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第六章 成型 第一节 概 述 成型是将配合料制成的浆体、可塑泥团、半干粉料或融熔体，经适当的手段和设备变成一定形状制品的过程。 成型一般由两个步骤组成： （1）使可流动变形的物料成为所需要的形状 研究在外力作用下物料流动与变形的规律，流变学研究的内容； （2）通过不同的机制使其定形。几种体系： 1.无机胶凝材料浆体（如水泥、石灰、石膏等）：水化产物使浆体固化。 2. 陶瓷泥料的可塑成型：可塑性、定形、干燥后强度提高。 3. 陶瓷泥浆：水分脱除，由粘塑性体变成高屈服值的可塑体、干燥后进一步定型。 4. 压制：物料之间产生范德华力和氢键、成型和定形同时完成。 5. 融熔体（如玻璃、铸石等）：粘度随温度降低而增长、达到完全“冻凝”。第二节 成型过程中的流变特性 流变学：研究实际材料（不同于刚体、虎克体、牛顿体等理想材料）在外力作用下所发生的应力与应变，特别是与时间因素有关的流动。 成型：是利用各种外力使浆体、泥团或熔体产生流动、变形达到所需的形状 成型过程中所关心的问题： 物料流动的快慢、变形的难易，作用力的大小和变形量之间的关系、每个制品达到所需形状的时间等。一、三种基本变形及流变模型 变形：按性质的不同可分为弹性变形、粘性流动和塑性流动。 （一）弹性变形 定义：如果应力和应变间存在着一一对应关系，且它们互为单值函数，当应力消除以后，变形亦随之消失。 弹性体： 如果弹性体的应力和应变间成正比关系，则这种物体就称为线弹性体，也称胡克体。其变形为弹性变形。（二）粘性流动 粘性流动：液体在剪切应力的作用下，剪切应变将随时间而不断增加。 牛顿液体：剪切应力与剪切应变的速率成正比，则这种理想体为牛顿液体。 其流变方程为： （三）塑性流动 当剪切应力 小于某一极限值f（屈服应力）时不发生剪切应变，当剪切应力达到该极限值时，就立即发生极大的剪切应变，这种形变称为塑性流动，这种材料也称（刚）塑性体。 当 f时0 ； 当 f时可为任意值，直到。 塑性变形：材料所产生的变形，在外力除去以后将仍然保留。 包 括：塑性流动和粘性流动所产生的变形。 成型主要利用材料的塑性变形和粘性流动。二、胀流性液体与假塑性液体 实际液体很少完全符合牛顿液体的情况，它们的剪切应力与剪切应变速率之间的关系可写成以下通式： 当n=l时，为牛顿体； nl时，称为假塑性液体； nl时，称为胀流性液体。 牛顿液体的粘度等于剪应力与剪切应变速率的比值，如果对非牛顿液体也同样处理，则： a 为表观粘度 当n=l时，为牛顿体，不随剪切应变速率变化而变化 nl时，称为假塑性液体，随剪切应变速率的增大而降低 nl时，称为胀流性液体，随剪切应变速率的增大而增加 氧化铝、石英等的悬浮液具有胀流性；一般陶瓷泥浆为假塑性。三、流变模型与本构方程 又称流变状态方程，是联系应力、应变、应力速率和应变速率的方程的总称。 同时具有两种或三种变形，流变模型可以通过各种基本元件串联及并联方式组成。 油漆、水泥浆等：粘性液体，不致流下，具有固体的性质。 称宾汉体模型。 当剪切力f时，（-f）这个力就会使粘壶发生变形。设弹性元件的剪应变为1，粘性元件的剪应变为2，系统的总应变为，则： 由上述三式消去1 ，2，可得宾汉体在f时的流变方程：当常量时，上式可改写为：以上的流变方程也称本构方程，它说明材料中任一点的应力状态和应变状态之间有着密切的关系，可以用以下的通式来表示： 这种函数关系当然和材料的性质有关，是由材料的本质与构造决定的，所以称为本构方程 几种典型的流变模型： 1、麦克斯韦模型：粘性流动为主，本质上是液体。 