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CN109987854B - 一种钢化玻璃的二次强化方法 - Google Patents

一种钢化玻璃的二次强化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种钢化玻璃的二次强化方法，包括以下步骤：（1）取玻璃，经过CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光；（2）将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；（3）将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。本发明的钢化玻璃的二次强化方法可修复抛光过程对玻璃的损伤而造成的微裂纹，大大提高了玻璃的强度，并且二次强化过程中消耗的原料更少，使生产效率和产品良率有大幅提升，该强化方法简单高效，操作控制方便，产品质量稳定，利于工业化生产。

Description

一种钢化玻璃的二次强化方法
技术领域
本发明涉及玻璃技术领域，具体涉及一种钢化玻璃的二次强化方法。
背景技术
随着社会的发展和科技的进步，玻璃在工业生产和人们日常生活中得到的广泛的应用，而人们对于玻璃性能的要求也日益增高。而如何更好实现对玻璃进行精加工，提高产品强度也是摆在人们面前的一个重要课题。现有的玻璃强化方法通过对玻璃进行强化后需要继续抛光；抛光时，需要通过压力将把玻璃吸附于抛光垫，而这个抛光垫并非绝对的平整，会使玻璃受外力产生一定的形变，长时间的处于受力形变状态下的玻璃会在一定程度上受到伤害，产生一定的微裂纹；而抛光的过程，通过抛光垫加上抛光液对玻璃不停进行研磨，抛光垫和抛光粉液再次对玻璃施加外力作用，当两个外力同时作用于玻璃上，玻璃受到了损伤，产生了微裂纹，而微裂纹是目前认为对玻璃强度造成影响的重要原因之一。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种钢化玻璃的二次强化方法，可修复抛光过程对玻璃的损伤而造成的微裂纹，大大提高了玻璃的强度，并且二次强化过程中消耗的原料更少，使生产效率和产品良率有大幅提升，该强化方法简单高效，操作控制方便，产品质量稳定，利于工业化生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种钢化玻璃的二次强化方法，包括以下步骤：
（1）、取玻璃，经过CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光；
（2）、将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
（3）、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。
本发明通过将玻璃CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光，然后将经过抛光的玻璃通过减薄方法对玻璃进行二次强化，二次强化过程修复了玻璃的微裂纹，玻璃进入了钢化工序，成功地修复了抛光过程对玻璃的损伤而造成的微裂纹，大大提高了玻璃的强度，并且二次强化过程中消耗的原料更少，使生产效率和产品良率有大幅提升。
进一步的，所述步骤（2）中，所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸0.8-1.2份、氟化铵4-6份、水90-98份。本发明的减薄蚀刻液使用时具有良好的蚀刻效果，均匀性好，且蚀刻速率高，便于清洗。
进一步的，所述步骤（2）中，将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为1-10min。传统的方法先减薄再抛光，其减薄工艺需要花一两个小时甚至更多的时间；而本发明的减薄工艺进行二次强化只需要减薄1-10min即可，大大提高了生产效率。同时，传统的减薄工艺时需要把更多的厚度，而本发明的减薄工艺一般只需要把产品减去较小的厚度即可。例如，经过强化处理得到某些特定厚度的玻璃时，现有的减薄工艺时需要把产品减0.01-0.15mm甚至更多的厚度，而采用本发明的减薄工艺一般只需要把产品减去0.002-0.01mm甚至更少的厚度。因此同样量的减薄所需的原料，本发明可以减薄出更多的产品，可以比现有的多生产一倍甚至十几倍的产量。
进一步的，所述步骤（3）具体操作为： 将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在380-420℃温度下浸泡20-120min，然后冷却至室温。通过钢化处理后可在玻璃的内部形成张应力，玻璃的表面形成均匀压应力，从而提高了玻璃的力学强度，其抗冲击强度和和抗弯折强度大约在普通退火玻璃的3倍以上。
进一步的，所述步骤（2）中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
进一步的，所述步骤A1中，抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒25-35份，聚马来酸酐15-20份、稳定剂10-14份、柠檬酸5-8份、聚乙二醇2-4份、三乙醇胺2-5份、水溶性无机盐0.5-1.5份、水55-70份。进一步的，所述二氧化铈颗粒的粒径为100-150nm。
进一步的，所述水溶性无机盐为铯盐、铁盐和锌盐中的至少一种，通过在体系中加入水溶性无机盐，可增加二氧化铈颗粒与玻璃表面之间的摩擦力，有效提高玻璃的抛光速率，减少玻璃表面缺陷。
本发明通过在抛光液中加入柠檬酸，赋予抛光液使用时良好的防锈性、低泡性和稳定性，能减轻抛光液对设备的腐蚀程度，增强操作安全性，减少在生产过程中的重金属，不易造成重金属的污染，且使抛光后的玻璃易清洗。三乙醇胺可调节抛光液的pH，减小了抛光液对设备的腐蚀，增强了其操作安全性；尤其是三乙醇胺、柠檬酸和聚乙二醇相配合，进一步提高抛光液的防绣清洗功能，使抛光后的玻璃易清洗，与其余各原料相容性好，并具有助磨作用，有效提高玻璃的抛光速率，提高产品良率。
本发明的抛光液通过加入二氧化铈颗粒，并采用柠檬酸和聚乙醇胺改善二氧化铈颗粒表面的特性，与其余原料实现良好配合，各原料互相补益，相容性好，使抛光液具有悬浮性好、颗粒分布均匀、抛光效率高等优点，且抛光表面易清洗，对抛光设备无腐蚀，抛光液在抛光机和抛光垫上无沉积，具有良好的环境友好性，可应用于高精度要求的玻璃行业的抛光，提高产品良率。
进一步的，所述稳定剂为黄原胶、聚乙烯吡咯烷酮、羟乙基纤维素、聚乙烯基磺酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚羧酸中的至少一种。通过采用上述稳定剂保证二氧化铈颗粒在抛光液体系中形成稳定的悬浮体，提高抛光液的抛光效果。
