[發明專利]一種大型光學玻璃平鏡熱加工成球面鏡的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410193536.X
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104058580B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 顧敏強;鐘獎生;朱能鴻;刁佩華;秦爭;陳建民
• 申請（專利權）人: 嘉善冠得光學玻璃有限公司
• 主分類號: C03B23/023
• 分類號: C03B23/023
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 周豪靖

技術領域

本發明所涉及光學玻璃槽沉熱加工技術領域，是常規光學玻璃熱加工的特例。其特點是要控制槽沉熱加工后的產品有幾何形狀尺寸要求，并保持原材料的各類技術指標。本技術的突破將對大型光學玻璃槽沉熱加工技術推廣應用有積極的意義。

背景技術

光學玻璃屬一種無機材料，其具有一定光學特性的特種玻璃材料，廣泛應用于攝影、攝像、信息產業和科研、軍工等領域。由于其生產制造的特殊性，目前國內或國外很難提供質量指標如下表的以上規格的材料。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供能是平鏡均勻軟化，并保持厚度、光學特性不變，應力達2級以上，適用于直徑厚度比大的大型光學玻璃平鏡熱加工成球面鏡的裝置及方法。

為了達到上述目的，本發明所設計的一種大型光學玻璃平鏡熱加工成球面鏡的裝置，包括熱加工爐、溫度控制裝置、模具、溫度均衡裝置、溫控熱電偶和標桿，其特征是所述的熱加工爐與被加工的光學玻璃之間設置有溫度均衡裝置，所述的溫度均衡裝置包括金屬底面和金屬側壁，在其金屬底面上設置模具，在模具上部放置被加工的光學玻璃，且金屬側壁到被加工的光學玻璃外徑間的距離處為a，金屬側壁的上端面到被加工的光學玻璃上表面的距離為h，模具的高度為H_－模；H_－模＝δ₁×a；a＝δ₂×h；其中δ₁、δ₂為經驗修正系數。

為了達到有效控制溫度的目的，所述溫控熱電偶為兩組，每組兩點，兩點之間設置的相位差180°，兩組之間的相位差為90°，且一組設置在被加工的光學玻璃的上方，另一組設置在被加工的光學玻璃的下方。

為了達到有效控制平鏡形變的目的，所述的標桿設置在被加工的光學玻璃中心向邊緣的50％～95％×R的位置。

本發明所設計的使用上述加工裝置的大型光學玻璃平鏡加工成球面鏡的方法是：所述的將被加工的光學玻璃設置與模具上，并使被加工的光學玻璃的中心與模具圓心重合，然后通過熱加工爐加熱升溫，在升溫過程中通過四個溫控熱電偶控制溫度均衡裝置內的溫度差≤6℃，當接近軟化溫度區域時保溫，并控制溫度均衡裝置內的溫差≤±2℃，當標桿開始發生變化初始時溫度均衡裝置內的溫差≤±1℃，當標桿變化將達到設定值時開始緩慢降溫。

為了保證最終產品的質量，所述的升溫過程為80～110小時，保溫時間為8～12小時，緩慢降溫時間為4～8小時，緩慢降溫后按精密退火工藝對被加工的光學玻璃進行處理。

本發明所設計的一種大型光學玻璃平鏡熱加工成球面鏡的裝置及方法，通過設置溫度均衡裝置，使得被加工的光學玻璃所處的溫度場更趨均勻，其精確控制里溫度均衡裝置內的空間，使得溫度場內既有做夠的熱空氣對流空間，又能克服個方向發熱體的溫度差，達到被加工的光學玻璃達到軟化溫度區域內。玻璃體內部與表面同時軟化，玻璃體的表面積僅發生微小拉伸，控制在合理范圍內。同時，本發明還公開了加工方法，在加工方法中，精確控制了加溫、保溫以及降溫的時間、溫度及方法，最終使得被加工的光學玻璃在重力的作用下緩慢軟化，恰到好處的包裹在所設計的模具表面。另外，設計的緩慢降溫時間，利用溫度差變化的滯后效應，然被加工的光學玻璃內部的熱量散發具有足夠的時間和溫度，從而防止了重力作用下沉槽過度或中部厚度在邊緣重力的作用下拉伸變薄。

綜上所述，本發明所得到的加工裝置及方法，與現有技術相比，能直接對厚度70mm，直徑660mm以上的平鏡加工使用，大大降低了現有技術中必須使用200mm厚度的平鏡坯來制作的材料浪費率，也降低了加工難度，并且公開了玻璃單位時間內溫度與形變量的關系，對今后類似玻璃的熱加工提供了技術依據。

附圖說明

圖1為本發明大型光學玻璃平鏡熱加工成球面鏡的方法和裝置布局相對位置示意圖。

圖2為本發明熱加工溫度控制關鍵部分關系示意圖。

具體實施方式

下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。

實施例1：