2、开尔文体：以弹性变形为主，本质上是固体。 3、三元件模型：（l）代表一种粘弹性固体，（2）代表一种粘弹性液体。 4、伯格斯体：麦克斯韦体和开尔文体的串联，还是具有液体性质。（a）麦克斯韦模型；（b）开尔文模型；（c）三元件模型（1）； （d）三元件模型（2）；（e）伯格斯体 流变学在塑料的成型中己得到普遍应用 玻璃熔体成型：粘性流体麦克斯韦体伯格斯体三元件模型（2）三元件模型（1） 四、流动曲线、应力曲线和应变曲线 （一）流动曲线 由流动曲线可知在某应力下某种材料流动速度的快慢，粘度、表观粘度的大小。 （二）应力曲线和应变曲线 应力曲线：应力随时间变化的曲线； 应变曲线：应变随时间变化的曲线。 麦克斯韦体的应力与应变曲线成型时，可知经多少时间才能达到所要求的变形量五、徐变曲线和松弛曲线 （一）徐变曲线 应力不变时，应变随时间的变化曲线，即常量时的-t曲线。 图1-4-6 徐变曲线 （a）麦克斯韦体； （b）开尔文体； （c）宾汉体麦克斯韦体和宾汉体在一定的应力下，会不断变形，本质上是液体； 开尔文体的变形在缓慢增大，并以弹性变形为极限，本质上是固体；所不同的是这种固体有推迟弹性效应。 陶瓷泥料经可塑成型后还是属于宾汉体，在干燥过程中，一些大型坯体在自重的作用下还会继续发生变形，以致竖向尺寸减少量大于横向，为克服这个问题，制品的竖向放尺一般要大于横向。（二）松弛曲线 一定变形下，应力随时间变化的曲线，即常量时的-t曲线。 麦克斯韦体和伯克斯体能产生应力松弛，但开尔文体和三元件模型（1）体的应力保持某一常量，所以开尔文体和三元件模型（l）体是一种非松弛体。图1-4-7 松弛曲线 （a）麦克斯韦体；（b）开尔文体；（c）伯格斯体；（d）三元件模型（1） 玻璃在成型中，由粘性体向固体转化时，因内外温差大，制品的内外层到达固体的时间不一样，当较高温度的内层收缩固化时，对早己固化的外层产生压应力，而自身受到拉应力。当各层温度都达到室温时（属三元件模型体（1），内外层存在较大的内应力，它永久存在于玻璃中不会松弛，这种应力称永久应力。 只有当重新加热到应力能松弛的状态（伯克斯体），这种应力才能消失，这就是退火的基本原理。六、触变性与反触变性 定义：粘土泥浆或可塑泥团受到振动或搅拌时，粘度会降低而流动性增加静置后能恢复原来状态。反之，相同泥浆放置一段时间后，在维持原有水分的情况下会增加粘度，出现变稠和固化现象，上述现象可重复无数次，统称为触变性。 触变性是指在剪切应力保持一定时，表观粘度将随着剪切应力作用时间的持续而减小，剪切应变速率将不断增加的性质。或者，当剪切应变速率保持不变时，剪切应力将逐渐下降。具有这种性质的材料称为正触变材料。 反触变性：表观粘度随着应力作用的时间而增加。 触变性的大小可用触变环的大小和方向来表示：逆时针走向的是正触变，顺时针走向的代表反触变。图1-4-8 触变环曲线 a正触变环；b负触变环成型泥料要有一定的触变性，但不要太大。 第三节 浆料的成型 一、成型的工艺原理 多属于粘塑性体，其中液相是连续的（如水泥砂浆、混凝土浆、陶瓷泥浆、耐火材料浇注料等）。 成型基本过程： 流动充满模型具有模型的形状脱水或水化坯体脱模干燥或水化完全的固体（弹性体）。 控制浆体的流动度 适宜的流动度，使在含水率较低的情况下达到 较高的流动度。 影响流动度的因素：一、混凝土和耐火混凝土浆体的成型 混合料必须具有较大的流动性，否则制品既无法成型，混凝土也是疏松的。 