Resumen de las técnicas de refuerzo de la superficie del vidrio

Las superficies de vidrio a menudo presentan numerosas micro grietas y otros defectos, lo que las hace propensas a romperse durante las aplicaciones prácticas.Las superficies de vidrio suelen someterse a diversos tratamientos de refuerzo para mejorar su resistencia al impactoExisten varios métodos para reforzar la superficie del vidrio, incluyendo el templado (tanto físico como químico) y el pulido (tanto físico como químico).Exploraremos los procesos de templado de vidrio y pulido de superficie.

1. Temperando

Principio:El vidrio es un material frágil, inherentemente más adecuado para resistir la compresión que la tensión.Cuando el vidrio está sometido a una carga o impacto que lo hace romperse, es la tensión de tracción excesiva en una zona específica de la superficie la que conduce a la grieta.la tensión de tracción que de otro modo causaría la rotura del vidrio puede ser parcial o completamente neutralizada, mejorando así la resistencia del vidrio y la resistencia al impacto.

Las categorías:Temperado físico y químico

Temperamiento físico

Definición:El endurecimiento físico consiste en tratar el vidrio plano o flotante ordinario en condiciones de proceso específicas mediante métodos de enfriamiento o enfriamiento por aire (calentamiento total + enfriamiento medio).

Proceso:También conocido como vidrio templado por calentamiento, este método calienta el vidrio plano ordinario en un horno hasta cerca de su temperatura de ablandamiento (alrededor de 600 ° C).El vidrio se retira del horno y se enfría rápida y uniformemente a temperatura ambiente soplando aire frío de alta presión en ambos lados utilizando múltiples boquillas, lo que resulta en vidrio templado.

Las características:Este vidrio está en un estado donde el interior está bajo tensión y el exterior está bajo compresión.la liberación de tensión hace que el vidrio se rompa en innumerables pequeños fragmentosEstos fragmentos no tienen bordes afilados, por lo que es menos probable que causen lesiones.

Tipo de producto:Temperado de medio gas, de medio líquido, de partículas, de niebla

Flujo del proceso de producción:

• Corte de vidrio en bruto → Pretratamiento (corte, rotura de bordes, rectificación de bordes, perforación, lavado, secado) → Serigrafía → Templado → Instalación de los accesorios → Inspección final y embalaje

Equipo de producción:

• Horno de templado
• Red de aire
• Prensa de flexión

Temperado químico  Método de intercambio iónico

Definición:El endurecimiento químico consiste en alterar la composición superficial del vidrio plano o flotante ordinario a través del intercambio iónico, creando una capa de tensión por compresión en la superficie (intercambio iónico superficial).

Proceso:El vidrio de silicato que contiene iones de metales alcalinos se sumerge en sal de litio fundido (Li +).Dado que el coeficiente de expansión de Li+ es menor que el de los iones Na+ o K+, la capa exterior se contrae menos que la capa interior durante el enfriamiento. Una vez enfriado a temperatura ambiente, el vidrio permanece en un estado de tensión de tracción en el interior y tensión de compresión en el exterior,similar al vidrio templado físicamente.

Tipo de producto:Intercambio iónico a alta temperatura, intercambio iónico a baja temperatura

Flujo del proceso:

• Raw Glass Inspection → Cutting → Edge Grinding → Cleaning and Drying → Low-Temperature Preheating → High-Temperature Preheating → Ion Exchange → High-Temperature Cooling → Medium-Temperature Cooling → Low-Temperature Cooling → Cleaning and Drying → Inspection → Packaging

Ventajas:

1. La resistencia del vidrio templado químicamente es comparable a la del vidrio templado físicamente, con buena estabilidad térmica, bajas temperaturas de procesamiento, mínima deformación,y adecuación a diversos espesores y formas geométricasEl equipo requerido es sencillo y el producto es fácilmente realizable.
2. La resistencia es varias veces mayor que el vidrio ordinario, con una resistencia a la flexión de 3 a 5 veces mayor y una resistencia al impacto de 5 a 10 veces mayor.

Desventajas:Comparado con el vidrio templado físicamente:

1. Ciclos de producción más largos (los tiempos de intercambio pueden ser de decenas de horas).
2. Menor eficiencia y mayores costes de producción (las sales fundidas no pueden reciclarse y requieren una alta pureza).
3. Los fragmentos son similares al vidrio ordinario, lo que plantea riesgos de seguridad.
4. Inestabilidad de rendimiento (pobre estabilidad química).
5. La resistencia mecánica y la resistencia al impacto tienden a disminuir con el tiempo (también conocida como relajación), con la resistencia disminuyendo rápidamente con el tiempo.

Aplicaciones:El vidrio templado químicamente se utiliza ampliamente para varios espesores de vidrio plano, vidrio de paredes delgadas y productos de vidrio en forma de botella, así como para vidrio resistente al fuego.Es particularmente adecuado para el refuerzo de ultra delgado, productos de vidrio de forma pequeña o compleja, ya que el tratamiento de intercambio iónico no causa una distorsión óptica notable.

Estudio de caso:El cristal de Corning Gorilla

Empresas vinculadas:

• El Corning
• Vidrio de Asahi
• - ¿ Qué?
• - ¿ Por qué?
• Tecnología de lentes
• Optica de Berna

2. Polido de superficie

Principio:El pulido del vidrio consiste en eliminar las imperfecciones de la superficie, como líneas, arañazos y otros defectos mediante métodos químicos o físicos.Mejorando así la transparencia y el índice de refracción del vidrioLos problemas centrales en la tecnología de pulido son la precisión y la eficiencia.

Las categorías:Polido físico, polido químico

Polido físico

Definición:El pulido físico suaviza la superficie del objeto mediante métodos mecánicos.

Flujo de procesos y consideraciones:

1. Durante el pulido, el polvo de pulido se aplica a la superficie del vidrio.Por lo tanto, todas las reglas y correcciones aplicables a la molienda también se aplican al pulido..
2. Después de la molienda, la pieza de trabajo debe enjuagarse con agua tibia para eliminar eficazmente cualquier polvo de diamante adherido.donde la almohadilla de pulido debe coincidir con la forma de la superficie del vidrio para garantizar una fricción uniforme y un acabado de espejo brillante.
3. Durante el pulido, evite usar demasiado polvo de pulido, ya que esto puede hacer que el agente de pulido se deslice en lugar de pulir.
4. Los agentes de pulido pueden ser distribuidos automáticamente por una máquina, con la cantidad determinada por el operador sobre la base de la inspección,el grado de pulido de la superficie puede variar en función del tipo de agente de pulido utilizado.

Polido químico

Definición:El pulido químico utiliza soluciones químicas, típicamente ácido fluorhídrico, para pulir la superficie del vidrio.

Técnica 1: Método de baño por inmersión

• Se sumerge toda la pieza de vidrio en el baño químico durante 2 ̊3 horas, y luego se limpia a fondo.
• Este método se utiliza para pulir ambos lados del vidrio simultáneamente.

Técnica 2: Método de inmersión unilateral

• Se aplica una película protectora en el lado no pulido del vidrio, luego se coloca el vidrio plano y se vierte la solución química en la superficie a una profundidad de al menos 3 mm.asegurando la uniformidad durante 2 ∼3 horas, seguido de una limpieza completa.