|
Читайте также: |
Листовое стекло, полученное методами вытягивания и проката, имеет различного рода пороки поверхности (волнистость, полосность, рифление и т.п.) и неточную геометрическую форму (разнотолщинность, кривизну и др.). Эти пороки устраняют путем механической обработки стекла - шлифовки и полировки.
Полированное стекло широко применяют в народном хозяйстве. Его используют для остекления самолетов и автомашин, витрин, для изготовления зеркал различного назначения, в химической промышленности приборостроении, радиотехнической и других отраслях промышленности.
Шлифовка
Сущность процесса шлифовки заключается в том, что зерна абразивного материала под давлением шлифовальника внедряются в стекло, создавая на его поверхности надрезы и трещины. В результате взаимодействия влаги со «свежей» (вновь получившейся) поверхностью стекла в надрезах и трещинах образуются продукты гидролиза, объем которых значительно больше объема стекла. Поэтому эти вещества как бы расклинивают стекло по линиям трещин, в результате чего получаются выколки. Множество выколок и образует шероховатую матовую поверхность, характерную для шлифованного стекла. Под верхним, так называемым рельефным, слоем выколок лежит трещиноватый слой, образованный трещинами, идущими в глубь стекла после их пересечения. Трещиноватый слой обычно имеет толщину, в 3,7 – 4 раза превышающую глубину выколок рельефного слоя.
Для получения полированной поверхности необходимо снять слой, приблизительно в 2,5 – 3 раза превышающий глубину выколок шлифованной поверхности, но я при этом отдельные глубокие трещинки останутся. Если требуется особо высокое качество полированной поверхности, то снимают еще больший слой стекла до полного удаления поврежденного слоя.
Стекло шлифуют в две стадии. На первой стадии стеклу придают геометрически правильную форму, удаляя неровности поверхности; последующая шлифовка улучшает микрогеометрию поверхности и создает тонкую матовость. Первую стадию называют обдиркой, или грубой шлифовкой, вторую — тонкой шлифовкой.
В зависимости от режима шлифовки можно получить различную глубину выколок и соответственно трещиноватого слоя. На стадии грубой шлифовки надо снять максимальное количество стекла в единицу времени, так как это повышает производительность процесса шлифовки. На стадии тонкой шлифовки важно создать поверхность с минимальной глубиной выколок, так как при полировке для получения чистой я блестящей поверхности надо снять рельефный и большую часть трещиноватого слоя. Увеличение толщины слоя, который следует удалять, намного удлиняет время полировки. В соответствии с этими требованиями стекло обрабатывают крупной фракцией абразива, затем постепенно переходят к все более мелким фракциям.
Величина зерна первой фракции определяется состоянием поверхности стекла и толщиной слоя, который нужно снять для получения полированного стекла заданной толщины.
Основные технологические факторы, определяющие производительность процесса шлифовки, — это природа абразива, его крупность и количество, подаваемое на станок в единицу времени, плотность абразивной суспензии, удельное давление, скорость вращения шлифовальника, а также материал, из которого он выполнен.
В качестве абразивов чаще всего применяют песок, электрокорунд, естественный корунд и карборунд.
Основными свойствами абразивов, влияющими на процесс шлифовки, являются их прочность, твердость и способность образовывать при дроблении остроугольные осколки. Чем выше прочность и твердость абразива, тем больше сошлифовывается стекла в единицу времени.
Чем крупнее зерно шлифовального порошка, тем глубже выколки или, как их часто называют, каверны. У хорошо отшлифованного стекла глубина каверн должна составлять не более 3 - 3,5 мк. При особо тщательном ведении процесса глубина выколок может достигать 2 - 2,5 мк.
Плотность абразивной суспензии, выражающая по существу соотношение воды и абразива, или, как принято обозначать, отношение Ж: Т (жидкой фазы к твердой фазе), сильно влияет на производительность процесса шлифовки. Для каждого абразива в зависимости от крупности зерен существует свое оптимальное отношение Ж: Т, которое колеблется от 4: 1 до 10: 1.