增加用水量，即增大水灰比，混凝土水灰比过大，（1）使混合料在运输、浇灌和密实成型过程中容易产生离析；（2)在密实成型以后还会产生严重的泌水现象；(3)水分蒸发以后，在混凝土内部遗留较多的孔隙，严重降低了混凝土的强度及其它有关的性能。 密实成型工艺： 混凝土混合料振动密实成型 压制密实成型 离心脱水密实成型 （一）混凝土混合料振动密实成型 混凝土混合料是在搅拌后不久，水泥的水化反应尚处初期，生成的凝胶体还不丰富，混合料内主要是粗细不匀的固体颗粒。在这种情况下施加振动，颗粒不断受到冲击力的作用而引起颤动。 这种颤动使混合料的物理力学性质起了变化： （1）剪切应力作用使所生成的胶体由凝胶转化为溶胶； （2）振源所作的功将颗粒的接触点松开，从而破坏了由于毛细管压力所产生的颗粒间的粘结力，以及由于颗粒直接接触而产生的机械啮合力，这就使内阻力大大降低； （3）使混合料部分或全部地液化，具有接近重质液体的性质。 本质： 本质：由宾汉体转化为接近于牛顿液体的振动变稀过程。 （V50vol%），然后加入引发剂和催化剂，将悬浮体注入非孔模具中，在一定温度下，引发剂引发有机单体交联聚合成三维网络结构，悬浮体粘度剧增并固化，从而使浓悬浮体原位固化成形。后经过严格干燥后，得到强度较高而且可以进行机加工的坯体加人适量的分散剂和单体(交联剂)制成预混溶液，再加入陶瓷粉料混磨，制成固相体积分数50%的且具有良好的流动性的浆料。加入引发剂，进行浇注。浆料中有机单体在一定条件下发生原位聚合反应，形成坚固的交叉链结构聚合溶剂凝胶，使坯体定型。然后经脱模，在相对湿度为50%80%下干燥。 用该法所浇注成的注件尺寸准确，光洁度较高，也可进行机加工。经烧除有机结合剂，再进行烧结成产品。工艺流程如图1-4-12所示。 该工艺有机物总含量占坯体质量的2wt5wt%，生产工艺简单，有利于连续化和机械化。注凝成型工艺包括非水基注凝成型和水基注凝成型两种。水基注凝成型是在研究非水基注凝成型方法基础上发展起来的，其优点是可以减小浆料的粘度或提高浆料的固相体积分数，减少环境污染和降低成本。因此，对于与水无化学反应的粉体优先选用水基注凝成型方法。 注凝成型的优点是：对粉体适应性强，可以用于成型多种陶瓷粉体；浆料的固相体积分数高、粘度低；生坯显微结构均匀、强度高，可进行机加工；烧结体强度高、可靠性好；便于实行近净尺寸成型，可成型复杂形状的产品。其缺点主要是坯体干燥要求严格。（二）注浆成型对泥浆的要求 1. 流动性好； 2. 稳定性好； 3. 具有适当的触变性； 4. 含水量要少； 5. 滤过性能好； 6. 形成的坯体要有足够的强度（三）陶瓷泥浆的流变性及外加剂的作用 由图可见陶瓷泥浆的流变特性接近宾汉体，只是其表观粘度在屈服值以后不是立即为一常数，而是有一个由大变小的过渡阶段。Worrall建议用下式表示粘土类泥浆的流变方程： 图1-4-13 泥浆流动曲线 1卫生瓷泥浆（1.53）；2球土（1.34） （括号中数值为泥浆比重） 当剪切速率相当大时， 变为 ，上式可改写为：即相当于宾汉体流变方程，只是它的屈服值为 从泥浆结构来解释，这种流动阻力来自粘土颗粒间存在的吸引力。粘土颗粒和水之间也存在亲和力，只有当剪切力大于颗粒间的吸引力时才能使泥浆流动，当剪切力进一步加大逐步破坏颗粒和水的亲和力后，才能充分体现液体的流动状态。 陶瓷泥浆具有触变性 根本原因：板状颗粒，板面负电荷，端面正电荷，端板面相互吸引，形成 “棚架”结构。