提高日用玻璃陶瓷規(guī)整度和表面光滑度的處理方法

詹奕純

摘 要：本文針對(duì)日用玻璃陶瓷成型后，制品存在不規(guī)整和表面不夠光滑現(xiàn)象，通過采用火焰拋光、制品加熱整形，以及相關(guān)設(shè)備和相關(guān)方法的研究，為提高制品規(guī)整度和表面光滑度提供了一種新的方法和思路，對(duì)于提高日用玻璃陶瓷的質(zhì)量、降低不合格品率，具有一定的意義。

關(guān)鍵詞：日用玻璃陶瓷；規(guī)整；表面光滑

1 前言

日用玻璃陶瓷有別于日用陶瓷和常規(guī)的日用玻璃制品。在GB/T30771《日用玻璃陶瓷》標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)玻璃陶瓷的定義為“由結(jié)晶相和玻璃相構(gòu)成的一類陶瓷復(fù)合材料，一般通過對(duì)玻璃進(jìn)行適當(dāng)加熱處理以使玻璃體內(nèi)產(chǎn)生足量結(jié)晶相而獲得”。對(duì)日用玻璃陶瓷的定義為“供日常使用的玻璃陶瓷制品”[1]。

日用玻璃陶瓷的外觀、器型、用途與日用陶瓷相近，但材質(zhì)與日用陶瓷不同，生產(chǎn)工藝也不同。日用玻璃陶瓷是通過對(duì)復(fù)合材料的高溫熔煉、熱壓成型（部分器型采用離心甩制成型），對(duì)經(jīng)成型制品進(jìn)行熱處理使制品體內(nèi)產(chǎn)生足量的結(jié)晶相，從而使制品的抗熱震性和強(qiáng)度提高。由于經(jīng)熱成型的制品易于存在變型和邊口處毛刺等缺陷，影響制品的合格率。通過冷修磨方式，可以消除制品表面的一些缺陷，但效果不夠理想，無法消除變型和表面微小裂紋。

由于日用玻璃陶瓷是由結(jié)晶相和玻璃相構(gòu)成，采用熱處理方法，必須考慮到晶相變化對(duì)制品質(zhì)量的影響，因此，對(duì)制品規(guī)整度和光滑度的處理，必須采用局部的、針對(duì)性的、精準(zhǔn)的和可控制的溫度處理方法，同時(shí)配套相應(yīng)的設(shè)備，設(shè)定方法步驟，使處理方法有效（本處理方法已申報(bào)專利）。

2 研究內(nèi)容

本項(xiàng)研究是針對(duì)采用常規(guī)生產(chǎn)方法，將原料熔煉1400～1420℃，形成玻璃漿，將玻璃漿計(jì)量投入裝在壓力機(jī)上的鋼模中，經(jīng)加壓成型所形成的日用玻璃陶瓷半成品，或經(jīng)離心甩制成型的半成品。

2.1 火焰拋光和定型裝置

制作火焰拋光和定型裝置見圖1

2.2 制品火焰拋光處理

將半成品制品放置于火焰拋光裝置內(nèi)進(jìn)行處理；火焰拋光裝置內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)盤、石墨公模和兩個(gè)燃燒噴頭，轉(zhuǎn)動(dòng)盤上設(shè)有托模，其中1號(hào)燃燒噴頭的噴火孔設(shè)在外圍，2號(hào)燃燒噴頭的噴火孔設(shè)在中間，石墨公模外表與制品內(nèi)腔的外表形狀相同。