Кроме того, плотность суспензии существенно отражается и на качестве шлифованной поверхности. При малой плотности суспензии, так же как и при слишком большой, на стекле появляются царапины. Если мало воды и много абразива, то ухудшаются условия распределения зерен под шлифовальником. Если мало абразива, давление шлифовальника, передаваемое на каждое зерно, возрастает и зерно как бы заклинивается, царапая стекло.
При выборе материала шлифовальника учитывают его твердость и износоустойчивость. Повышение твердости шлифовальника увеличивает производительность процесса шлифовки. Косвенно на производительность влияет и износоустойчивость шлифовальника, так как от его веса зависит давление. Поэтому чем шлифовальник износоустойчивее, тем дольше будет сохраняться оптимальное давление.
Производительность процесса шлифовки очень сильно зависит от качества исходного сырого стекла. Чем больше неровностей на его поверхности и чем менее точны его геометрические размеры, тем больший слой стекла снимают при обработке. Это не только замедляет процесс, но и ухудшает качество полированного стекла, так как оно обрабатывается недостаточно равномерно по всей площади листа. Поэтому чем дольше стекло обрабатывают на станке, тем хуже его «оптика».
Полировка
В процессе полировки сглаживаются микронеровности шлифованного стекла и ему придаются прозрачность и блеск.
При полировке на поверхности стекла под действием влаги образуется тончайшая пленка геля кремневой кислоты, которая срывается полировальнником. Зерна полирующего материала с одной стороны адсорбируются пленкой кремнекислоты, а с другой стороны плотно пристают к поверхности полировальника. При движении полировальника пленка срывается, обнажая свежую поверхность стекла, на которой вновь образуется пленка. Процесс продолжается до тех пор, пока стекло не станет совершенно прозрачным.
Производительность процесса полировки зависит в первую очередь от качества шлифованной поверхности, т.е. от глубины выколок и равномерности обработки всей площади листа. Кроме того, большое влияние оказывают природа и полирующая способность материала, его количество, подаваемое в единицу времени, плотность и кислотность полирующей суспензии, давление, скорость вращения и конструкция полировальника, а также температура, развиваемая в процессе полировки.
В качестве полирующих материалов используют крокус (красный порошок окиси железа), котрельную пыль и полирит - материал, содержащий окись церия и другие редкоземельные элементы.
Полирующие материалы сравнивают по их полирующей способности, которая характеризуется весом стекла (в мг), удаляемого при полировке в стандартных условиях за определенный промежуток времени.
К полирующему материалу предъявляют следующие требования: его зерна должны иметь пластинчатую форму, определенный зерновой состав и твердость, тогда они будут хорошо удерживаться на поверхности полировальника.
Процесс полировки следует вести при повышенной температуре - около 60 - 70° С. Дальнейшее увеличение температуры не влияет на скорость полировки, а часто вызывает бой стекла от перегрева. Если температура поверхности стекла ниже 60° С, производительность полировки резко уменьшается.
Оборудование для шлифовки и полировки
Основную массу полированного стекла обрабатывают на конвейерах шлифовки и полировки, представляющих собой мощные высокопроизводительные поточные линии.
Кроме того, стекло шлифуют и полируют на индивидуальных станках различных конструкций. Так как станки эти малопроизводительны и малоэкономичны, то на них обрабатывают специальные виды тонкого полированного стекла или крупногабаритных стекол, которые не могут быть уложены на столы конвейера.
Существуют индивидуальные станки двух основных типов: с возвратно-поступательным движением прямоугольного стола и с вращающимися круглыми столами (ротационные).
- конвейеры для шлифовки и полировки
Наиболее современным и прогрессивным является конвейерный способ обработки стекла. При такой обработке все операции механизированы и многие из них автоматизированы, что позволяет строго выдерживать стабильность технологического процесса. Конвейеры для шлифовки и полировки имеют высокую производительность и позволяют выпускать полированное стекло хорошего качества.
Все конвейеры можно разделить на две группы: с цикличным и непрерывным выпуском продукции.