很多水被包围在棚架中，不能自由流动，所以泥浆流动性差。搅动逐步打开，静置又渐渐恢复。 由注浆成型对泥浆的要求中看出，有几点是相互矛盾的： 如流动度要大往往要加入较多的水，但这就难以满足含水量要少、泥浆要稳定的要求。 滤过性能好就要适当增加泥浆中的瘠性料，但这样泥浆的稳定性及形成坯体后的强度就会下降。 要解决这些矛盾就要寻找各种外加剂，使同样含水量的泥浆变稀的外加剂称为稀释剂。它也可使同样流动度的泥浆含水量减少，故又称减水剂。 它能溶于水，并在水中离解为正、负离于，使粘土颗粒板面吸附正离子，颗粒端面吸引负离子，可使端面正电荷中和，甚至使电荷改性，结果大大减弱了棚架作用。包裹在棚架中的水变成自由水，泥浆粘度大大降低。 作为稀释剂的电解质大多符合以下条件： 1. 具有水化能力大的一价阳离子，如Na。 2. 能直接离解或水解而提供足够OH，使分散系统呈碱性。 3. 它的阴离子能与粘土中的有害离子形成难溶的盐类或稳定的络合物。 水玻璃、碳酸钠、焦磷酸钠、腐植酸钠、单宁酸钠、六偏磷酸钠等都符合以上条件。（四）模具 多孔模具脱水。 纯石膏的分子式CaSO42H2O。 石膏模具是由半水石膏（CaSO41/2H20）加过量的水调成石膏浆经浇注、硬化、干燥而制成的。 半水石膏有型和型之分，半水石膏是在空气中常压炒制的，晶面孔隙裂纹多、强度低，吸水性强。半水石膏是在蒸汽存在的条件下，加压蒸煮而得，它的晶粒很少有孔隙和裂纹，制得的模具强度高，但吸水性稍差。很多厂将、两种石膏混合使用，效果较好。在石膏中加入有稀释和增强作用的有机添加剂（腐植酸钠、聚氯乙烯等）可改善石膏模的质量。 压力注浆，微孔树脂模具。第四节 玻璃的成型 玻璃熔体的成形方法有压制法(制水杯、烟灰缸等)、压延法(压花玻璃等)、浇铸法(光学玻璃、熔铸耐火材料、铸石等)、吹制法(瓶罐等空心玻璃)、拉制法(窗用玻璃、玻璃管、玻璃纤维等)、离心法(玻璃棉等)、喷吹法(玻璃珠、各种耐火空心球)、浮法(板玻璃等)、焊接法(仪器玻璃)等。一、玻璃成型的理论基础 （一）粘度 玻璃的粘度随温度下降而增大的特性是玻璃制品成型和定形的基础。 钠钙硅酸盐玻璃粘度变化规律：高温较慢， 1000900增长加快，随后粘度增长更快，即可迅速定形。 玻璃制品的成形温度范围选择在接近粘度温度曲线的弯曲处，相当于粘度102 106Pas之间。将在l02108Pas粘度范围内温度范围大的玻璃称长性玻璃；反之称短性玻璃。 在吹制成形中粘度随温度而变化的特性还可自动调节制品壁的厚薄。 利用玻璃粘度随温度变化的可逆性，可以在成形过程中多次加热玻璃，进行局部的反复加工，以制造复杂的制品。（二）表面张力 玻璃液的表面张力使自由的玻璃液滴成为球形，可不用模型吹制料泡； 自动调节料滴的形状； 在玻璃纤维和玻璃管的拉制中能自然得到圆形； 在爆口和烘口时，表面张力能使边缘变圆。 但表面张力对成形也有不利之处，如引上平板玻璃时会使原板发生收缩，压制时使制品的锐棱变圆，得不到清晰的花纹等。（三）弹性 在大多数玻璃成形过程中，可能已达到了弹性发生作用的温度，至少在制品的某些部位已接近于这样的温度，因此，这些部位就有可能产生暂时应力，所以，弹性及消除弹性影响所需要的时间，就变得很重要（四）比热、热导率、热膨胀、表面辐射强度和透热性 玻璃成形时的冷却速度决定于外界的冷却条件，也和玻璃自身的比热、热导率、表面辐射强度和透热性有关。 热膨胀系数，对成形的允许公差及模型的尺寸有影响，设计模型尺寸时，应考虑其影响。此外，对封接玻璃、套料玻璃也要求膨胀系数相匹配。 