Способ термического упрочнения стекла Советский патент 1988 года по МПК C03B27/00 

со со

4

СО

оо

Изобретение относится к стекольной промьшшенности, в частности к технологии упрочненного стекла. Закалку осуществляют за счет резкого охлаждения нагретого стекла зернис- тым материалом в псевдоожиженном состоянии. Зернистый материал подают в виде струй перпендикулярно поверхности стекла со скоростью 1,12-4 м/с, причем доля пустот в каждой из них равна 0,483-0,865. Лист подают горизонтально или вертикально. 2 з.п. ф-лы, 7 табл.

см

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к технологии изготовления упрочненного стекла.

Цель изобретения - повышение качества закалки.

Согласно способу осуществляют темическое упрочнение стекла, при котором горячее стекло закаливают зернистым материалом в виде струи со скоростью, гарантирующей сохранность ее на пути к стеклу.

Закаляют листы известково-натрие вого стекла с габаритными размерами 300 X 300 мм. Каждьй лист нагревают до затем закаливают в струя частиц.

Скорость выброса каждой струи в направлении к поверхности стекла та кова, что она обеспечивает четкую, нераспльгачатую границу струи и сохранность целостности струи на ее пути к поверхности стекла. Струи ; ударяют в стекло до того, как они изгибаются вниз в сколько-нибудь существенной степени.

Относительный объем пустот являеся показателем объема пустот внутри каждой струи частиц. Например, для каждой струи относительный объем пустот равен

Vn- Vp

Vn

где V - объем короткого участка

струи;

VP - объем зернистого материала в этом коротком участке струи.

Значение относительного объема пустот уменьшается с увеличением сте пени крупности зернистого материала и для пороигкообразного материала падает до значения в пределах от 0,4 до 0,5.

Струи зернистого материала направ ляют на поверхности стекла в продолжение заданного периода времени, дос таточного для возникновения требуемых упрочняющих напряжений в стекле.

Пример 1. Для упрочнения стекла используемый зернистый материал ,-окись алюминия имеет следующие свойства: плотность(объемный вес частиц),83 г/см , диапазон размеров частиц 20-140 мкм, средний размер частиц 60 мкм.

0

5

0

5

0

0

5

0

5

Несколько листов стекла различной толщины нагревают до 650°С и затем подвергают закалке струями -окиси алюминия при следующих условиях: давление воздуха, подаваемого в трубы 0,172 МПа, скорость струи на выходе из сопел 1,88 м/с, массовый расход из каждого сопла 10,1 г/с, относительный объем пустот в каждой струе 0,602.

Степень упрочнения листов стекла толщиной от 1,1 до 12 мм представлена в табл.1.

Центральное растягивающее напряжение измеряют по методу рассеянного света, при котором сквозь кромку стекла направляют луч гелиево-неоно- вого лазера и измеряют Полосы разности хода на первых мм поверхности стекла для получения показателя среднего центрального растягивающего напряжения на этом участке стекла. Поверхностное сжимающее напряжение измеряют с помощью дифференциального поверхностного рефрактометра.

Изменение давления воздуха ока- зьшает влияние на скорость струй jv-окиси алюминия на выходе из сопел и на относительный объем пустот в каждой струе, что представлено в табл.2, в которой показаны результаты для упрочнения листов стекла толщиной 2,3 и 3 мм, которые нагревают до температуры закалки, равной .

Эти результаты показьшают, что увеличение давления подаваемого воздуха от 0,035 до 0,276 МПа приводит к повьппению скорости струй частиц на выходе из сопел от 1,12 до 2,3 м/с. Относительный объем пустот находится в пределах от 0,533 до 0,714. Массовый расход т-окиси алюминия в каждой струе увеличивается от 4,34 до 11,73 г/с.

П р и м е р 2. Для упрочнения стекла используют в качестве зернис- трго материала тригидрат окиси алюминия ( ),имеющего следующие свойства: объемный вес частиц 2,45 г/см , диапазон размеров частиц 20-160 мкм,средний размер частиц 86 мкм.

Несколько листов стекла различной толщины нагревают до 650 С и затем закаливают струями тригидрата окиси алюминия при следующих условиях: давление воздуха, подаваемого в трубы 0,172 МПа, скорость струи на

выходе из сопел 1,77 м/с, массовый расход из каждого сопла 10,38 г/с, относительный объем пустот в каждой струе 0,68.

Степень упрочнения листов стекла толщиной от 1,1 до 12 мм показана в табл.3.

Изменение давления воздуха влияет на скорость струй на выходе из сопел, относительный объем пустот в струях и степень упрочнения листов.

Результаты исследований (аналогичных исследованиям, проведенным с использованием у-окиси алюминия), про- веденных с листами стекла толщиной 2,2,3 и 3 мм, нагретыми до 650°С, показаны в табл.4.

ПримерЗ. В качестве зернистого материала для упроннения стекла используют смесь 95% по объему тригидрата окиси алюминия и 5% по объему бикарбоната натрия для упрочнения листов стекла толщиной 2,3 мм и габаритными размерами 300 х 300 мм Бикарбонат натрия имеет средний размер частиц 70 мкм и плотность 2,6 г/ /см. Получают более высокие напряжения, чем при закалке одним только тригидратом окиси алюминия. Полученные результаты представлены в табл.5

При тех же условиях в листе тол- 3 мм получают даже более высокие напряжения, как показано в табл.6

П р и м е р 4. Для термического упрочнения листа стекла толщиной 2,3 мм, используют порощок, содержащий полые стеклянные сферы из пылевидной золы от энергетических котлов и имеющий следующие характеристи ки: плотность материала 2,6 г/см , объемный вес частиц 0,38 г/см, диапазон размеров частиц 15-200 мкм, средний размер частиц 80 мкм.

Давление воздуха регулируют, чтобы получить струи, имеющие скорость

1,1

0

5

5

0

5

5

1,4 м/с на выходе из сопел и относительный объем пустот 0,76.

Лист толщиной 2,3 мм перед закалкой нагревают до 650 С, при этом центральное растягивающее напряжение в листе упрочненного стекла составляет 58 МПа.

П р и м е р 5. Для упрочнения стекла используют зернистый материал- цирконовый песок крупности 150 меш, имеющий следующие характеристики: объемный вес частиц 5,6 г/см , диапазон размеров частиц 30-160 мкм, средний размер частиц ПО мкм.

Полученные результаты упрочнения листов стекла толщиной 2,3 мм представлены в табл.7.

Изобретение позволяет получить термически упрочненные листы стекла с высокими значениями центрального растягивающего напряжения и соразмерными высокими значениями поверхностного сжимающего напряжения, что является показателем высокого качества закалки.

Формула изобретения

за счет подачи газа под давлением в слой материала, отличающий- с я тем, что, с целью повышения качества закалки, зернистый материал подают в виде струй,перпендикулярно поверхности стекла со скоростью 1,12-4 м/с, причем доля пустот в каждой из них равна 0,483-0,865.

Таблица I

50

74

63

108

82

126

138

140

142

Таблица 2

ТаблицаЗ

150 259 288

300 309

1,13 1.51 1 ,78 2,51

0,736 0,66 0,683 0,729

49 70 74 76

Таблица

46 60 68 72

54 68 72 76

58 78 82 85

Таблица5

59 78 84 86

63 81 87 89

Таблицаб

1391493

Таблица