一种玻璃复合增强装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种玻璃复合增强装置及其方法，该装置包括包括依次连接的预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元；还包括分别与预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元连接的控制单元。本发明专利技术通过核化和晶化使玻璃基体中析出纳米尺度晶粒，实现弥散强化；通过离子交换单元，玻璃表面产生压应力，实现化学钢化增强。该装置及其方法有效解决了玻璃“弥散强化+化学钢化强化”复合增强的连续制备，可显著提升玻璃增强效率；同时，可根据玻璃品种，调整优化工艺参数，实现多品种玻璃复合增强。

【技术实现步骤摘要】
一种玻璃复合增强装置及其方法
本专利技术涉及玻璃加工
，特别是涉及一种玻璃复合增强装置及其方法。
技术介绍
玻璃增强方法主要有物理钢化、化学钢化和弥散强化，其中物理钢化和化学钢化是都是通过玻璃表面产生压应力而实现增强的，与物理钢化相比，化学钢化主要针对异形、小厚度(≤5mm)、大尺寸(≥1000×1000mm)玻璃制品，同时玻璃中必须含有一定量(≥3wt.％)的Li2O或Na2O，以便与大离子半径的K2O发生离子交换实现增强，为此，化学钢化玻璃被广泛用于建筑物幕墙、飞机和高铁风挡、防弹视窗和透明栈道等。随着工业装备水平和人民生活品质的提升，传统的化学钢化玻璃难以满足高端制造，如抗摔手机盖板、高端显示和新型防弹等，这对玻璃强度提出了更高要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，提供一种玻璃复合增强装置及其方法，所要解决的技术问题是打破目前玻璃弥散强化工艺和化学钢化强化工艺无法自动衔接弊端，开发“弥散强化+化学钢化强化”复合自动化装备，实现连续生产，提升玻璃增强效率。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种玻璃复合增强装置，包括依次连接的预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元；还包括分别与预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元连接的控制单元；所述预热单元包括第一传动导轨及预热炉；所述第一传动导轨位于预热炉的上方；所述弥散强化单元包括第二传动导轨、核化炉、晶化炉及冷却炉；所述第二传动导轨位于核化炉、晶化炉及冷却炉的上方；所述核化炉与预热炉通过隔离阀连接；所述晶化炉位于核化炉远离预热炉的一侧，并与核化炉通过隔离阀相连；所述冷却炉位于晶化炉远离核化炉的一侧，并与晶化炉通过隔离阀相连；所述离子交换单元包括第三传动导轨、耐热不锈钢熔盐槽及离子交换炉；所述耐热不锈钢熔盐槽内装有熔盐，且所述耐热不锈钢熔盐槽放置于离子交换炉内；所述后处理单元包括第四传动导轨、耐热不锈钢水槽、后处理炉、超声发生器及风机；所述耐热不锈钢水槽内装有去离子水，所述耐热不锈钢水槽放置于后处理炉中；所述超声发生器位于后处理炉的外侧，并呈对称分布；所述鼓风机固定于所述后处理炉内的顶壁。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元之间均通过隔离阀连接。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述第一传动导轨、第二传动导轨、第三传动导轨及第四传动导轨依次连接为一体，构成导轨机构。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中还包括可悬挂于所述导轨机构下方并沿着所述第一传动导轨、第二传动导轨、第三传动导轨及第四传动导轨的方向运动的耐热工装。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述导轨机构中安装有至少八个运行定位器。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述预热炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，所述加热元件镶嵌于保温材料中，并与控制单元连接；所述热电偶插入保温材料中，并与控制单元连接；所述预热炉采用四段式控温，呈梯温分布。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述耐热工装内放置有玻璃制品，所述耐热工装的材质为钛铝合金。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述核化炉、晶化炉和冷却炉均包括耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶，所述加热元件、热电偶均与控制单元连接。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述离子交换炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，其镶嵌在保温材料中，并与控制单元连接；所述热电偶插入保温材料中，并与控制单元连接。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述后处理炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，其镶嵌在保温材料中，并与控制单元连接；所述热电偶插入保温材料中，并与控制单元连接。优选的，前述的玻璃复合增强装置，其中所述控制单元为电子显示面板，与导轨、加热元件和热电偶相连接。本专利技术的目的及解决其技术问题可采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种玻璃复合增强方法，包括：1)启动预热单元的第一传动导轨、弥散强化单元的第二传动导轨和离子交换单元的的第三传动导轨及控制单元；2)待各单元升到设定温度后，将玻璃制品放在耐热工装内，通过第一传动导轨移动到预热单元内；3)待玻璃制品进入到弥散强化单元中，通过控制单元进行计时，并在第二传动导轨的下面运动，同时通过控制单元确保玻璃制品在弥散强化单元中的核化和晶化时间；4)弥散强化后，玻璃制品通过第三传动导轨进入离子交换单元进行化学钢化增强处理；5)离子交换后，玻璃制品通过第四传动导轨进入后处理单元，依次进行超声清洗和鼓风干燥处理；6)从后处理单元中出来后，玻璃制品冷却到室温。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元均采用加热元件加热。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述预热单元采用四点控温，上下左右四面加热，最高加热温度高于玻璃转变点温度、低于其膨胀软化点温度30-50℃，梯温分布≤100℃/m。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述弥散强化单元的核化炉加热温度与预热单元的最高温度相同，炉体上下各三点控温，温度均匀性为±1℃；通过控制第二传动导轨的运行速率以确保核化时间1-3h。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述弥散强化单元的晶化炉加热温度比核化炉加热温度高100-150℃，所述晶化炉的炉体上下各三点控温，温度均匀性为±1℃，通过控制第二传动导轨的运行速率以确保玻璃制品的晶化时间为2-5h。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述离子交换单元的加热温度为380-440℃，其耐热不锈钢熔盐槽中的熔盐成分为KNO3和NaNO3混合盐，外加CsNO3促进剂，温度均匀性为±2℃；通过控制第三传动导轨的运行速率以确保离子交换时间为6-15h。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中所述KNO3和NaNO3混合盐中KNO3和NaNO3的重量比例为x：(100-x)，其中85<x<100；所述CsNO3促进剂的添加量以所述KNO3和NaNO3混合盐的重量计小于等于1％。优选的，前述的玻璃复合增强方法，其中步骤5)中所述超声清洗的参数设置如下：温度为100℃，时间为1-2h，超声频率为1000-2000KHz，以去除玻璃表面的熔盐残余物。借由上述技术方案，本专利技术的一种玻璃复合增强装置及其方法至少具有下列优点：1、本专利技术所述的装置，其可实现玻璃“弥散强化+化学钢化强化”复合增强的连续制备，可显著提升玻璃强化效率；同时，可根据玻璃品种，调整优化工艺参数，实现多品种玻璃强化。2、本专利技术所述的方法，其通过隔离阀和上下多点控温有效解决了玻璃弥散强化单元的温度均匀性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种玻璃复合增强装置，其特征在于，包括依次连接的预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元；还包括分别与预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元连接的控制单元；/n所述预热单元包括第一传动导轨及预热炉；所述第一传动导轨位于预热炉的上方；/n所述弥散强化单元包括第二传动导轨、核化炉、晶化炉及冷却炉；所述第二传动导轨位于核化炉、晶化炉及冷却炉的上方；所述核化炉与预热炉通过隔离阀连接；所述晶化炉位于核化炉远离预热炉的一侧，并与核化炉通过隔离阀相连；所述冷却炉位于晶化炉远离核化炉的一侧，并与晶化炉通过隔离阀相连；/n所述离子交换单元包括第三传动导轨、耐热不锈钢熔盐槽及离子交换炉；所述耐热不锈钢熔盐槽内装有熔盐，且所述耐热不锈钢熔盐槽放置于离子交换炉内；/n所述后处理单元包括第四传动导轨、耐热不锈钢水槽、后处理炉、超声发生器及风机；所述耐热不锈钢水槽内装有去离子水，所述耐热不锈钢水槽放置于后处理炉中；所述超声发生器位于后处理炉的外侧，并呈对称分布；所述鼓风机固定于所述后处理炉内的顶壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种玻璃复合增强装置，其特征在于，包括依次连接的预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元；还包括分别与预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元连接的控制单元；
所述预热单元包括第一传动导轨及预热炉；所述第一传动导轨位于预热炉的上方；
所述弥散强化单元包括第二传动导轨、核化炉、晶化炉及冷却炉；所述第二传动导轨位于核化炉、晶化炉及冷却炉的上方；所述核化炉与预热炉通过隔离阀连接；所述晶化炉位于核化炉远离预热炉的一侧，并与核化炉通过隔离阀相连；所述冷却炉位于晶化炉远离核化炉的一侧，并与晶化炉通过隔离阀相连；
所述离子交换单元包括第三传动导轨、耐热不锈钢熔盐槽及离子交换炉；所述耐热不锈钢熔盐槽内装有熔盐，且所述耐热不锈钢熔盐槽放置于离子交换炉内；
所述后处理单元包括第四传动导轨、耐热不锈钢水槽、后处理炉、超声发生器及风机；所述耐热不锈钢水槽内装有去离子水，所述耐热不锈钢水槽放置于后处理炉中；所述超声发生器位于后处理炉的外侧，并呈对称分布；所述鼓风机固定于所述后处理炉内的顶壁。