玻璃的比热决定着它在成型过程中放出的热量，随着温度的下降玻璃的比热减小，在高温下硅酸盐玻璃的比热变化不大。 二、成型制度的制定 合理的成形制度应使玻璃在成形各工序的温度和持续时间同玻璃液的流变性质及表面热性质协调一致。即在需要变形的工序，玻璃应有充分的流动度，使其迅速充满模具，表面得到迅速的冷却，出模时不变形，表面不产生裂纹等缺陷。 （一）成型过程中的热传递 玻璃的热量要转移到：1、冷却空气中去；2、模型。璃模型热传递过程如图所示 玻璃传递到模型的热流主要决定于玻璃表面的温度、模型内表面的温度以及玻璃与模型间的热阻。 要控制好热传递，就要： 1、稳定玻璃的性质（粘度、热性能）； 2、控制玻璃的表面温度； 3、模具的表面温度和模具内表面的性能； 4、成型时所用的压力。（二）玻璃冷却速度的计算 微量玻璃冷却速度： 表面冷却时间t的计算：希望冷却定型快（产量高），但不破坏（内应力）中部冷却时间计算： 玻璃成形中，表面和中部的温差和厚度的平方成正比，即T=Tcp-Td=Bd2 经换算，使玻璃中间层和表层冷却到同一温度时的时间差值t，可用下式计算： 根据所计算玻璃制品成形过程中冷却所需要的时间，可绘制成玻璃的温度-时间曲线。结合粘度-温度曲线，可进一步绘制成玻璃的粘度-时间曲线，即玻璃的硬化曲线。结合实际参数，就可以制定出相应的成形制度。（三）成型制度的确定1、成形粘度范围 在玻璃液成形粘度范围内易于成形，有一定冷却硬化速度，又不产生析晶等缺陷，一般工业玻璃液的成形粘度范围为102106Pas。 不过成形开始所需的粘度还和许多因素有关，如成形方法、玻璃的颜色和配方、制品的造型和质量等。成形开始粘度大致在101.5104Pas，灯泡玻璃约为101.5Pas，平板玻璃为102.5106Pas，压制和拉管为103104Pas。成形终了粘度为105107Pas。2、成型各阶段的持续时间 从理论上说可以根据玻璃的粘度-时间曲线来确定。即按成形粘度范围()得出总的持续时间(t)。 实际很复杂，与玻璃的热传递密切相关，一般根据反复试验测试确定。3、 模型的温度制度 成型之前模型应加热到适当的操作温度。模型的外表面和距外表面一定距离的模壁处，温度应当稳定。 保持模具温度制度稳定。三、玻璃的成型方法 （一）吹制成型 分人工吹制和机械吹制。 人工吹制因产量低，劳动强度大，目前除吹制少量工艺美术品和少量大件产品外已很少用，而以各种自动化机械吹制为主。 林取10型制瓶机的成形过程和生产流程。（二）拉制成型 此法适用于成形各种板材和管材，其作用原理是对粘流状态的玻璃施加拉力，使其变薄，并在不断的变形中得到冷却而定形。 1、平板玻璃的垂直拉制法 有糟垂直引上法、无槽垂直引上法、对辊法，平拉法。 在液面保持一条均匀拉力，在板的两个边部加强冷却，使整个板面固化，在拉引力和重力的作用下不断变薄，最后定形，并在垂直引上机中退火切割成片2、玻璃管的拉制 玻璃管的拉制分水平拉制和垂直引上(或引下)两类方法。 水平拉制一般采用丹纳法； 垂直拉引法一般用来生产厚壁管，其生产的原理和垂直引上平板玻璃类似。（三）浮法生产平板玻璃 浮法是指玻璃液漂浮在熔融金属表面上生产平板玻璃的方法。 其优点是玻璃质量高(接近或相当于机械磨光玻璃)，拉引速度快，产量大，厚度可控制在1.730mm，宽度目前可达5.6m，便于生产自动化。浮法玻璃的成形原理是让处于高温熔融状态的玻璃液浮在比它重的金属液表面上，受表面张力作用使玻璃具有光洁平整的表面，并在其后的冷却硬化过程中加以保持，则能生产出接近于抛光表面的平板玻璃。 