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

:

О

00

ф

Изобретение относится к производству стекла, в частности к упрочнению массивных стеклянных изделий, и может быть применено для упрочне- ния штыревых высоковольтных стеклянных изоляторов.

Целью изобретения является повьше ние механической прочности изделий толщиной более 10 мм.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут стеклянные образцы диаметром 120 мм и толщиной 12, 18, 24 мм Химический состав стекла для образ- цов следующий, вес.%: Si02 72,3; . , 2,4; СаО-7,6; MgO 3,6; 9,7; K,j,0 4,0; ,; 50,0,3 T 543°C, T. .

. Возможность измерения степени за- калки в круглых образцах методом компенсации обеспечивают созданием шлифовкой и полировкой двух параллельных поверхностей длиной 25 мм

Подготовленные таким образом об- разцы внач але прогревают в воздушной среде муфельной печи до 500-510 С в течение 10-30 мин, затем их помещают в солевую ванну при 720-750°С на 20-60 с и после этого быстро охпаж- дают на воздухоструйных рещетках состав солевой ванны, вес.%: KtS04 65,0; Ув.ВО 25,0; 112.00, 10,0.

Охлаждение стекляннь1х образцов производилось на лабораторной воз- духоструйной закалочной установке при давлении воздуха в обдувочных решетках 800 Па (80 мм.в.ст) при коэффициенте теплоотдачи об 7,6 Вт/м.°С.

Степень закалки в стеклянных образцах измерялась поляризационно- оптичвским методом на поляриметре- полярископе ПКС-56 с использованием кварцевых клиньев.

Ударная механическая прочность определялась методом ударного воздействия металлического штока на

центральную часть стеклянного образца, установленного на трехточечную опору. Точки опоры расположены под углом 120° в диаметре 80 мм. Ударная нагрузка передавалась через стальной шарик диаметром 12 мм, масса штока 1,2 кг.

Из каждого режима термической обработки измерениям и последующим испытаниям подвергались 10 образцов.

В таблице приведены результаты измерения степени закалки и испытания стеклянных образцов на ударную механическую прочность.

Использование способа термического упрочнения стекла обеспечивает по сравнению с существующими способа ми следующие преим тцества:

а)равномерность распределения небольших напряжений в стекле, что способствует предотвращению саморазрушений стеклоизделий и тем повышает надежность;

б)технологическая установка для осуществления способа проста при изготовлении, не дорога и не требует применения дефицитных приборов;

в)возможность закалки стекла по- вьпаенной толщины, закалка которого обычно воздухоструйной закалкой затруднена из-за больших возникающих напряжений.

Формула изобретения

Способ термического упрочнения стекла, включающий ступенчатый нагре его в воздушной среде и воздухоструй ное охлаждение, отличающий- с я тем, что, с целью повьш1ения механической прочности изделий толщиной более 10 мм, сначала изделия нагревают до температуры на 10-30 С ниже Т. в течение 10-30 мин, а затем - в жидкости до температуры на 20-50 С вьш1е температуры Тг в течение 20 - 60 с, где Та - нижняя, Т - верхняя границы области стеклования.

Известный способ закалки,Нагрев образцов до 600 С, охлаждение до 350°С, нагрев до и последующее воздухоструйное охлаждение:Образцы толщиной, мм:

2,3

6,1

40% разрушения на том же этапе

100% разрушений

Изобретение относится к производству стекла, в частности к упрочнению массивных стеклянных изделий, и может быть применено для упрочнения штыревых высоковольтных стеклянных изоляторов. Цель изобретения - повьшение механической прочности стеклянных изделий толщиной более 10 мм„ Массивные стеклянные изделия прогревают в воздушной среде муфельной печи до температуры на IO-ЗО С ниже Та в течение 10-30 мин, затем их помещают в солевую ванну с температурой на 20-50°С вьше температуры If на 20-60 с и после этого быстро охлаждают на воздухоструйных решетках. Т - нижняя, Тг - верхняя границы области стеклования. Упрочнение происходит в результате того, что кратковременный нагрев изделий в жидкости обеспечивает прогрев стекла на небольшую глубину. При последующем охлаждении в стеклянных изделиях образуются поверхностные напряжения сжатия только в тех слоях стекла, которые перед охлаждением были прогреты до верхней температуры закалки. Средние слои стекла, имевшие температуру 500-510 С, участия в образова-S НИИ. напряжений не принимают и по структуре остаются отожженными. 1 табл.

Предлагаемый cnocofi яакалки Нагрев образцов в воздушной среде в течение 30 мин, при температуре , нагрев в солевой ванне при 730 С в течение:

а)10 с

образцы толщиной, мм

б)20 с

Образцы толщиной, мм

в) 40 с

Образцы толщиной, мм

г) 60 с

Образцы толщиной, мм

2,2

2,6

3,7

5,8

6,4

10,9

13,5

100% разрушений

разрушений

нет II

it

It

20% разрушений

д) 70 с

Образцы толщиной, мм

Предлагаемый способ закалки Толщина образцоя 12 мм. Нагрев образцов в воздушной среде при 530°С в течение 20 мин, нагрев в солевой ванне в течение 40 с при теьшературе, °С:

6

Продолжение таблицы

3 Y T

iiziii;:;

3,8

11,3

30% разрушений

100% разрушений