提高日用玻璃陶瓷規整度和表面光滑度的處理方法

詹奕純

摘 要：本文針對日用玻璃陶瓷成型后，制品存在不規整和表面不夠光滑現象，通過采用火焰拋光、制品加熱整形，以及相關設備和相關方法的研究，為提高制品規整度和表面光滑度提供了一種新的方法和思路，對于提高日用玻璃陶瓷的質量、降低不合格品率，具有一定的意義。

關鍵詞：日用玻璃陶瓷；規整；表面光滑

1 前言

日用玻璃陶瓷有別于日用陶瓷和常規的日用玻璃制品。在GB/T30771《日用玻璃陶瓷》標準中，對玻璃陶瓷的定義為“由結晶相和玻璃相構成的一類陶瓷復合材料，一般通過對玻璃進行適當加熱處理以使玻璃體內產生足量結晶相而獲得”。對日用玻璃陶瓷的定義為“供日常使用的玻璃陶瓷制品”[1]。

日用玻璃陶瓷的外觀、器型、用途與日用陶瓷相近，但材質與日用陶瓷不同，生產工藝也不同。日用玻璃陶瓷是通過對復合材料的高溫熔煉、熱壓成型（部分器型采用離心甩制成型），對經成型制品進行熱處理使制品體內產生足量的結晶相，從而使制品的抗熱震性和強度提高。由于經熱成型的制品易于存在變型和邊口處毛刺等缺陷，影響制品的合格率。通過冷修磨方式，可以消除制品表面的一些缺陷，但效果不夠理想，無法消除變型和表面微小裂紋。

由于日用玻璃陶瓷是由結晶相和玻璃相構成，采用熱處理方法，必須考慮到晶相變化對制品質量的影響，因此，對制品規整度和光滑度的處理，必須采用局部的、針對性的、精準的和可控制的溫度處理方法，同時配套相應的設備，設定方法步驟，使處理方法有效（本處理方法已申報專利）。

2 研究內容

本項研究是針對采用常規生產方法，將原料熔煉1400～1420℃，形成玻璃漿，將玻璃漿計量投入裝在壓力機上的鋼模中，經加壓成型所形成的日用玻璃陶瓷半成品，或經離心甩制成型的半成品。

2.1 火焰拋光和定型裝置

制作火焰拋光和定型裝置見圖1

2.2 制品火焰拋光處理

將半成品制品放置于火焰拋光裝置內進行處理；火焰拋光裝置內設有轉動盤、石墨公模和兩個燃燒噴頭，轉動盤上設有托模，其中1號燃燒噴頭的噴火孔設在外圍，2號燃燒噴頭的噴火孔設在中間，石墨公模外表與制品內腔的外表形狀相同。

將半成品制品放置于轉動盤的托模中；啟動轉動盤轉動并帶動托模和制品轉動，轉速為52～56轉/ min；然后將轉動盤先移至1號燃燒噴頭下面，1號燃燒噴頭下端的噴火孔噴出火焰、對轉動的制品的邊口部位進行火焰拋光，將制品邊口處的毛刺及粗糙物熔融，使制品邊口處光滑，火焰拋光時間約2 s；轉動盤再將制品從1號燃燒噴頭下面移至2號燃燒噴頭下面，2號燃燒噴頭下端的噴火孔噴出火焰，對制品內腔表面進行火焰拋光，基本消除制品表面的微小裂紋，并使制品內腔表面光滑，火焰拋光時間約2 s。至此，完成火焰拋光處理過程；

以上火焰拋光的溫度為940～960℃。

2.3 制品整形

制品完成火焰拋光處理后，于2 s內隨轉動盤移動，自2號燃燒噴頭下面移至石墨公模下面；轉動盤及制品停止轉動，石墨公模下降進入制品內腔，當石墨公模的外表與制品內腔的外表相互壓合時，石墨公模停止下降并靜止1 s后回升至原位。

2.4 退火處理

退火處理是日用玻璃陶瓷生產的一道工藝。制品經整形后，采用常規退火處理方式，在退火爐內的550～560℃溫度中處理約1 h，消除制品的內應力。

3 工藝變化對制品的影響

經本文上述方法的處理，日用玻璃陶瓷制品表面光滑，產品表面的微小裂紋基本消除，邊口處的毛刺和粗糙面消除，而且表面變為平滑，制品外觀達到規整和不變形，制品質量符合GB/T30771《日用玻璃陶瓷》標準要求。在試驗中，有意識地改變工藝，產生以下結果：

（1）火焰拋光溫度下降為800℃

經拋光制品的表面光滑度差，制品邊口不夠光滑，制品表面存在較多的微小裂紋。

（2）火焰拋光溫度提升至1150℃

經火焰拋光的制品輕微變形，制品邊口處嚴重變形。

（3）只采用1個燃燒噴頭

不采用1和2號兩個燃燒噴頭，只采用一個燃燒噴頭，火焰無法分別針對制品和內腔的單獨處理，導致制品內腔和邊口的光滑度都不夠理想。

（4）不采用石墨公模進行整形

不采用石墨公模進行整形，制品表面的變形無法消除，如果采用鋼質公模代替石墨公模，制品在整形中表面的光滑度被破壞，因為鋼模對含有一定溫度的制品外表產生磨損。

（5）火焰加熱后至整形間的時間延長

火焰拋光后，制品從2號燃燒噴頭下面移至石墨公模下面的時間延長至10 s，制品溫度下降，制品的可塑性下降，制品強行整形中導致制品開裂。

4 結論

（1）日用玻璃陶瓷的變形和表面缺陷可以通過火焰拋光和熱整形方法得到基本消除。

（2）加熱拋光應該是局部地、針對性地、精準地和可控制的。

（3）火焰拋光的溫度為940～960℃較為適宜，時間為2 s較為適宜。

（4）制品的邊口和內腔的火焰處理最好分別進行，但兩者必須連續進行。

（5）對制品的整形最好采用石墨公模，整形應在制品經火焰拋光后溫度未有較大下降前進行。

參考文獻

[1]GB/T 30771—2014日用玻璃陶瓷[s].2014.