[发明专利]一种光学玻璃的成型装置及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于光学玻璃熔制成型技术领域。具体涉及一种光学玻璃条料的成型装置及其生产方法，特别是涉及生产镧系光学玻璃条料成型厚度超过40mm的成型装置及其生产方法。

背景技术

在光学玻璃熔制成型领域中，条料成型工艺是一种主要的成型工艺。光学玻璃在熔融状态下，经模具自然成型或拍压成型并切成一定尺寸的光学玻璃条料，玻璃条料的成型装置一般由底模、侧模和堵头组成。由于玻璃液具有随着温度的降低而快速凝固的特性，因此用这种方式生产的光学玻璃条料具有较大的圆角（简称R角），如图5所示。R角为光学玻璃在成型过程中，在粘性玻璃液的表面张力作用下，在成型边缘产生的。尤其是生产厚度超过40mm条料时，由于成型时间长，玻璃的R角更大，产品在下一道工序切磨过程中，R角部分的玻璃就不符合使用要求，料废很大，而且在加工过程中费工费料，加工成本高。在早期的光学玻璃生产中，曾试图依靠拍压成型技术来解决这一难题，在成型过程的可塑阶段，依靠外力持续对玻璃表面进行拍压，以取得成型质量较好的光学玻璃。这种成型方式在传统大粘度的光学玻璃中取得了较好的成效。

近年来，随着镧系光学玻璃的发展，镧系光学玻璃的生产量也逐步增大，且生产的条料规格尺寸在厚度、宽度方面也逐渐增大。由于镧系玻璃具有粘度小、易析晶的特性，在生产大规格镧系光学玻璃的过程中，由于玻璃散热慢，表面温度高，玻璃条料容易产生表面条纹。其次，受生产环境中杂质的影响，还容易在玻璃表面出现析晶，影响产品质量。因此在镧系玻璃的生产过程中，这种靠外力拍压的成型方式也没能在镧系光学玻璃的成型过程中得到推广。

专利文献CN 101186428A提供了一种光学玻璃成型装置，如图1所示，该装置由底模、侧模和堵头组成，并且在侧模上设置有火焰加热装置，可以通过对玻璃液表面的加热方式来减缓玻璃液的凝固，从而达到生产大规格玻璃条料的目的。这种生产方式可以较好地解决生产普通光学玻璃的大规格条料，对条料的R角也有一定的改善作用，但是在生产镧系光学玻璃条料时，由于镧系玻璃具有粘度小、易析晶的特性，所以在火焰加热时，玻璃表面收到火焰的加热容易出现成型条纹，而且受燃烧杂质的诱导，玻璃表面容易出现析晶。显然，这种成型装置不适用于生产大规格镧系玻璃条料。

专利文献200610022703.X提供了一种氟磷酸盐玻璃的成型装置，如图2所示，该装置所述模具由底模、侧模和挡块构成，并且在模具上设置有冷却盖板，在冷却盖板上设置有通气孔。该发明给玻璃表面进行通气冷却，解决了氟磷酸盐玻璃在成型过程中因玻璃表面挥发而造成的面部成型条纹。但是对玻璃的成型质量没有改善，而且在冷却过程中增大了玻璃液的表面粘度，使玻璃的成型R角更大。

以上两个专利通过模具表面的加热或冷却，分别改善了光学玻璃条料在成型过程中的R角和面部条纹问题，但都只是片面的改善，每项发明只能解决面部条纹和R角两个成型问题中的一项，玻璃成型后的整体质量并没有得到改善。

发明内容

本发明的目的在于设计出一种能稳定生产R角小，成型质量高的成型装置及生产方法，并能有效地解决镧系光学玻璃条料易析晶地难题。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案是：一种光学玻璃的成型装置，包括底模，其特征在于：还包括顶模、加热装置、底模冷却通道、顶模冷却通道、第一测温热电偶和第二测温热电偶；所述顶模为U型槽，底模为平面底板，顶模与底模安装在一起形成玻璃成型腔体；所述顶模冷却通道、第二测温热电偶设置在顶模的上壁内；所述底模冷却通道设置在底模的板内；所述加热装置、第一测温热电偶设置在顶模下方的U型槽内。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述U型槽的槽宽为100～200mm，槽高为40～80mm。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述加热装置为管状加热器。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述管状加热器为直径为Ф8～Ф12mm、长度为80～150mm的不锈钢管状加热器。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述顶模的前端削出50～100mm长的斜面。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述顶模冷却通道的直径为Ф8～Ф12mm、长度为100～200mm，顶模冷却通道按玻璃条料的拉制方向对称分布，两侧顶模冷却通道的间距为玻璃条料宽度的1/3～2/3。

本发明光学玻璃成型装置的技术解决方案中所述底模、顶模的材质为铝青铜或者模具钢材料。

本发明光学玻璃成型生产工艺的技术解决方案是：一种光学玻璃成型生产工艺，其特征在于包括以下工艺步骤：