观检测，确定玻璃厚度不均匀。
对比例2
加工玻璃主体底面厚度为0.6mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将规格为140*73*0.8mm的平面玻璃原片放入设计好的模具中；
(2)将模具整体以及玻璃移入预热区，进行预热：预热温度600℃，预热时间800s；
(3)预热后移入成型区，进行两段成型：第一段温度920℃(对应玻璃液的粘度为105.52Pa·s)，气压0.8MPa，时间500s；第二段温度780℃(对应玻璃液的粘度为106.72Pa·s)，气压0.85MPa，时间150s；
(4)成型后移入退火区，进行退火：退火温度450℃，时间1300s；
(5)退火后移入冷却区，进行二段冷却：第一段温度300°，第二段温度60℃，每一段冷却时间为600s；
(6)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
玻璃炸裂，外观检测确定炸裂的玻璃碎片厚度不均匀，有明显的条纹。
上述实施例1-6以及对比例1-2中，采用的平面玻璃板的组成为61.85wt％的SiO2、20.47wt％的Al2O3、7.53wt％的Na2O、1.18wt％的K2O、4.57wt％的Li2O、2.33wt％的MgO、2.07wt％的ZrO2。软化点温度为760℃。
以上实施例1-6以及对比例1-2的测试结果，见下述表1。
表1
实施例7
加工玻璃主体底面厚度为0.7mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1320℃的玻璃液(黏度为103.0Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度1050℃(对应玻璃液的粘度为104.44Pa·s)，气压0.15MPa，成型时间80s；第二段温度900℃(对应玻璃液的粘度为105.71Pa·s)，气压0.2MPa，成型时间50s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度600℃，第二段温度520℃，第三段温度440℃，第四段温度360℃，每一段退火时间为120s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度300℃，第二段温度200℃，第三段温度100℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为120s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.7mm，两组侧壁厚度均为1.0mm，第一组侧壁31的弧度为100°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，确定玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无点缺陷以及无条纹。
实施例8
加工玻璃主体底面厚度为0.55mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1210℃的玻璃液(黏度为103.5Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压0.2MPa，成型时间120s；第二段温度850℃(对应玻璃液的粘度为106.27Pa·s)，气压0.25MPa，成型时间90s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度750℃，第二段温度650℃，第三段温度550℃，第四段温度450℃，每一段退火时间为150s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为100s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.55mm，两组侧壁厚度均为0.8mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，确定玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无点缺陷以及无条纹。
实施例9
加工玻璃主体底面厚度为0.3mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1170℃的玻璃液(黏度为103.7Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度1000℃(对应玻璃液的粘度为104..82Pa·s)，气压0.25MPa，成型时间300s；第二段温度800℃(对应玻璃液的粘度为106.57Pa·s)，气压0.3MPa，成型时间120s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度650℃，第二段温度500℃，第三段温度350℃，第四段温度200℃，每一段退火时间为150s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度180℃，第二段温度120℃，第三段温度60℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为90s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.3mm，两组侧壁厚度均为0.6mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为135°，外观检测整个手机后盖，确定玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、无缺陷以及无条纹。
实施例10
加工玻璃主体底面厚度为1.0mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1454℃的玻璃液(黏度为102.5Pa·s)导入到凹型模具中，合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度1170℃(对应玻璃液的粘度为103.7Pa·s)，气压0.1MPa，成型时间60s；第二段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压0.15MPa，成型时间30s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度750℃，第二段温度650℃，第三段温度550℃，第四段温度450℃，每一段退火时间为90s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为150s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为1.0mm，两组侧壁厚度均为1.2mm，第一组侧壁31的弧度为100°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，确定玻璃无破碎、无缺角、无裂纹、少量点缺陷以及无条纹。
实施例11
加工玻璃主体底面厚度为0.55mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1135℃的玻璃液(黏度为103.9Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度950℃(对应玻璃液的粘度为105.24Pa·s)，气压6MPa，成型时间480s；第二段温度780℃(对应玻璃液的粘度为106.72Pa·s)，气压6.5MPa，成型时间150s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度750℃，第二段温度650℃，第三段温度550℃，第四段温度450℃，每一段退火时间为120s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度400℃，第二段温度300℃，第三段温度150℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为240s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.55mm，两组侧壁厚度均为0.8mm，第一组侧壁31的弧度为90°，第二组侧壁32的弧度为120°，外观检测整个手机后盖，确定玻璃具有较多缺陷和条纹。
