劉 健(山東省藥用玻璃股份有限公司,山東 淄博256100)
玻璃瓶的生產(chǎn)重在過程控制[1-3],如過程控制不當(dāng)會造成較多缺陷,不僅會影響生產(chǎn)商的利潤水平,更會影響消費(fèi)者的使用?,F(xiàn)將玻璃瓶的生產(chǎn)流程中遇到的常見問題,以及這些問題如何有效控制做以下分析,以便于更好地服務(wù)于產(chǎn)品質(zhì)量的控制。
玻璃液成為玻璃瓶的第一步是形成料滴,因而料滴的好壞,直接影響著下一步的成型。影響料滴質(zhì)量的因素有以下方面:
1)料滴形狀粗短時(shí),難以進(jìn)入初型模,且容易產(chǎn)生皺紋、口部不飽滿等缺陷。
2)料滴形狀細(xì)長時(shí),雖然料滴容易裝進(jìn)初型模,但易產(chǎn)生折褶,往往造成制品的裂紋、皺紋等缺陷,并且在料滴進(jìn)行剪切時(shí),常引起口部冷裂紋。
料滴溫度一般依據(jù)玻璃瓶重量,機(jī)速高低以及玻璃本身的操作范圍確定一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?,使工藝穩(wěn)定,在提高機(jī)速時(shí),一般應(yīng)盡可能使設(shè)定溫度低一些好。
1)料滴溫高時(shí),造成料形細(xì)長,易出現(xiàn)橫皺紋、疊料、瓶壁薄等缺陷。
2)料溫過低時(shí),料滴短粗、剪刀剪切不良,易出現(xiàn)剪刀刃,并且由于料溫低,會出現(xiàn)吹制不飽滿及裂紋等缺陷。
料重由制品規(guī)格確定,由于容量的要求,所以要按標(biāo)準(zhǔn)要求控制好料重。當(dāng)料重超標(biāo)時(shí),會出現(xiàn)容量不足或超過容量的現(xiàn)象,成為不合格制品。
綜上要獲得合適的料滴,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),除了具備合適的料碗以外[1],要盡可能通過溫度的調(diào)整,做到與初模形狀接近,否則難以成型。
初型的形成,主要由撲氣、芯子上、倒吹氣等這些主要?jiǎng)幼魍瓿?,下面將這幾個(gè)動(dòng)作容易出現(xiàn)的問題描述如下:
撲氣是對進(jìn)入初模的料滴利用壓縮氣在瞬間形成瓶口的過程,為防止玻璃局冷卻,撲氣在裝料之后就應(yīng)盡可能早進(jìn)行,如撲氣過晚,料滴一旦進(jìn)入初型模內(nèi),模具、玻璃料滴都產(chǎn)生一定的溫差,這往往會產(chǎn)生裂紋、口部不飽滿等缺陷;如撲氣時(shí)間過短,瓶口玻璃未能充分硬化,口部成形不好,容易產(chǎn)生瓶口變形等缺陷。
芯子上確定了瓶口內(nèi)徑,其動(dòng)作對瓶口部位的成形條件、壁厚分布都有很大影響。撲氣結(jié)束后,應(yīng)盡快退出芯子,使瓶口內(nèi)氣穴處玻璃得到充分的重?zé)?,如接觸時(shí)間過長,將會造成瓶口偏厚等缺陷,此外還因芯子過熱使瓶口內(nèi)與頂芯子粘連;如芯子過冷,則會造成瓶口部位的冷裂紋等缺陷。
利用倒吹氣在已被撲氣的玻璃內(nèi)吹出氣穴,即成為初型。為了減少初型及模具的溫度差異,最好在芯子下后盡早實(shí)現(xiàn)倒吹。當(dāng)?shù)勾禋馔頃r(shí),使初型和模具產(chǎn)生溫度差異,導(dǎo)致制品壁厚不均,易斷腰;如果倒吹氣過短,往往產(chǎn)生瓶肩及瓶壁處的變形、瓶肩薄以及裂紋等缺陷。
玻璃瓶最終成型主要控制好三方面因素:一是正吹氣,其次就是成型模具溫度,再者就是成型機(jī)速。
