[发明专利]一种去除厚底玻璃瓶应力的方法

说明书

本发明提供了一种去除厚底玻璃瓶应力的方法，涉及玻璃瓶加工技术领域。本发明将厚底玻璃瓶先进行表面处理，然后再进行预热、匀热、瓶底热处理、抛光之后，最后进行退火处理。利用本发明的加工工艺可以有效除去厚底玻璃瓶中的应力，提高玻璃瓶的强度以及热稳定性。

技术领域

本发明涉及玻璃瓶加工技术领域，尤其涉及一种去除厚底玻璃瓶应力的方法。

背景技术

玻璃瓶在生产过程中，玻璃瓶经受激烈的、不均匀的温度变化，会产生热应力。这种热应力能降低玻璃瓶的强度和热稳定性。

玻璃瓶中的应力一般可分为三类：热应力、结构应力及机械应力。其中热应力是由于玻璃中存在温差而产生的应力，按其产生的特点可分为暂时应力和永久应力两类。

1)暂时应力

在温度低于应变点时，处于弹性变形温度范围内(即脆性状态)的玻璃在经受不均匀的温度变化时所产生的热应力，随温度梯度的存在而存在，随温度梯度的消失而消失，这种应力称为暂时应力。

把温度低于应变点以下的、无应力的玻璃板进行双面均匀自然冷却，则玻璃表面层的温度急剧下降，由于玻璃的导热系数低，故内层冷却缓慢，由此在玻璃内部产生了温度梯度，沿厚度方向的温度场分布呈抛物线形。

玻璃瓶在冷却过程中处于较低温度的外层收缩量应大于内层，但由于受到内层的阻碍而不能收缩到正常收缩量，所以外层产生了张应力，内层处于压缩状态而产生了压应力。这时玻璃厚度方向的应力分布是外层为张应力，内层为压应力，其应力分布呈抛物线形。在玻璃中间的某层，压应力和张应力大小相等，应力方向相反，相互抵消，该层应力为零，称中性层。

玻璃瓶继续冷却，当表面层冷却到室温后，表面温度不再下降，其体积也不再收缩，但内层温度高于外层，它将继续降温收缩，这样外层开始受到内层的拉引而产生压应力，此部分应力将部分抵消冷却开始时所受到的张应力，而内层收缩时受到外层的拉伸呈张应力，将部分抵消冷却开始时的压应力。随着内层温度不断下降，外层的张应力和内层的压应力不断相互抵消，当内外层温度一致时，玻璃中不再存在应力.反之，若玻璃板由室温开始加热，直到应变点以下某温度保温时，其温度变化曲线与应力变化曲线恰与上述相反。

暂时应力虽然随温度梯度的消失而消失，但其应力值应严加控制，若超过了玻璃的抗张强度的极限，玻璃会发生炸裂。通常应用这一现象以骤冷的方法来切割玻璃制品及玻璃管、玻璃棒等。

2)永久应力

当玻璃瓶玻璃内外温度相等时所残留的热应力称永久应力。将一块玻璃瓶加热到高于玻璃应变点以上的某一温度，待均热后板两面均匀自然冷却，经一定时间后玻璃中温度场呈抛物线分布。玻璃外层为张应力而内层为压应力，由于应变点以上的玻璃具有粘弹性，即此时的玻璃为可塑状态，在受力后可以产生位移和变形，使由温度梯度所产生的内应力消除。这个过程称为应力松弛过程，这时的玻璃内外层虽存在着温度梯度但不存在应力。当玻璃冷却到应变点以下，玻璃已成为弹性体，以后的降温与应力变化与前述的产生暂时应力的情况相同，待冷却到室温时虽然消除了应变点以下产生的应力，但不能消除应变点以上所产生的应力，此时，应力方向恰相反，即表面为压应力，内部为张应力，这种应力为永久应力。

3)结构应力

玻璃瓶因化学组成不均导致结构上的不均而产生的应力称结构应力。它是属于永久应力，玻璃瓶即使经退火也不能消除这种应力。玻璃中的成分不均体，其热膨胀系数与主体玻璃不相同，因而主体玻璃与不均体的收缩、膨胀量也不相同，在其界面上产生了应力，所以，退火也不能消除这类应力。例如，当玻璃中存在结石、条纹和节瘤时，就会在这些缺陷的界面上引起应力。

4)机械应力

由外力作用在玻璃瓶中玻璃上引起的应力，当外力除去时该应力随之消失，此应力称机械应力。在生产过程中，若对玻璃瓶施加过大的机械力也会使玻璃制品破裂。