將半成品制品放置于轉(zhuǎn)動(dòng)盤的托模中；啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)托模和制品轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為52～56轉(zhuǎn)/ min；然后將轉(zhuǎn)動(dòng)盤先移至1號(hào)燃燒噴頭下面，1號(hào)燃燒噴頭下端的噴火孔噴出火焰、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的制品的邊口部位進(jìn)行火焰拋光，將制品邊口處的毛刺及粗糙物熔融，使制品邊口處光滑，火焰拋光時(shí)間約2 s；轉(zhuǎn)動(dòng)盤再將制品從1號(hào)燃燒噴頭下面移至2號(hào)燃燒噴頭下面，2號(hào)燃燒噴頭下端的噴火孔噴出火焰，對(duì)制品內(nèi)腔表面進(jìn)行火焰拋光，基本消除制品表面的微小裂紋，并使制品內(nèi)腔表面光滑，火焰拋光時(shí)間約2 s。至此，完成火焰拋光處理過程；

以上火焰拋光的溫度為940～960℃。

2.3 制品整形

制品完成火焰拋光處理后，于2 s內(nèi)隨轉(zhuǎn)動(dòng)盤移動(dòng)，自2號(hào)燃燒噴頭下面移至石墨公模下面；轉(zhuǎn)動(dòng)盤及制品停止轉(zhuǎn)動(dòng)，石墨公模下降進(jìn)入制品內(nèi)腔，當(dāng)石墨公模的外表與制品內(nèi)腔的外表相互壓合時(shí)，石墨公模停止下降并靜止1 s后回升至原位。

2.4 退火處理

退火處理是日用玻璃陶瓷生產(chǎn)的一道工藝。制品經(jīng)整形后，采用常規(guī)退火處理方式，在退火爐內(nèi)的550～560℃溫度中處理約1 h，消除制品的內(nèi)應(yīng)力。

3 工藝變化對(duì)制品的影響

經(jīng)本文上述方法的處理，日用玻璃陶瓷制品表面光滑，產(chǎn)品表面的微小裂紋基本消除，邊口處的毛刺和粗糙面消除，而且表面變?yōu)槠交破吠庥^達(dá)到規(guī)整和不變形，制品質(zhì)量符合GB/T30771《日用玻璃陶瓷》標(biāo)準(zhǔn)要求。在試驗(yàn)中，有意識(shí)地改變工藝，產(chǎn)生以下結(jié)果：

（1）火焰拋光溫度下降為800℃

經(jīng)拋光制品的表面光滑度差，制品邊口不夠光滑，制品表面存在較多的微小裂紋。

（2）火焰拋光溫度提升至1150℃

經(jīng)火焰拋光的制品輕微變形，制品邊口處嚴(yán)重變形。

（3）只采用1個(gè)燃燒噴頭

不采用1和2號(hào)兩個(gè)燃燒噴頭，只采用一個(gè)燃燒噴頭，火焰無法分別針對(duì)制品和內(nèi)腔的單獨(dú)處理，導(dǎo)致制品內(nèi)腔和邊口的光滑度都不夠理想。

（4）不采用石墨公模進(jìn)行整形

不采用石墨公模進(jìn)行整形，制品表面的變形無法消除，如果采用鋼質(zhì)公模代替石墨公模，制品在整形中表面的光滑度被破壞，因?yàn)殇撃?duì)含有一定溫度的制品外表產(chǎn)生磨損。

（5）火焰加熱后至整形間的時(shí)間延長

火焰拋光后，制品從2號(hào)燃燒噴頭下面移至石墨公模下面的時(shí)間延長至10 s，制品溫度下降，制品的可塑性下降，制品強(qiáng)行整形中導(dǎo)致制品開裂。

4 結(jié)論

（1）日用玻璃陶瓷的變形和表面缺陷可以通過火焰拋光和熱整形方法得到基本消除。

（2）加熱拋光應(yīng)該是局部地、針對(duì)性地、精準(zhǔn)地和可控制的。

（3）火焰拋光的溫度為940～960℃較為適宜，時(shí)間為2 s較為適宜。

（4）制品的邊口和內(nèi)腔的火焰處理最好分別進(jìn)行，但兩者必須連續(xù)進(jìn)行。

（5）對(duì)制品的整形最好采用石墨公模，整形應(yīng)在制品經(jīng)火焰拋光后溫度未有較大下降前進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 30771—2014日用玻璃陶瓷[s].2014.