1、浮抛介质的选择 用作玻璃液的浮抛金属液必须具备以下条件： （l）在1050温度下的密度要大于玻璃，一般要求其密度大于2500kg/m3； （2）金属的熔点低于600，沸点高于1050，1000左右的蒸气压应尽可能低，要求低于13.33Pa。 （3）容易还原，在还原气氛中能以单质金属液存在。 （4）在1000左右温度下，不与玻璃发生化学反应。 2. 玻璃厚度的控制 1)、浮法玻璃的平衡厚度 高温锡液面上的玻璃液(1050)，在没有外力作用的条件下，重力和表面张力达到平衡时玻璃带的厚度有一个固定值，称为平衡厚度，约为7mm，见图。 玻璃液摊平在锡液上有三个界面和三个相应的界面张力，玻璃液表面上的表面张力g，锡液面上的表面张力t和玻璃-锡液面上的表面张力gt。当重力及表面张力相平衡时，玻璃的厚度可由下式计算：2)、玻璃表面张力的增厚作用 在高温下玻璃液的粘度小(约103pas)，表面张力能充分发挥作用增厚。 只有当玻璃的温度下降到使粘度达到l05pas左右时，这种增厚作用才会大大减弱。3、玻璃拉薄 要拉薄玻璃必须在玻璃带的700850处设置拉边器。拉边器用石墨辊或与玻璃不沾连的金属辊制成。 拉边辊成对地设在玻璃板的两侧，设置对数的多少与所拉的板厚有关，如板厚为5mm、3mm、2.5mm，相应的拉边辊对数为1对、4对、5对。如拉引3mm厚玻璃时，第一对拉边辊速度为0.085m/s，最后一对为0.17m/s。采用拉边辊后，玻璃的厚度同拉引速度有一定的对应关系，玻璃愈薄，拉引速度应愈大。3. 浮法成型的工艺制度 图为徐冷法拉薄成形工艺制度示意图。其中： (1) 玻璃液通过坎式宽流槽流人锡槽；温度约1100。 (2) 摊平抛光区，温度在1050900，玻璃液粘度为102.7103.2Pas。连续均匀流入锡槽的玻璃液浮在锡液表面，摊平并被抛光，摊平抛光过程所需的时间约为2min。 (3) 徐冷区，温度由900降至850，玻璃液粘度从103.2Pas变为104.25Pas。 (4) 拉薄区，温度从850降至700，玻璃液粘度为104.25105.75Pas。在该粘度下，表面张力使玻璃变厚作用已不明显，受拉力作用玻璃易于伸展变薄，且厚度、宽度几乎按比例减小。玻璃带在该区形成了一个收缩过渡段，或称为变形区。拉边辊都设在此区。 (5) 硬化区，温度从700降至650600，玻璃的粘度为105.751010Pas。由于粘度迅速增加，使其能在保持原状情况下被拉出锡槽进入退火窑。如锡槽出口温度偏高，则玻璃带在被引上转动辊时，会出现塑性变形。反之，如温度过低，则会断板，并使锡液的氧化加剧。四、玻璃的退火一）定义与目的 消除玻璃制品在成型或热加工后残留在制品内的永久应力的过程称为退火。 目的是防止炸裂和提高玻璃的机械强度。熔铸耐火材料和铸石等成型后也都要经过退火。（二）玻璃的热应力 玻璃中由于温差而产生的内应力称为热应力。 (l) 暂时应力(temporary stress)在温度低于应变点时，玻璃经受不均匀的温度变化时会产生热应力。当温度梯度消失时，应力也消失。这种热应力称为暂时应力。 (2) 永久应力(permanentstress)当玻璃内温度梯度消失，表面与内部温度皆为常温时，内部残留的热应力，称为永久应力。（三）玻璃中应力的消除 玻璃在应变点附近属粘弹性体(伯格斯体)，既具有弹性也具有粘性，因此，应力可以得到消除(松弛)。根据麦克斯韦尔的理论，在粘弹性体中应力消除的速度可用下列方程式表示： dF/dt=-MF 式中：F应力； t时间； M比例常数，与粘度有关。