2.如权利要求1所述的玻璃复合增强装置，其特征在于，所述预热单元、弥散强化单元、离子交换单元及后处理单元之间均通过隔离阀连接；所述第一传动导轨、第二传动导轨、第三传动导轨及第四传动导轨依次连接为一体，构成导轨机构。


3.如权利要求2所述的玻璃复合增强装置，其特征在于，还包括可悬挂于所述导轨机构下方并沿着所述第一传动导轨、第二传动导轨、第三传动导轨及第四传动导轨的方向运动的耐热工装；所述导轨机构中安装有至少八个运行定位器。


4.如权利要求1所述的玻璃复合增强装置，其特征在于，所述预热炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，所述加热元件镶嵌于保温材料中，并与控制单元连接；所述热电偶插入保温材料中，并与控制单元连接；所述预热炉采用四段式控温，呈梯温分布。


5.如权利要求1所述的玻璃复合增强装置，其特征在于，所述核化炉、晶化炉和冷却炉均包括耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶，所述加热元件、热电偶均与控制单元连接；所述离子交换炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，其镶嵌在保温材料中，并与控制单元连接；所述热电偶插入保温材料中，并与控制单元连接；所述后处理炉由耐热不锈钢炉壳、保温材料、加热元件及热电偶构成，所述加热元件为电阻丝，其镶嵌在保温材料中，并与控制单元连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王衍行，韩韬，何坤，李宝迎，祖成奎，王琪，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11