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1、半钢化玻璃培训课件目录【本文由兰迪机器（LandGlass）编辑整理，转载请注明出处】一、半钢化玻璃概述 1.1半钢化玻璃定义 1.2半钢化玻璃加工设备 1.3钢化原理及半钢化工艺过程 1.3.1 物理半钢化 1.3.2 化学半钢化 1.4常见半钢化玻璃规格二、半钢化玻璃的特点及与钢化玻璃的对比 2.1半钢化玻璃特点 2.2半钢化玻璃与钢化玻璃对比三、半钢化玻璃的应用四、半钢化玻璃国家标准中对工艺和质量的要求一、半钢化玻璃概述1.1半钢化玻璃定义半钢化玻璃：经热处理工艺之后在玻璃表面形成压应力层，机械强度和耐热冲击强度得到提高，并具有特殊的碎片状态的玻璃。半钢化玻璃是在钢化玻璃基础上演变而来的
2、一个钢化玻璃品种，它的专业术语叫热增强玻璃。图1（半钢化玻璃）讲述内容：定义中几个值得关注的点： 热处理工艺：半钢化玻璃的热处理工艺和钢化玻璃的工艺类似，即玻璃加热到低于软化温度后，进行均匀的快速冷却，包括玻璃的加热和淬冷。根据平板玻璃加热应力公式，只要用较低的冷却速率来冷却玻璃，就可以适当控制玻璃的永久热应力在一个要求的范围内。一般挡玻璃钢化应力在2460MPa之间时， 玻璃表面形成压应力层：玻璃外部因迅速冷却而固化，而内部因固化慢而继续收缩，使 玻璃表面产生压应力，内部产生张应力。 机械强度和耐热冲击强度得到提高：抗冲击强度是普通退火玻璃的23倍，耐温差变化100摄氏度。 特殊的碎片状态：
3、半钢化玻璃在冲击破碎后裂纹会从一个边到另一个边。具体的破裂图案要求会在后面的半钢化玻璃GB/T17841-2008中有详细描述。1.2半钢化玻璃加工设备（钢化炉）钢化设备（钢化炉，glass tempering furnace)是用物理或化学的方法生产钢化玻璃的设备，包括物理方式玻璃钢化设备和化学方式玻璃钢化设备两种。 图2（物理钢化炉）图3（化学钢化炉）讲述内容：钢化设备（钢化炉，glass tempering furnace)是用物理或化学的方法生产钢化玻璃的设备，包括物理方式玻璃钢化设备和化学方式玻璃钢化设备两种。兰迪机器生产的是物理钢化炉，主要有平钢化炉、弯钢化炉、连续式钢化炉、平弯双
4、向钢化炉等钢化炉，是一种水平辊道式玻璃连续钢化炉机组设备，由控制室、放片段、控制室、加热段、风机辅助设备、冷却钢化段和取片段等六部分组成。具体介绍请参考兰迪钢化炉介绍PPT。1.3钢化原理钢化原理包括物理钢化原理和化学钢化原理。1.3.1物理钢化采用将玻璃加热，然后冷却的方法，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的方法称为物理钢化法，也称为热钢化法或风钢化法。图4讲述内容：物理钢化原理：物理钢化的原理就是形成永久应力的过程玻璃在加热炉内按一定升温速度加热到低于软化温度，然后将此玻璃迅速送入冷却装置，用低温高速气流进行淬冷，玻璃外层首先收缩硬化，由于玻璃的导热系数小，这时内部仍处于高温状态，待到玻璃内
5、部叶开始硬化时，已硬化的外层将阻止内层的收缩，从而使先硬化的外层产生压应力，后硬化的内层产生张应力。由于玻璃表面层存在压应力，当外力作用于该表面时，首先必须抵消这部分压应力，这就大大提高玻璃的机械强度，经过这样物理处理的玻璃制品就是半钢化玻璃。物理钢化法的生产工艺流程：原板的切裁磨边洗涤干燥检验吊挂玻璃板钢化加热板热弯成型平 板风冷风冷弯钢化平钢化检验入库图5讲述内容：因为钢化玻璃表面已经生成固定的应力平衡，所以玻璃切割，磨边，打孔等操作，要放在钢化前进行，整个过程是切割-打孔-磨边-清洗-干燥-检查-进炉钢化-下片检测-入库这几个过程。冷却介质的对流传热速率 玻璃钢化度与淬火温度、传热速度关