（四）各种玻璃的允许应力 不可能完全消除永久应力。 表为各种玻璃的允许应力指标，其数值大约为玻璃抗张强度的1%5%。允许数值小的制品(如光学玻璃（五）玻璃的退火工艺制度 1、退火温度范围 玻璃的退火温度范围为了消除玻璃中的永久应力，必须将玻璃加热到低于玻璃转变温度Tg附近的某一温度，使应力松弛。这个选定的保温均热温度称为退火温度。 玻璃的最高退火温度是指在此温度下经过3分钟能消除应力95%，一般相当于退火点(=1012Pas)的温度，也叫退火上限温度。 最低退火温度是指在此温度下经3分钟只能消除应力5%，也叫退火下限温度。 最高退火温度至最低退火温度之间称为退火温度范围。 大部分器皿玻璃最高退火温度为55020；平板玻璃为550570；瓶罐玻璃为550600；铅玻璃为460490；硼硅酸盐玻璃为600610。实际上，一般采用的退火温度都比最高退火温度低2030，最低退火温度低于最高退火温度50150。2、玻璃退火工艺过程 玻璃制品的退火包括加热、保温、慢冷及快冷四个阶段。 加热阶段：把制品加热到退火温度。加热速度可以较快。 保温阶段：消除快速加热时制品存在的温度梯度T,t。，并消除制品中所固有的内应力。 慢冷阶段：防止在降温过程中由于温度梯度而产生新的应力。初冷速度应最低。慢冷阶段的结束温度，必须低于玻璃的应变点。 快冷阶段：指应变温度到室温这段温度区间。保证制品不致因热应力而破坏的前提下，可以尽快冷却玻璃制品。（六）退火设备退火窑 按制品的移动情况分为间歇式、半连续式和连续式三类。 1、间歇式退火窑(或称室式退火窑) 制品不运动，根据工艺要求，窑内温度随时间而变。加热方法有明焰式、隔焰式两种。其能源有燃油、燃气和煤等，还可用电加热。制品可直接放在窑底上、小车上，或放在金属篮筐内。对于光学玻璃的粗退火和精密退火，通常采用隔焰式。图是间歇式退火窑。2、半连续式退火窑 窑内各处温度恒定不变，通过制品间歇移动来实现玻璃退火过程。此种退火窑主要有牵引式和隧道式。如图两种形式。3、连续式退火窑 窑内各处温度恒定不变，而通过制品连续移动来实现玻璃退火过程。 有下列几种形式： (1)垂直送带式，如图，也称为立式或竖式退火窑。与水平式相比占地少，缩短了装、出制品的水平距离。立式结构也减少冷空气吸人的危害，但其结构复杂，对运输装置的耐热性能要求也很高。 (2)网带式退火窑，如图所示。制品被放置在金属网带上，通过带的连续转动不断将制品传送进退火窑，经退火后的制品，再被网带输送出窑外，此种退火窑目前应用最普遍 (3)辊道式退火窑，如图所示。其工作原理和结构与网带式退火窑相似，但其传输装置为一系列辊道，玻璃板在辊道上移动，结构也较简单，主要用于浮法玻璃、压延玻璃、平板玻璃的退火第五节 可塑成型 可塑泥料是由固相、液相和少量气相组成的弹塑性系统。当它受到外力作用而发生变形时，既有弹性性质，又出现塑性形变阶段，它可以在应力作用下模制成所需要的形状，当模制应力消除后能够保持那个形状。 利用模具或刀具等运动所产生的外力（如压力、剪切、挤压等）使可塑泥料产生塑性变形而制成某种形状的制品，称为可塑成型。 常用的可塑成型方法有：挤压法（粘土砖、各种陶瓷、陶瓷棍棒以及某些水泥制品）；车坯法（电瓷）；湿压法（包括旋坯法、滚压法、冷模湿压法等生产各种日用陶瓷）；雕塑、手拉坯（工艺美术品等）。 一、可塑泥料的流变特性属于宾汉体，只是由于它的含水量低，固体含量大，所以有很高的屈服值，成型后能克服自重的影响而不变形。