进一步的，所述步骤A1中，在0.050-0.12Kg/cm2下的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
进一步的，所述步骤A1中，抛光转速为40-120r/min，抛光时间为10-20min。
进一步的，所述步骤A2中，超声波清洗水温为25-45℃，清洗时间为10-20min。
本发明通过对抛光液的选择，抛光垫以及抛光转速、抛光时间和压力等参数的选择对玻璃进行研磨抛光，抛光时玻璃的表面缺陷少，可改善在使用现有抛光过程中产生的刮伤问题，且抛光速率和均匀性好，产品良率高。
本发明的有益效果：本发明通过将玻璃CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光，然后将经过抛光的玻璃通过减薄方法对玻璃进行二次强化，二次强化过程修复了玻璃的微裂纹，玻璃进入了钢化工序，成功地修复了抛光过程对玻璃的损伤而造成的微裂纹，大大提高了玻璃的强度，并且二次强化过程中消耗的原料更少，使生产效率和产品良率有大幅提升。本发明的强化方法简单高效，操作控制方便，产品质量稳定，利于工业化生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
本实施例中，一种钢化玻璃的二次强化方法，包括以下步骤：
（1）、取玻璃，经过CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光；
（2）、将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
（3）、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。
进一步的，所述步骤（2）中，所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸1份、氟化铵5份、水94份。
进一步的，所述步骤（2）中，将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为5min。
进一步的，所述步骤（3）具体操作为： 将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在400℃温度下浸泡90min，然后冷却至室温。
进一步的，所述步骤（2）中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
进一步的，所述步骤A1中，抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒30份，聚马来酸酐18份、稳定剂12份、柠檬酸6份、聚乙二醇3份、三乙醇胺3份、水溶性无机盐1份、水60份。进一步的，所述二氧化铈颗粒的粒径为100-150nm。所述水溶性无机盐为氯化铯。
进一步的，所述步骤A1中，在0.1Kg/cm2下的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
进一步的，所述步骤A1中，抛光转速为80r/min，抛光时间为15min。
进一步的，所述步骤A2中，超声波清洗水温为30℃，清洗时间为15min。
实施例2
本实施例中，一种钢化玻璃的二次强化方法，包括以下步骤：
（1）、取玻璃，经过CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光；
（2）、将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
（3）、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。
进一步的，所述步骤（2）中，所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸0.8份、氟化铵4份、水90份。
进一步的，所述步骤（2）中，将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为10min。
进一步的，所述步骤（3）具体操作为： 将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在380℃温度下浸泡120min，然后冷却至室温。
进一步的，所述步骤（2）中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
进一步的，所述步骤A1中，抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒25份，聚马来酸酐15份、稳定剂10份、柠檬酸5份、聚乙二醇2份、三乙醇胺2份、水溶性无机盐0.5份、水55份。进一步的，所述二氧化铈颗粒的粒径为100nm。所述水溶性无机盐由氯化铯和氯化锌按照质量比1:1组成。
进一步的，所述步骤A1中，在0.05Kg/cm2下的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
进一步的，所述步骤A1中，抛光转速为40r/min，抛光时间为20min。
进一步的，所述步骤A2中，超声波清洗水温为25℃，清洗时间为10min。
实施例3
本实施例中，所述步骤（2）中，所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸01.2份、氟化铵6份、水98份。
进一步的，所述步骤（2）中，将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为10min。
进一步的，所述步骤（3）具体操作为： 将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在420℃温度下浸泡20min，然后冷却至室温。
进一步的，所述步骤（2）中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
进一步的，所述步骤A1中，抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒35份，聚马来酸酐20份、稳定剂14份、柠檬酸8份、聚乙二醇4份、水溶性无机盐1.5份、水70份、三乙醇胺5份。进一步的，所述二氧化铈颗粒的粒径为100-150nm。所述水溶性无机盐由氯化铯和氯化铁按照质量比1:0.5组成。
进一步的，所述步骤A1中，在0.12Kg/cm2下的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
进一步的，所述步骤A1中，抛光转速为120r/min，抛光时间为10min。
进一步的，所述步骤A2中，超声波清洗水温为25-45℃，清洗时间为20min。
本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