6、系玻璃钢化度与风压、喷嘴与玻璃间距关系图6讲述内容：我们看这2个图了解一下玻璃钢化度与淬火温度、传热速率的关系。另外我们也看一下玻璃钢化度与风压、玻璃间距的关系。半钢化玻璃的淬冷和冷却曲线图7讲述内容：半钢化玻璃冷却时所需的风压远远小于钢化玻璃。半钢化工艺的关键问题在于如何在玻璃中构建足够低的应力值，图7是一个半钢化工艺的标准冷却风压曲线。这一部分对于半钢化玻璃生产时最最重要的部分。冷却开始时处于一个较低的压力P0，当玻璃完全处于冷却段部分，根据玻璃厚度选择合适的淬冷风压，风压只在短时间内增加到P1，以控制玻璃的钢化应力在要求的范围内。钢化段完成后，为了减少玻璃表面和玻璃中间层之间的温差，而使
7、压力下降到P2。风压和加压持续时间都是根据工艺设置而自动控制的，当玻璃中间的温度降至地域低于转变范围，可以再次增加风压到P4，这样能够使玻璃板快速冷却降温，而不会影响钢化应力。钢化压力和冷却压力的时间控制1. 在玻璃进入冷却风栅前，钢化压力设为P0。2. 当玻璃完全进入冷却风栅时，例如当玻璃的后端位于冷却风栅的辊道上时，压力应设为P1，且使压力保持在P1，持续T1s。3. 在时间T1后，压力应设为P2，并持续T2s。4. 在时间T2后，压力应逐渐增强至P4，增压的过程为T3s。5. 在时间T3后，压力应设为P4，并持续T4s。6. 在时间T4结束时，玻璃将被送至下片台。全钢化玻璃是一个平滑的曲
8、线，二半钢化玻璃是一个有弯曲变化的曲线。常用半钢化玻璃工艺参数3mm4mm5mm6mm8mm10mm12mmP0(Pa)3002001505010020P1(Pa)30020015050105020P2(Pa)300200150501000P4(Pa)1200120012001200120012001200T1（s）20202035701020T2（s）2020253570220250T3（s）30355050506060T4（s）606075100150185250讲述内容：12mm以上厚度的玻璃加热完成后，即使采用自然冷却，冷却后形成的表面应力也会超过半钢化标准的要求，所以，一般情况下半钢
9、化玻璃的厚度总小于12mm。图7是一个标准的半钢化工艺冷却曲线，有时为了简便，也可以直接设置成钢化-冷却两段式曲线。这张表就是常用半钢化玻璃工艺参数。1.3.2化学钢化用化学方法改变表面组分，以增加玻璃的机械强度和热稳定性的方法称为化学钢化法，又称为离子交换法。化学钢化：玻璃是非晶态固体物质，一般硅酸盐玻璃是由SiO键形成的网络和进入网络中的碱金属、碱土金属等离子构成。此网络是由含氧离子的多面体（三面体或四面体）构成的，其中心被Si4+、Al3+或P5+离子所占据。其中碱金属离子较活泼，很易从玻璃内部析出。离子交换法就是基于碱金属离子自然扩散和相互扩散，以改变玻璃表面层的成分，从而形成表面压应
10、力层。讲述内容：化学钢化玻璃得以提高机械强度和热稳定性的原因：将玻璃浸入熔融的硝酸钾盐液内，玻璃与盐液便发生离子交换，玻璃表面附近的某些碱金属离子通过扩散而浸入熔盐内，它们的空位由熔盐的碱金属离子占据，结果改变了玻璃表面层的化学成分，降低了它的热膨胀系数，从而形成10200m的表面压应力层。由于玻璃里存在这种表面压应力层，当外力作用于此表面时，首先必须抵消这部分压应力，这样就提高了玻璃的机械强度；由于降低了玻璃的热膨胀系数，从而提高了其热稳定性。化学钢化适用于对薄玻璃、要求精度高或形状复杂的玻璃进行钢化，其产品大都用于眼镜、航空玻璃、电子用基板玻璃等特殊用途。但是，化学钢化产品寿命较短，一般为