流变性常用剪切应力和剪切应变图来表示。 可近似地用屈服值和允许变形量的乘积来表示泥料的成型能力。对于某种泥料来说，在合适的水分下，这个乘积可达到最大值，也就具有最好的成型能力。 不同的可塑成型方法对泥料上述两个参数的要求是不同的： 在挤压或拉坯成型时，要求泥料的屈服值大些，使坯体形状稳定。 在石膏模内旋坯或滚压成型时，由于坯体在模型中停留时间较长，受应力作用的次数较多，屈服值可以低些。 手工成型的泥料允许变形量可小些，因为工人可根据泥料的特性来适应它。 机械成型时则要求允许变形量大些，以降低废品率。 由几种不同成型方法对坯料所加扭力测定的结果可知，三种旋坯泥料的屈服值较小，而挤压法和拉坯法较大。二、可塑成型的方法 (一)挤压（挤出）成型 采用挤压法成型时，可塑料团被挤压机的螺旋或活塞挤压向前、经过机嘴出来达到要求的形状。 各种管状产品(如高温炉管、热电偶套管、电容器瓷管等)、柱形瓷棒或轴(如电阻元件的瓷棒)或断面形状规则的产品(圆形、椭圆形、方形、六角形等)都可用挤压法成型。 坯体的外形由挤坯机机头的内部形状所决定，坯体的长度根据需要进行切割。 1、挤制压力主要决定于机头喇叭口的锥度，挤嘴出口直径d和机筒直径D之比。 一般当机嘴出口直径dl0mm时，12-13；10mm，17-20。 2、d/D比值愈小则对泥料挤制的压力愈大，一般比值在11.6-12范围内。 3、为了使挤出的泥段或坯体表面光滑、质量均匀，机嘴出口处有一段定型带，其长度L根据机嘴出口直径d而定，一般为L2-2.5d。 4、当挤制压力固定后，挤出速率主要决定于主轴转速和加料快慢。出料太快时，由于弹性后效，坯体容易变形。 5、管壁厚度 挤出管子时，管壁厚度必须能承受本身的重力作用和适应工艺要求；管壁薄则其机械强度低(尤其是径向的强度低)，容易变成椭圆形。 6、 挤压法成型对泥料的要求： （1）粉料细度和形状：细度要求较细，外形圆润。 （2）溶剂、增塑剂、粘结剂等用量要适当，同时必须使泥料高度均匀，否则挤压的坯体质量不好。挤压法的优特点是： 污染小，操作易于自动化，产品截面相同，可连续生产，效率高。适合管状、棒状、蜂窝状产品的生产。 但挤嘴及模具结构复杂，加工精度要求高。由于溶剂和结合剂较多，因此坯体在干燥和烧成时收缩较大，性能受到影响。 挤压成型产品的缺陷： (1) 气孔：由于练泥时真空度不够，或者手工揉料不均匀，经过挤泥机出口后坯体断面上出现裂纹。 (2) 弯曲变形：坯料太湿，组成不均匀，承接坯体的托板不光滑均会出现这种缺陷。 (3) 管壁厚度不一致：型芯和机嘴的中心不同心。 (4) 表面不光滑：挤坯时压力不稳定，坯料塑性不好或颗粒呈定向排列都可能产生这种缺陷。挤制大型泥段时，机头锥度过大，机嘴润滑不良也会使坯体表面粗糙或呈波浪形。（二）旋坯成型 是利用型刀(又叫样板刀)和石膏模进行成型的一种方法。阴模旋坯(内旋)、阳模旋坯(外旋)。 旋坯时系根据坯体直径来决定陶车主轴转速。直径大于300mm的坯体转速为120-140rpm，小于300mm时转速为270-250rpm甚至更高，如200mm直径的盘子转速可达420rpm 旋坯用的型刀一般用5-6厘米钢板制成，锉成30-45角，以便排出余泥，减少阻力。 旋坯成型设备简单，型刀的制作和更换比较容易。但容易导致产品变形，尤其薄壁产品更加显著。 适用于生产日用瓷的碗、盘碟及陶器的缸、盆、罐、坛等制品，也用于鱼盘、壶类制品，其特点是生产效率高。 （三）滚压成型 滚压成型是由旋坯法发展而来，这种方法把扁平的型刀改变为