本实施例中，所述步骤（2）中，所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸0.9份、氟化铵4.5份、水95份。本发明的减薄蚀刻液使用时具有良好的蚀刻效果，均匀性好，且蚀刻速率高，便于清洗。
进一步的，所述步骤（2）中，将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为8min。
进一步的，所述步骤（3）具体操作为： 将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在410℃温度下浸泡60min，然后冷却至室温。
进一步的，所述步骤（2）中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
进一步的，所述步骤A1中，抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒32份，聚马来酸酐16份、稳定剂13份、柠檬酸7份、聚乙二醇2.5份、三乙醇胺4份、水溶性无机盐1.2份、水65份。进一步的，所述二氧化铈颗粒的粒径为100-150nm。所述水溶性无机盐为氯化铯。
进一步的，所述步骤A1中，在0.08Kg/cm2下的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
进一步的，所述步骤A1中，抛光转速为80r/min，抛光时间为18min。
进一步的，所述步骤A2中，超声波清洗水温为35℃，清洗时间为2min。
实施例5
本实施例中，所述抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒30份，聚马来酸酐18份、稳定剂12份、水60份。
本实施例的其他内容与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例6
本实施例中，所述抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒25份、聚马来酸酐15份、稳定剂10份、水55份。
本实施例的其他内容与实施例2相同，这里不再赘述。
实施例7
本实施例中，所述抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒35份、聚马来酸酐20份、稳定剂14份、水70份。
本实施例的其他内容与实施例3相同，这里不再赘述。
对比例1
对比例1与实施例1的不同之处在于：钢化玻璃的二次强化方法包括以下步骤：
（1）、取玻璃，经过CNC成型后，将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
（2）、对玻璃的表面进行研磨抛光；
（3）、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。
对比例2
对比例1与实施例5的不同之处在于：钢化玻璃的二次强化方法包括以下步骤：
（1）、取玻璃，经过CNC成型后，将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
（2）、对玻璃的表面进行研磨抛光；
（3）、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理。
将本发明实施例1-7经过强化后的玻璃与对比例1-2进行对比，以下数据基于测定强化后得到的0.33微米的龙迹一代DT-P玻璃。
项目 对比例 本发明
落球测试 64g钢球100cm，对比例1-2为80-83%。 64g钢球150cm，实施例1-7的通过率>85%。
静压测试 贴0.1厚度的AB胶，一字压头，边缘静压测试，对比例1-2的静压值为40-45kgf 贴0.1厚度的AB胶，一字压头，边缘静压测试，实施例1-4的静压值>60kgf，实施例5-7的静压值为50-55kgf。
通过上述内容可知，本发明的钢化玻璃的二次强化方法经过强化处理得到的玻璃具有强度高的优点。本发明的钢化玻璃的二次强化方法可修复抛光过程对玻璃的损伤而造成的微裂纹，大大提高了玻璃的强度，并且二次强化过程中消耗的原料更少。使生产效率和产品良率有大幅提升，该强化方法简单高效，操作控制方便，产品质量稳定，利于工业化生产。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、取玻璃，经过CNC成型后，对玻璃的表面进行研磨抛光；
(2)、将经过研磨抛光的玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化；
(3)、将经过二次强化的玻璃进行钢化处理；
所述步骤(2)中，所述研磨抛光具体操作包括如下步骤：
A1、抛光：将玻璃放置于抛光机，使用抛光液进行抛光；抛光液由以下重量份的原料组成：二氧化铈颗粒25-35份、聚马来酸酐15-20份、稳定剂10-14份、柠檬酸5-8份、聚乙二醇2-4份、三乙醇胺2-5份、水溶性无机盐0.5-1.5份、水55-70份；所述水溶性无机盐为铯盐、铁盐和锌盐中的至少一种；
A2、超声波清洗：将经过抛光的玻璃进行超声波清洗；
A3、烘干：将超声波清洗过的玻璃烘干。
2.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤(2)中，
所述减薄蚀刻剂包括如下重量份的原料：氢氟酸0.8-1.2份、氟化铵4-6份、水90-98份。
3.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤(2)中，
将玻璃浸泡于减薄蚀刻剂中，对玻璃进行减薄及二次强化的时间为1-10min。
4.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤(3)具体操作为：将经过二次强化的玻璃浸泡于硝酸钾溶液中进行钢化处理，在380-420℃温度下浸泡20-120min，然后冷却至室温。
5.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述二氧化铈颗粒的粒径为100-150nm。
6.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤A1中，在0.05-0.12Kg/cm2的压力下，使玻璃的表面与抛光垫表面接触，所述抛光垫为毛毯。
7.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤A1中，抛光转速为40-120r/min，抛光时间为10-20min。
8.根据权利要求1所述的一种钢化玻璃的二次强化方法，其特征在于：所述步骤A2中，超声波清洗水温为25-45℃，清洗时间为10-20min。
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