11、3年以下，而物理钢化产品寿命超过30年；微粒钢化玻璃工艺可生产强度高、无应力斑纹的优质薄钢化玻璃，但会影响玻璃的表面质量；液体钢化玻璃工艺适用于小规格薄玻璃及超薄玻璃的钢化。化学钢化法并不适用于大批量半钢化玻璃的生产所以在这里我们就只简单介绍一下化学钢化的工艺流程和热处理变化的关系。化学钢化玻璃的工艺流程原片检验切裁磨边洗涤干燥离子交换高温冷却检 验低温预热高温预热中温冷却低温冷却清晰干燥包装入库 图8讲述内容：因为钢化玻璃表面已经生成固定的应力平衡，所以玻璃切割，磨边，打孔等操作，要放在钢化前进行，整个过程是切割-打孔-磨边-清洗-干燥-预热-离子交换-冷却-清洗干燥-下片检测-入库这几个过
12、程。热处理时间与温度的影响 热处理时间与温度的关系图9讲述内容：图9是化学钢化法热处理时间与温度的关系图1.4常见半钢化玻璃规格平面半钢化玻璃和曲面半钢化玻璃平面钢化玻璃:平面钢化玻璃厚度有3、4、5、6、8、10、12七种；曲面钢化玻璃厚度也有3、4、5、6、8、10、12八种。平面钢化玻璃的规格：最大尺寸：2440 5480mm部分厂家可生产3000 8000mm最小尺寸：200 200mm曲面钢化玻璃:曲面钢化玻璃的规格：最大尺寸：2440 4500mm最小弯曲半径：880mm（56mm 厚）1000mm（812mm 厚）1500mm（1519mm 厚）注意，曲面(即弯钢化)钢化玻璃对每
13、种厚度都有个最大的弧度限制，具体参数以供应商提供的为准。二、半钢化玻璃的特点及与钢化玻璃的对比2.1 半钢化玻璃的特点优点：强度：半钢化玻璃的强度是退火玻璃的2倍以上。安全性：破裂时碎片呈放射状，每一碎片都延伸到边缘，不易脱落，较安全，但不属于安全玻璃。挠度：半钢化玻璃的扰度比钢化玻璃小，比退火玻璃大。热稳定性：热稳定性也明显地比退火玻璃好，能经受的温差约75C。平整度：介于普通玻璃和钢化玻璃之间，略差于退火玻璃，因此平整度良好另外，半钢化玻璃不易自爆缺点：不属于安全玻璃2.2钢化玻璃与半钢化玻璃的比较安全性：钢化玻璃破碎时，整片玻璃碎成小颗粒状态，这样在人体接触到碎玻璃，或者从高层建筑坠落时
14、，都不会给人带来严重的伤害。而半钢化玻璃在破碎时，整片玻璃的裂纹从受力点开始扩展到边缘，呈放射性状态，并且绝大部分玻璃仍保留在框架内。半钢化玻璃如果从建筑物上坠落下来，也会像普通玻璃一样给人带来极严重的伤害。 强度：半钢化玻璃的强度是浮法退火玻璃的2倍多，而钢化玻璃的强度是浮法退火玻璃的4倍及以上。热稳定性：半钢化玻璃的热稳定性比原退火玻璃提高一倍。但低于钢化玻璃。再加工性：半钢化玻璃与钢化玻璃一样也具有不可再加工性，当进行再加工时，玻璃都会破裂。自爆性：钢化玻璃如含有硫化镍杂质或钢化过度等原因而具有自爆性，而半钢化玻璃容易避免自爆现象。平整度：半钢化玻璃的弓形和波形变形比钢化玻璃小，这种较好
15、的平整度，有利于再加工为半钢化镀膜玻璃或半钢化夹层玻璃。三、半钢化玻璃的应用 建筑业方面的应用 建筑物的门、窗、建筑构件及许多方面。 交通设备及工程机械方面的应用 轿车、飞机、机动车、船等的挡风玻璃。 化工方面的应用 在化工产品乳胶海绵、有机玻璃等生产上用作磨具。 保护屏及观察窗口方面的应用 电视机前的屏幕、测试仪表、加热炉、烤箱及工业炉的观察窗等。 电子、仪表行业（手机、MP3、MP4、钟表等多种数码产品） 特种行业（军工用玻璃） 其他方面的应用 耐冲击性：博物馆、展厅、橱窗、商业柜台等。 热稳定性：茶几、餐桌、写字台等。四、半钢化玻璃国家标准中对工艺和质量的要求GB/T 17841-2008中对半钢化玻璃的技术及质量要求图10边长允许误差标准图11对角线允许误差标准图12孔径及允许误差标准图13外观质量标准图14”小岛”和颗粒碎片示意图碎片状态放行条款1碎片至少有一边延伸到非检查区域。2当有碎片的任何一边不能延伸到非检查区域时，此类碎片归类为“小岛”碎片和“颗粒”碎片。上述碎片应满足如下要求: a) 不应有 3个及 3个以上“小岛”碎片。 b) 所有“小岛”碎片和“颗粒”碎片，总面积之和不应超过 500 cm2参考标准：GB/T 17841-2008