提高日用玻璃陶瓷规整度和表面光滑度的处理方法

2022.10.14

詹奕纯

摘要：本文针对日用玻璃陶瓷成型后，制品存在不规整和表面不够光滑现象，通过采用火焰抛光、制品加热整形，以及相关设备和相关方法的研究，为提高制品规整度和表面光滑度提供了一种新的方法和思路，对于提高日用玻璃陶瓷的质量、降低不合格品率，具有一定的意义。

关键词：日用玻璃陶瓷；规整；表面光滑

1 前言

日用玻璃陶瓷有别于日用陶瓷和常规的日用玻璃制品。在GB/T30771《日用玻璃陶瓷》标准中，对玻璃陶瓷的定义为“由结晶相和玻璃相构成的一类陶瓷复合材料，一般通过对玻璃进行适当加热处理以使玻璃体内产生足量结晶相而获得”。对日用玻璃陶瓷的定义为“供日常使用的玻璃陶瓷制品”[1]。

日用玻璃陶瓷的外观、器型、用途与日用陶瓷相近，但材质与日用陶瓷不同，生产工艺也不同。日用玻璃陶瓷是通过对复合材料的高温熔炼、热压成型（部分器型采用离心甩制成型），对经成型制品进行热处理使制品体内产生足量的结晶相，从而使制品的抗热震性和强度提高。由于经热成型的制品易于存在变型和边口处毛刺等缺陷，影响制品的合格率。通过冷修磨方式，可以消除制品表面的一些缺陷，但效果不够理想，无法消除变型和表面微小裂纹。

由于日用玻璃陶瓷是由结晶相和玻璃相构成，采用热处理方法，必须考虑到晶相变化对制品质量的影响，因此，对制品规整度和光滑度的处理，必须采用局部的、针对性的、精准的和可控制的温度处理方法，同时配套相应的设备，设定方法步骤，使处理方法有效（本处理方法已申报专利）。

2 研究内容

本项研究是针对采用常规生产方法，将原料熔炼1400～1420℃，形成玻璃浆，将玻璃浆计量投入装在压力机上的钢模中，经加压成型所形成的日用玻璃陶瓷半成品，或经离心甩制成型的半成品。

2.1 火焰抛光和定型装置

制作火焰抛光和定型装置见图1

2.2 制品火焰抛光处理

将半成品制品放置于火焰抛光装置内进行处理；火焰抛光装置内设有转动盘、石墨公模和两个燃烧喷头，转动盘上设有托模，其中1号燃烧喷头的喷火孔设在外围，2号燃烧喷头的喷火孔设在中间，石墨公模外表与制品内腔的外表形状相同。

将半成品制品放置于转动盘的托模中；启动转动盘转动并带动托模和制品转动，转速为52～56转/ min；然后将转动盘先移至1号燃烧喷头下面，1号燃烧喷头下端的喷火孔喷出火焰、对转动的制品的边口部位进行火焰抛光，将制品边口处的毛刺及粗糙物熔融，使制品边口处光滑，火焰抛光时间约2 s；转动盘再将制品从1号燃烧喷头下面移至2号燃烧喷头下面，2号燃烧喷头下端的喷火孔喷出火焰，对制品内腔表面进行火焰抛光，基本消除制品表面的微小裂纹，并使制品内腔表面光滑，火焰抛光时间约2 s。至此，完成火焰抛光处理过程；

以上火焰抛光的温度为940～960℃。

2.3 制品整形

制品完成火焰抛光处理后，于2 s内随转动盘移动，自2号燃烧喷头下面移至石墨公模下面；转动盘及制品停止转动，石墨公模下降进入制品内腔，当石墨公模的外表与制品内腔的外表相互压合时，石墨公模停止下降并静止1 s后回升至原位。

2.4 退火处理

退火处理是日用玻璃陶瓷生产的一道工艺。制品经整形后，采用常规退火处理方式，在退火炉内的550～560℃温度中处理约1 h，消除制品的内应力。

3 工艺变化对制品的影响

经本文上述方法的处理，日用玻璃陶瓷制品表面光滑，产品表面的微小裂纹基本消除，边口处的毛刺和粗糙面消除，而且表面变为平滑，制品外观达到规整和不变形，制品质量符合GB/T30771《日用玻璃陶瓷》标准要求。在试验中，有意识地改变工艺，产生以下结果：

（1）火焰抛光温度下降为800℃

经抛光制品的表面光滑度差，制品边口不够光滑，制品表面存在较多的微小裂纹。

（2）火焰抛光温度提升至1150℃

经火焰抛光的制品轻微变形，制品边口处严重变形。

（3）只采用1个燃烧喷头

不采用1和2号两个燃烧喷头，只采用一个燃烧喷头，火焰无法分别针对制品和内腔的单独处理，导致制品内腔和边口的光滑度都不够理想。

（4）不采用石墨公模进行整形

不采用石墨公模进行整形，制品表面的变形无法消除，如果采用钢质公模代替石墨公模，制品在整形中表面的光滑度被破坏，因为钢模对含有一定温度的制品外表产生磨损。

（5）火焰加热后至整形间的时间延长

火焰抛光后，制品从2号燃烧喷头下面移至石墨公模下面的时间延长至10 s，制品温度下降，制品的可塑性下降，制品强行整形中导致制品开裂。

4 结论

（1）日用玻璃陶瓷的变形和表面缺陷可以通过火焰抛光和热整形方法得到基本消除。

（2）加热抛光应该是局部地、针对性地、精准地和可控制的。

（3）火焰抛光的温度为940～960℃较为适宜，时间为2 s较为适宜。

（4）制品的边口和内腔的火焰处理最好分别进行，但两者必须连续进行。

（5）对制品的整形最好采用石墨公模，整形应在制品经火焰抛光后温度未有较大下降前进行。

参考文献

[1]GB/T 30771—2014日用玻璃陶瓷[s].2014.