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玻璃的热熔加工工艺

发布时间:2016/6/6

按采用的玻璃坯料的区别,热熔玻璃分为热熔平板玻璃和热熔块料玻璃。

(1)热熔平板玻璃热熔平板玻璃是将平板玻璃经热加工成形为各种花纹、浮雕的艺术品和 装饰品。热熔玻璃的材质为浮法玻璃,玻璃的厚度可根据制品的形状和要求而定,但玻璃必须清 洗干净再干燥,如有油迹、污秽等,热加工后会显现在玻璃表面上。玻璃的锡面必须向下,确定 玻璃哪面是锡面,可用锡面探测仪,也可观察切刻断面,凭经验来判断。

热熔平板玻璃主要设备为热熔炉,采用箱式电加热,在炉膛上部安装红外电热管为发热元 件,以辐射加热为主,对炉膛内放置的平板玻璃进行加热。红外电热管比电阻丝加热使炉内温度 分布更为均匀。通过数字控温箱来控制炉内温度制度,根据指定的升温加热和保温,按退火温度 制度进行退火。热处理温度根据玻璃品种、厚度及加工图案而确定,必须在玻璃软化点以上,黏 度在105〜106Pa • s,该黏度时,国内优质浮法玻璃为780°C,超白浮法玻璃为785°C,绿色浮法

玻璃为770°C,保温时间约2. 5h。

玻璃热熔模具用砂模或硅酸铝纤维纸或板。最常用的为砂模,将纯净的石英在炉膛内铺平, 砂层厚约1. 5cm,然后按设计的图案用竹竿作画,细节部分可用木筷描绘,于是就在石英砂上 形成凹形的图案作为阴模,再在上面洒上脱模粉,然后将平板玻璃平放在石英砂纸成的阴模上, 当玻璃加热到软化点以上,即因自重沉到砂模中成形。

硅酸铝纤维纸能直接加热成阴模,经浮法玻璃热熔后制成各种纹样与浮雕。为了防止玻璃软 化在纤维纸之间形成气泡,可使纤维纸面积比要覆盖的玻璃平板大,相互连接处形成一个通道, 用以排除玻璃板与模具之间膨胀气体,同时控制升温速率,在720°C玻璃软化点以前,要缓慢加 热,使气体能有充分的时间排除。国内已用纤维纸的模具,制作出水波纹、树皮纹、乱石、冰 峰、叠纹等热熔玻璃。

除了采用透明无色和有色浮法玻璃为材质外,还可以采用施透明色釉的浮法玻璃。在热熔炉 膛底部平铺石英砂,撒上脱模粉,将切割好的5mm宽的彩色玻璃条,按设计图案平放在平板玻 璃上,加热到玻璃软化后,在平板玻璃上就形成彩色玻璃带,制备成彩带热熔玻璃。也可以将切 割好的彩色玻璃条按方格形图案纵横向摆放在石英砂上,加热后,纵横方向的彩条玻璃就黏结在 一起,形成网络形状的热熔玻璃。 •

模具可以采用多种材质,如用高温水泥或耐火泥按图案制成阴模,排放在石英砂面上,再把 玻璃摆放在阴模上,然后进行加热,玻璃软化后就形成浮雕,制备成复杂图案的壁饰浮雕玻璃。 如利用耐火砖粗糙的表面作模具,平板玻璃热熔后,就具有墙面的质感,由此制成城墙热熔玻 璃。在平板玻璃上撒上各种低熔颜色玻璃粉,热熔后玻璃表面就产生色彩缤纷的效果。热熔玻璃 还可以和彩饰、上金、镀膜等各种装饰方法结合,得到各种流光溢彩的效果。

(2)热熔块(颗粒)玻璃热熔块玻璃是将整块或多块玻璃放在模型中,连模型一起加热成 形的艺术玻璃和装饰玻璃,而热熔颗粒玻璃是在模型中装人不同尺寸的玻璃颗粒,与模型一起加 热成形。按装填方法和玻璃尺寸大小又可分为两种不同名称的热熔玻璃。

①填充式热熔玻璃填充式热熔玻璃是将开口较大的耐火石膏模型中放入玻璃颗粒加热而 成形。此方法适合于多种颜色、多种层次的热熔。玻璃颗粒加热熔化后,体积缩小,不足以填充 模型,可在热熔过程中打开炉门,继续向模型中加玻璃料,以充满模型,也可将模型顶部(口 部)做成漏斗状,加料时,起料仓作用,热熔后玻璃收缩,漏斗中的玻璃料下落而填充在模型 中。顶部加料斗大小要经精密计算,使多加的一部分玻璃料恰好填满模型,如加料过多,超过成 形玻璃制品需要,在成形、退火、冷却后可将多余部分切割去。

将研磨很细的玻璃颗粒加水和胶混合均匀,调成糊状,放在耐火石膏模具内,进行热熔成 形。玻璃的颗粒大小不同,热熔的温度和时间不同,可以得到层次不同的效果。温度高、时间 长,玻璃表面比较光滑;温度低、时间短,玻璃热熔不足,可以保留颗粒的纹理效果。玻璃颗粒 愈细,热熔后愈不透明,每平方厘米面积模具使用玻璃颗粒越多,留在作品上接缝处的痕迹越 多;采用各种有色玻璃更得到很好的艺术效果。

②塌陷法热熔塌陷法工艺与槽沉法相同,将一整块玻璃放在模型中,加热到槽沉温度, 玻璃软化沉人模型而成形,然后再进行退火。玻璃塌陷的黏度为106Pa • s,钠钙玻璃相应温度为 800°C左右,铅玻璃700°C左右。塌陷时玻璃块一般大于模型,槽沉后才能充满模型。不论填充 式还是塌陷法,均要求玻璃能充满模型。加料多则从模型中溢出,将模型与热熔炉粘住,损坏窑 炉;加料少则不能得到模型的形状,因此需测定模型的体积。将模型注满水,然后将水倒入量筒 中,精确测量模型需加入玻璃的体积V (以cm3计),再将此体积乘以玻璃密度d,即得到所需玻 璃质量W\即W =

热熔炉大都是单室式,热熔和退火均在同一炉内进行。热熔玻璃大都形状复杂,且不对称, 比一般器皿要厚得多,有些艺术品还是儿种不同颜色玻璃碎块热熔而成,冷却过程中产生的结构 应力和热应力比一般器皿玻璃要大,消除这些应力比较困难,因此退火过程要很长。以钠钙玻璃 为例,退火上限温度(黏度1012Pa.s)为550°C,退火下限温度(黏度10】3 5Pa. s)为450°C。 退火时,在退火上限温度保温3h,再用3h缓慢冷却到退火下限温度,然后保温3h,最后用15h 冷却到室温,总退火时间为24h。在此基础上,根据不同形状和厚度的艺术品再作调整。

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