正吹氣是向初型內(nèi)吹入壓縮空氣,使之以成型模內(nèi)腔的形狀成形。正吹氣重點(diǎn)控制好正吹氣時(shí)間和壓力。正吹氣的時(shí)間確定了制品充分散熱而從成型模中取出時(shí)不致于變形的條件,要使瓶罐能夠合理成形,就要盡可能散熱而使正吹氣時(shí)間長一些,如時(shí)間過短,制品散熱不夠,瓶肩、瓶體產(chǎn)生變形。正吹氣時(shí)間確定之后,正吹氣的壓力應(yīng)在制品不變形或不使瓶體成形不良的條件下盡可能低一些,否則如壓力過低,初型不能按成型模內(nèi)腔形狀完成吹制,成型壓力一般控制在0.3MPa左右。
模具溫度控制對成型質(zhì)量來說相當(dāng)重要。模具溫度過高,開模時(shí)易產(chǎn)生瓶肩、瓶壁處的撕裂紋,也會因溫度過高造成模腔內(nèi)壁氧化,產(chǎn)生黑點(diǎn)附著在瓶體上造成缺陷;模具溫度過低,將會造成瓶身裂紋、瓶身凹凸變形等缺陷。模具溫度高低,除了與初型料溫有關(guān)外,還與模具的冷卻風(fēng)量、冷卻時(shí)間有關(guān),所以要定期測量溫度。
生產(chǎn)機(jī)速要與窯爐的設(shè)計(jì)出料量保持一致,前提是確保熔化質(zhì)量、滿足成型要求。如果機(jī)速過快,除了會造成產(chǎn)品出現(xiàn)氣泡等缺陷外,也會出現(xiàn)因機(jī)速過快,導(dǎo)致成型冷卻不良而出現(xiàn)瓶體變形、偏底等缺陷,所以需要制定機(jī)速參數(shù)控制。
玻璃制品在成型模具內(nèi)被鉗出時(shí),應(yīng)合理調(diào)整鉗瓶速度,如果速度過快、動(dòng)作過猛,將會造成玻璃瓶晃動(dòng),使瓶頸部變形。鉗出的玻璃瓶被放置在輸瓶網(wǎng)帶上之前,需要放置在止停板上用冷卻風(fēng)冷卻,隨后被撥瓶器撥向輸瓶網(wǎng)帶,此階段如果瓶體冷卻不良、散熱不夠?qū)⒃斐伤谆蚱可碜冃蔚热毕?;另外,如果過度冷卻,玻璃瓶將會在進(jìn)入退火爐后受熱沖擊而產(chǎn)生炸身、爆瓶,所以控制合理的冷卻時(shí)間、冷卻風(fēng)量也非常重要。
玻璃制品在進(jìn)入退火爐后,要經(jīng)過合理的退火過程才能確保退火質(zhì)量,如果控制不當(dāng),不僅會造成外觀上的缺陷,更重要的是會造成產(chǎn)品理化性能方面的缺陷,現(xiàn)將常見的缺陷列舉如下:
1)網(wǎng)帶印,俗稱烙花。即制品底部留有退火爐網(wǎng)帶的痕跡,當(dāng)退火爐中瓶體溫度過高,使瓶體底部接近軟化點(diǎn)溫度時(shí),由于瓶子自重而造成網(wǎng)帶印。出現(xiàn)此類問題可通過降低退火爐加熱溫度來控制。
2)應(yīng)力不合格。玻璃制品中由于存在溫度差而產(chǎn)生的應(yīng)力,稱為熱應(yīng)力,這種熱應(yīng)力能降低制品的強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。如果退火爐燃燒加熱部位溫度過低,或者是網(wǎng)帶寬度兩側(cè)上局部過低將會產(chǎn)生熱應(yīng)力;另外,如果退火爐加熱段的溫度過高,而在慢冷階段過快,也會出現(xiàn)此問題,需要對退火溫度曲線進(jìn)行調(diào)整。
以上是玻璃瓶的生產(chǎn)流程中常遇到的關(guān)鍵點(diǎn)的控制,是保證正確成型的關(guān)鍵,各玻璃生產(chǎn)企業(yè)可結(jié)合自身生產(chǎn)現(xiàn)狀再細(xì)化相應(yīng)控制措施,相信一定能夠收到良好的效果。
[1] 西北輕工業(yè)學(xué)院. 玻璃工藝學(xué).北京:中國輕工業(yè)出版社,1995
[2] 齊齊哈爾輕工業(yè)學(xué)院. 玻璃機(jī)械設(shè)備.北京:輕工業(yè)出版社,1983
[3] 作花濟(jì)夫. 玻璃手冊.北京:中國建筑工業(yè)出版社,1985