У конвейеров с цикличным выпуском полированного стекла станки могут быть расположены в одну или две линии. У конвейеров этого типа вначале шлифуют и полируют одну сторону стекла, затем стекло переворачивают и на том же оборудовании обрабатывают вторую сторону. Таким образом, выпуск полированного и загрузка сырого стекла происходят периодически, циклично.
На конвейерах с непрерывным выпуском полированного стекла одновременно обрабатывают обе стороны листа. Такой процесс может быть осуществлен двумя принципиально различными способами.
По одному из них станки конвейера располагают в две линии, причем на каждой линии установлены шлифовальные и полировальные станки. Стекло после полировки первой стороны переворачивают и передают на вторую линию конвейера, т. е. принцип обработки остается односторонним, а непрерывность выдачи полированного стекла с конвейера достигается только за счет расположения и установки соответствующего количества станков.
Вариантом этого способа является расположение станков в четыре линии —две шлифовальные и две полировальные. Такие конвейеры не имеют преимуществ по сравнению с двухлинейными. Узел передачи столов с одной линии на другую имеет сложную конструкцию, поэтому эти конвейеры не получили широкого распространения.
При другом способе непрерывной обработки на конвейере одновременно шлифуют обе стороны листа стекла. Стекло после прокатной машины и отжига в виде непрерывной ленты поступает под шлифовальные станки, расположенные парами: один обрабатывает верхнюю сторону стекла, другой- нижнюю. В конце шлифовальной линии от ленты стекла отрезаются листы заданного размера. Полируют стекла на конвейере обычного типа с двумя линиями станков.
Способ огневой полировки
Появился новый прогрессивный способ получения листового стекла с качеством поверхности, соответствующим полированной, но без механической обработки. Это так называемый способ огневой полировки (плавающей ленты).
Сущность этого процесса заключается в следующем. Стекломасса из ванной печи поступает в узкий и мелкий лоток сливается из него в рабочую ванну с расплавленным оловом. Растекаясь по поверхности олова, она образует слой равновесной толщины (около 7 мм), из которого затем оттягивается плоская лента. При формовании ленты стекла ее нижняя поверхность полируется за счет контакта с расплавленным металлом, а верхняя - за счет естественной огневой полировки (как у любого литого стеклянного изделия). Так как стекломасса свободно растекается по гладкой поверхности не смачивающего ее расплава олова, в ленте стекла почти отсутствует разнотолщинность.
В начале ванны поддерживается температура 900 - 10000С. Проходя вдоль ванны, стекломасса постепенно охлаждается до 600 – 6500С, а затем лента поступает в печь отжига, по выходе из которой она разрезается на листы.
Рабочая ванна представляет собой мощную электропечь, в бассейне которой находится расплавленное олово, а в верхней части расположены электрические нагреватели. Для того чтобы поверхность металла не окислялась, пространство ванны над лентой стекла заполнено защитной атмосферой - смесью азота и водорода, в которой допускаются лишь следы кислорода. Защитная атмосфера создается на специальной станции получения, очистки и смещения газов.
Во избежание подсосов воздуха в газовом пространстве рабочей ванны поддерживается положительное давление, а огнеупорная кладка бассейна, стен и свода выполнена герметичной и заключена в металлический кожух.
В связи с большой скоростью движения ленты стекла ванна представляет собой крупное сооружение. На ее заполнение требуется примерно 120 т слова.
В связи с тем, что на нижней поверхности стекла, соприкасающейся с расплавленным оловом, могут все же появиться некоторые дефекты (от диффузии олова, от незначительного его окисления и т. п.), в комплект оборудования входит также и установка для подполировки одной стороны стекла.
Метод плавающей ленты позволяет получать и более тонкое стекло - толщиной 3 и 2 мм. Скорость движения ленты при выработке 3-миллиметрового стекла более 500 м/ч. Производительность современных установок до 700 т стекла в сутки.
Установки для получения листового стекла по методу плавающей ленты успешно конкурируют с конвейерами шлифовки и полировки стекла.
Дата добавления: 2015-09-10; просмотров: 151 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |