玻璃加工

玻璃的加工

成形后的玻璃制品，除了極少數(shù)（如瓶罐等）能直接符合要求外，大多還需進(jìn)行加工，以得到符合要求的制品；某些平板玻璃在進(jìn)行工藝加工前，還需對(duì)玻璃原片進(jìn)行加工處理。加工可以改善玻璃的外觀和表面性質(zhì)，還可進(jìn)行裝飾。

玻璃的冷加工 

玻璃的冷加工又稱機(jī)械加工，在常溫下，通過機(jī)械方法來(lái)改變玻璃及玻璃制品的外形和表面狀態(tài)的過程，稱為冷（機(jī)械）加工。冷（機(jī)械）加工的基本方法有：研磨與拋光、切割、 磨砂、噴砂、刻花、砂雕、鉆孔和切削等。

研磨與拋光 

玻璃的研磨與拋光是將不平整玻璃表面進(jìn)行加工，成為平整而光潔的表面；或者是將玻 璃毛坯制品的形狀、尺寸經(jīng)研磨和拋光，達(dá)到規(guī)定的形狀和尺寸要求，而且表面又很光潔的 冷加工方法。目前玻璃的研磨和拋光，使用最多的是光學(xué)玻璃和眼鏡片的加工；特殊情況下 使用的壓延法夾絲平板玻璃需要研磨與拋光；微晶玻璃基片和某些方法生產(chǎn)的超薄玻璃基片 等也需要研磨和拋光。玻璃的研磨分粗磨和細(xì)磨，粗磨是用粗磨料將玻璃表面或制品表面粗糙不平或成形時(shí)余 留部分的玻璃磨去，有磨削作用，使制品具有需要的形狀和尺寸，或平整的面。開始用粗磨 料研磨，  效率高，但玻璃表面留下凹陷坑和裂紋層，需要用細(xì)磨料進(jìn)行細(xì)磨，直至玻璃表面  的毛面狀態(tài)變得較細(xì)致，再用拋光材料進(jìn)行拋光，使毛面玻璃表面變成透明、光滑的表面， 并具有光澤。研磨、拋光是兩個(gè)不同的工序，這兩個(gè)工序合起來(lái)，稱為磨光。經(jīng)研磨、拋光 后的玻璃，稱磨光玻璃。

玻璃研磨與拋光的機(jī)理 

多年來(lái)，機(jī)械研磨、拋光機(jī)理，各國(guó)學(xué)者研究的很多，共存的見解歸納起來(lái)，有三類不 同的理論：磨削作用論；流動(dòng)層論；化學(xué)作用論。  磨削作用論：對(duì)于研磨，較多學(xué)者認(rèn)為以磨削開始。1665年虎克提出研磨是用磨料將玻 璃磨削到一定的形狀，拋光是研磨的延伸；從而使玻璃表面光滑，純粹是機(jī)械作用。這一 認(rèn)識(shí)延續(xù)至十九世紀(jì)末。  流動(dòng)層論：以英國(guó)學(xué)者雷萊、培比為代表，認(rèn)為玻璃拋光時(shí)，表面有一定的流動(dòng)性，也稱可塑層?？伤軐拥牧鲃?dòng)，把毛面的研磨玻璃表面填平。  化學(xué)作用論：英國(guó)的普萊斯頓和蘇聯(lián)的格列賓?？品?，先后提出在玻璃的磨光過程中， 不僅僅是機(jī)械作用，而且存在著物理、化學(xué)的作用，是以上三種或其中兩種理論的綜合。

(1) 玻璃的研磨機(jī)理 

玻璃的研磨過程，首先是磨盤與玻璃作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，自由磨料在磨盤負(fù)載下對(duì)玻璃表面進(jìn) 行劃痕與剝離的機(jī)械作用，同時(shí)在玻璃上產(chǎn)生微裂紋。磨料所用的水既起著冷卻作用，同時(shí)又與玻璃的新生表面產(chǎn)生水解作用，生成硅膠，有利于剝離，具有一定的化學(xué)作用。如此重復(fù)進(jìn)行，玻璃表面就形成了一層凹陷的毛面，并帶有一定深度的裂紋層  

根據(jù)蘇聯(lián)學(xué)者卡恰洛夫研究，認(rèn)為凹陷層的平均深度h，決定于磨料的性質(zhì)與顆粒直徑， 其關(guān)系為：h=K1D        （16-1） 

式中K1――為不同磨料的研磨常數(shù)，見表16-1    

D――為磨料平均直徑  這時(shí)產(chǎn)生的裂紋層的平均深度f(wàn)與凹陷層的平均深度h的關(guān)系為f=2.3h                  (16-2）  

而最大裂紋層深度：F=3.7～4.0h           （16-3）

不同化學(xué)組成的玻璃，其物理、力學(xué)、化學(xué)等性能均有差異，這對(duì)研磨表面生成的凹陷層深度和裂紋層深度都有很大影響。表16-2為各種不同玻璃都用105～150微米的碳化硅磨料，在相同的研磨條件下，所得的凹陷層深度和裂紋層深度的比較。從表中看出，機(jī)械強(qiáng)度高的玻璃，凹陷層深度和裂紋層深度都比較小。

