由“温差”所产生的瓶底缺陷

玻璃委员会技术专家 赵民生 高级工程师

我们在测试玻璃瓶时，常发现在进行冷热骤变（ThermalShock）与内压力（Internal Pressure）测试时有瓶底破裂的现象，（沈阳金锐刀片）人们往往会纳闷：瓶底有足够的厚度（一般均为瓶身的二倍），再看看瓶底也是无毛刺无裂纹，为什么厚厚的瓶底承受不了内压力会破裂？是瓶底在成形过程中出现了什么差错？看似平整光滑的瓶底到底潜在着什么隐蔽的缺陷。就此问题浅谈本人的看法。

众所周知，初型模与闷头二者组成了整个初模的模腔，闷头是初模的底模。二者组成是一整体的，现代加工的闷头与初模其配合也可谓是严丝合缝。见图一。

    图一 初模与闷头组成初模腔室

问题来自于闷头与初模上部它们之间的温度差。

闷头在第一动作扑气时闷头隔着漏斗处在初模的上方，它完全没有接触到玻璃液，（沈阳三环剪刀片）并没有被加热且在扑气的作用下还有冷却作用，它仅仅只在闷头第二动作倒气封底时，才接触到玻璃液，但时间相对较短，（一般为100°左右），而大部分时间闷头上升摆出，脱离了制瓶高温区，由此它温度必然较低见图二左（288℃），而初模则反之受料时间长，从落料开始直到初模开（为200°左右），它一直包裹着玻璃料滴，因此温度居高（398.1℃），见图二右：闷头与初模的温差达110.1℃。

图二 闷头与初模内腔的温度

试想：一团温度高达1100℃的料滴，它猛然接触到冷的闷头，料滴表面温度必然骤降形成硬皮料。（金锐剪刀片）此料与初模出来的料必产生了温度差，二者的玻璃液在重热和正吹气作用下并没有完全熔在一起（Baffle Match does not Fuse together），必会产生间隙，肉眼观察即为瓶底的闷头印。当然以上图二的温差仅是一个例子，此温差与制瓶机机速、品种和初模冷却等均有关联。

二者料胚熔化就像和面一样，要将二块不同水分的面团揉合并形成一块新面团，显然是十分困难的，二者之间的面团必会有间隙。又如二条河流由于含沙量或比重等不同，在汇合处呈现出一条明显的分界线，所谓泾渭分明，见图三。

  图三 有温差料胚二者不能充分熔合，泾渭分明

这就是闷头与初模 “温差”所带来的瓶底隐患。

图四 闷头印破裂并延伸

由此联想到玻璃厂流传的一小故事：说一制瓶车间临车道的一玻璃窗玻璃破碎，（供料机剪刀片）冬季的冷风吹进车间，正巧直吹到制瓶机的某组的闷头摆出的位置处，该闷头被吹“冷”，结果在冷端检验时发现不少瓶底爆裂的玻璃瓶，几经分析查找最后其原因是：该机组闷头与初模产生了较大的温差所致。暂不评价此故事的真伪，单从制瓶角度来看，闷头温度下降确是增加了它与初模的温度差。

如果二者温差过大，它会产生应力（InternalStress），部分玻璃瓶厂有过此类瓶的经历，它竟会在退火窑内爆裂。

客观地说由于吹&吹法成形工艺的特殊性，闷头与初模二者的温差是不可避免的，问题是我们如何看出它的存在以及多大的温差是能够接受的。对于受震动、有内压要求、有高温清洗以及巴氏高温消毒的玻璃瓶更要注意。

1. 用温度测量仪器测出闷头与初模的温度，并且记录下长期测量分析后，（沈阳剪刀片）技术人员应对某一品种制定出二者温差能接受的最大值，参考图二所示。

2.肉眼观察玻璃瓶瓶底的分布情况，一般由于温差的存在它在瓶底有一深深的闷头印（Deep Baffle Mark），对已爆裂的瓶底要进行综合分析。

3.检查闷头摆出的位置处是否有冷风吹等问题。

根据观察检查的情况可改进：

1.加强与延长在成模中的重热时间和效果，它可减少温差并淡化闷头印，

2.打保温孔：其方法是在闷头处钻一圈保温孔（Heat Pocket）。使闷头的温度有所提高。从而可以降低玻璃液的粘度值，增加玻璃液的流动性，在重热与正吹气倒气的作用下，使闷头处的玻璃液与初模相二者熔合减少闷头印。钻保温孔示意图如图五。

图五 钻保温孔示意图

此保温孔钻的深度要根据闷头的形状而定，其孔距闷头的内腔一般在十毫米左右。孔要围着闷头钻一圈。孔径一般掌握在4~6毫米左右，再在此孔上扩钻直径大于它的平台阶，盖上一小铁堵头，用电焊将其焊封，形成一个一个的保温空穴，利用空穴中的不流动的空气，起到隔热保温的作用。

3.闷头选用铜质合金材料，它散热快吸热也快（但成本高）。

4.在一些特殊的情况可适当加热，如在机速慢制造特别的玻璃瓶可以在闷头摆出的位置处，放置一煤气小管燃烧后对闷头进行加热。

其中的1，2条基本无投资成本的，特别是第2条成本低效果较好，对其他制瓶工艺影响也小，玻璃瓶工厂如需值得一试。

以上仅是本人在实践工作中的体会，不妥之处望指正。