实施例12
加工玻璃主体底面厚度为0.28mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1320℃的玻璃液(黏度为103.0Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度1300℃(对应玻璃液的粘度为103.08Pa·s)，气压0.65MPa，成型时间240s；第二段温度850℃(对应玻璃液的粘度为106.27Pa·s)，气压0.7MPa，成型时间90s；
(3)成型完成后移入退火区，进行两段退火：第一段温度500℃，第二段温度400℃，每一段退火时间为60s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度300℃，第二段温度200℃，第三段温度100℃，第四段温度20℃，每一段冷却时间为80s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
使用三坐标测量仪测量得到的不等厚手机后盖主体底面33的厚度为0.28mm，两组侧壁厚度菌为0.4mm，第一组侧壁31的弧度为120°，第二组侧壁32的弧度为135°。外观检测整个手机后盖，确定玻璃有大量的点缺陷，厚度不均匀，有明显的条纹。
对比例3
加工玻璃主体底面厚度为0.8mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1120℃的玻璃液(黏度为103.99Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行成型：成型温度700℃(对应玻璃液的粘度为107.55Pa·s)，成型气压0.15MPa，成型时间20s；
(3)成型完成后移入退火区，进行四段退火：第一段温度600℃，第二段温度500℃，第三段温度400℃，第四段温度300℃，每一段退火时间为100s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行四段冷却：第一段温度220℃，第二段温度160℃，第三段温度100℃，第四段温度25℃，每一段冷却时间为1300s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
玻璃没有填充满模具，外观检测确定玻璃厚度不均匀。
对比例4
加工玻璃主体底面厚度为0.6mm的不等厚手机后盖3，包括以下步骤：
(1)将温度为1119℃的玻璃液(黏度为104.0Pa·s)导入凹型模具中，再合上凸型模具；
(2)将模具移入成型区，进行两段成型：第一段温度900℃(对应玻璃液的粘度为105.71Pa·s)，气压0.2MPa，成型时间120s；第二段温度800℃(对应玻璃液的粘度为106.57Pa·s)，气压0.25MPa，成型时间90s；
(3)成型完成后移入退火区，进行退火：退火温度450℃，退火时间1300s；
(4)退火完成后移入冷却区，进行两段冷却：第一段温度300℃，第二段温度60℃，每一段冷却时间为600s；
(5)冷却后，开模，取出不等厚曲面玻璃。
玻璃炸裂，外观检测确定炸裂的玻璃碎片厚度不均匀，有明显的条纹。
上述实施例7-12以及对比例3-4中，采用的玻璃液的组成为：61.85wt％的SiO2、20.47wt％的Al2O3、7.53wt％的Na2O、1.18wt％的K2O、4.57wt％的Li2O、2.33wt％的MgO、2.07wt％的ZrO2。
以上实施例7-12以及对比例3-4的测试结果，见下述表2。
表2
采用本发明所述方法加工的不等厚曲面玻璃厚度均匀且无条纹，热稳定形好，缺陷较少甚至没有缺陷。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，该方法包括：
装载：将玻璃原料置于相互配合使用的凹型模具与凸型模具内；
热压成型：对装载有玻璃原料的模具进行热压，压制成与所述成型模具相对应的不等厚曲面玻璃；
退火：对压制成的不等厚曲面玻璃和成型模具进行退火；
冷却：对退火后的不等厚曲面玻璃和成型模具进行冷却；
卸载：对冷却后的模具进行卸载，得到不等厚曲面玻璃；
其中，所述凹型模具与凸型模具使得所述不等厚曲面玻璃的侧壁的厚度大于主体底面的厚度。
2.根据权利要求1所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述玻璃原料为平面玻璃板，将所述平面玻璃板置于成型模具内；
优选地，所述平面玻璃板的厚度为0.3～5.0mm；
优选地，所述成型方法包括热压成型前的预热步骤，所述预热步骤为：将所述玻璃板和成型模具在300～750℃下预热300～900s；
优选地，所述预热为分段预热，第N段的预热温度NT＞(N-1)T，所述N为大于等于2的整数；
更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述NT与(N-1)T的温度差ΔT1为30～50℃。
3.根据权利要求1所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述玻璃原料为玻璃液；
所述装载步骤为：将熔融的玻璃液注入凹型模具中，合上凸型模具；
优选地，所述注入的模具中的熔融玻璃液的粘度为102.5Pa·s～103.0Pa·s。
4.根据权利要求1或2所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述热压成型的条件包括：温度为玻璃粘度在103.7Pa·s～106.6Pa·s对应的温度，压力为0～7MPa，时间为100～900s；
优选地，所述热压成型为分段热压成型，第N段的温度NT＜(N-1)T，第N段的压力NP＞(N-1)P，所述N为大于等于2的整数；
更优选地，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT2为100～300℃，所述NP与(N-1)P压力差ΔP1为0.05～0.3MPa。
5.根据权利要求1或3所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述热压成型的条件包括：温度为玻璃粘度在103.7Pa·s～106.0Pa·s对应的温度，压力为0～5MPa，时间为30～600s；
优选地，所述热压成型为分段热压成型，第N段的温度NT＜(N-1)T，第N段的压力NP＞(N-1)P，所述N为大于等于2的整数；
更优选地，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT3为100～450℃，所述NP与(N-1)P压力差ΔP2为0.02～0.5MPa。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述退火的条件包括：温度为200～750℃，时间为200～1200s；
优选地，所述退火为分段退火，第N段的温度NT＜(N-1)T，所述N为大于等于2的整数；
更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT4为50～200℃。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的不等厚曲面玻璃的热压成型方法，其特征在于，所述冷却的条件包括：温度为20～400℃，时间为200～1200s；
优选地，所述冷却为分段冷却，第N段的温度NT＜(N-1)T，所述N为大于等于2的整数；
更优选地，所述N为大于等于3的整数，所述(N-1)T与NT的温度差ΔT5为40～240℃。
8.权利要求1-7中任意一项所述的方法制得的不等厚曲面玻璃。
9.根据权利要求8所述的不等厚曲面玻璃，其特征在于，所述侧壁与主体底面交接位置的两组弧度为10～175°。
10.权利要求8或9所述的不等厚曲面玻璃在制备显示终端领域中的应用。
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