將原始毛坯玻璃研磨成精確的形狀或表面平整的制品，一般研磨的磨除量為0.2～1毫米，或者更多些。所以要用較粗的磨料，以提高效率。但由于粗顆粒使玻璃表面留下的凹陷層深度和裂紋層深度很大，不利于拋光。必須使研磨表面的凹陷層和裂紋層的深度盡可能減小所以要逐級(jí)降低磨料粒度，以使玻璃毛面盡量細(xì)些。一般最后一級(jí)研磨的玻璃毛面的凹陷層平均深度h為3～4微米，最大裂紋深度F為10～15微米。

影響玻璃研磨過程的主要工藝因素  

玻璃研磨過程中標(biāo)志研磨速度和研磨質(zhì)量的是磨除量(單位時(shí)間內(nèi)被磨除的玻璃數(shù)量)和研磨玻璃的凹陷層深度。磨除量大即研磨效率高，凹陷層深度小則研磨質(zhì)量好。工藝因素中某些只對(duì)其中一項(xiàng)有影響，也有對(duì)二項(xiàng)均有影響，但常常對(duì)一項(xiàng)有好的影響，而對(duì)另一項(xiàng)起相反的作用。各項(xiàng)工藝因素的影響分述如下。

(1)磨料性質(zhì)與粒度 

磨料的硬度大，通常研磨效率高，金剛砂和碳化硅的研磨效率都比石英砂高得多。但硬度大的磨料使研磨表面的凹陷深度較大，這從上面的公式（16-1）和表16-1 可以明顯看出。磨粒顆粒度大小與玻璃磨除量的關(guān)系見圖16-2，磨除量是隨粒度的增大而增加。根據(jù)公式16-1，研磨玻璃凹陷深度是隨粒度的增大而增加，即研磨質(zhì)量是隨粒度增大而變壞。為此，在研磨剛開始時(shí)，用較粗的粒度，提高研磨效率，以便在較短時(shí)間內(nèi)使玻璃制品達(dá)到合適的外形或表面平整。之后，用細(xì)磨料逐級(jí)研磨，以使研磨質(zhì)量逐步提高，最后達(dá)到拋光要求的表面質(zhì)量。

(2）磨料懸浮液的濃度和給料量 

磨料懸浮液一般由磨料加水制成懸浮液使用。水不僅使磨料分散、均勻分布于工作面，并帶走研磨下來(lái)的玻璃碎屑，冷卻摩擦產(chǎn)生的熱，以及促成玻璃表面水解成硅膠薄膜。所以水的加入量對(duì)研磨效率有一定影響。通常以測(cè)量懸浮液比重或計(jì)算懸浮液的液固比來(lái)表示懸浮液的濃度，各種粒度的磨料都有它最適宜的濃度，過大或過小，都影響研磨效率，如圖16-3所示。磨料濃度過小，還會(huì)使研磨表面造成傷痕。 

玻璃研磨液為水溶性合成型切削液﹐對(duì)各種玻璃鏡片、晶體材質(zhì)的切﹑磨尤為適用，主要使用于精磨。無(wú)氣味﹐不含有害物質(zhì)﹐具極佳之冷卻性和粉末沉降性能﹐能提供很高的表面光潔度及良好的抗菌性能﹐大大提高油品的使用壽命。

一、極佳的冷卻、潤(rùn)滑性能和一定的極壓性能，適用于磨削加工需要，能提高工件的表面精度與光潔度要求。

二、良好的洗滌性能，清洗粘附于工件上的廢屑?xì)堅(jiān)?，利于降低功率消耗，減少刀具及砂輪磨損有效延長(zhǎng)工具使用壽命，減少修磨和修整頻數(shù)，節(jié)能降耗。提升產(chǎn)能。  

三、良好的防銹性能，對(duì)機(jī)床設(shè)備、工件及刀具等有良好的防護(hù)作用。  

四、良好的加工可視性，切削區(qū)域能見度高，方便操作工人觀察切削加工狀態(tài)。  

五、儲(chǔ)存和使用壽命長(zhǎng)，保質(zhì)期：一年，在合理的維護(hù)下，平時(shí)只需少量添加，節(jié)約成本。

六、產(chǎn)品PH值為8.2±0.5，不具刺激性，利于保護(hù)操作者健康。

七、符合國(guó)家切削液環(huán)保要求，廢液處理簡(jiǎn)單，環(huán)保加工操作液。

玻璃研磨液產(chǎn)品使用：

1.用20-30倍自來(lái)水或去離子水稀釋原液即為工作液，或視加工難度及實(shí)際情況而定。

2.在使用過程中,清耗的工作液可按3-5﹪的濃度進(jìn)行補(bǔ)充。

3.本品勿與其它油品混用，因?yàn)橄到y(tǒng)中即使含有很少量已經(jīng)腐敗的殘液也會(huì)影響到新液的使用效果，稀釋時(shí)請(qǐng)將本產(chǎn)品在緩慢攪拌狀態(tài)下加入水中，不要反向?qū)⑺尤氲綕饪s液中。