Способ изготовления высокопрочных изделий из ситаллов Советский патент 1993 года по МПК C03C21/00 

fe

Сущность изобретения: в способе изготовления высокопрочных изделий из ситаллов, включающем варку стекла, формование стеклозаготовок. отжиг, кристаллизацию, механическую обработку, травление и термохимическую обработку, механическую об- работку осуществляют после отжига. Характеристика ситаллов: средняя прочность при глубине травления 100 мкм для си- талла АС-418 472 МПа, для ситалла АС-380 367 МПа. 2 табл.

Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к способам изготовления высокопрочных ситалловых изделий.

Известен способ изготовления высокопрочных изделий из стеклокристаллических материалов, включающий последовательно: варку стекла, формование, стеклозаготовок изделий, отжиг, кристаллизацию, механическую обработку и комбинированное упрочнение путем травления и термохимической обработки.

При этом необходимость использования комбинированного упрочнения с предварительным травлением связана с наличием на механически обработанной поверхности изделий чрезвычайно развитой дефектности. Травление в кислотах уменьшает уровень поверхностной дефектности упрочняемого материала, а термохимическая обработка приводит к появлению сжимающих напряжений, блокирующих

развитие поверхностных дефектов и увеличивающих прочность изделий. Необходимая при комбинированном упрочнении глубина травления зависит от уровня развития поверхностной обработочной дефектности и в некоторых случаях может достигать 1 мм. Это существенно усложняет технологический процесс упрочнения.

Целью изобретения является упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем; что в способе изготовления высокопрочных изделий из ситаллов, включающем варку стекла, формирование стеклозаготовок, отжиг, кристаллизацию, механическую обработку, травление и термохимическую обработку, механическую обработку заготовок осуществляют после отжига.

Пример. Упрочняли ситаллы на основе стекол в системах Li20 -AfcOa-SiOa - ТЮ2(АС-418) и MgO - МпО-А12Оз - SI02 - TI02(AC-380).

VI

О

4 О

Os

ел

О5

Технология получения материалов включала варку исходных стекол, формование стеклозаготовок ;в виде плит стекла, отжиг плит, механическую обработку- изготовление образцов размерами 60 х 7 х 7 мм при помощи алмазного и карборундового инструмента, кристаллизацию образцов (нагрев по специальным режимам до температуры 1 190-1200 °С) и их упрочнение путем травления в водном растворе HF (35,7 об.%) и Н2$См (27.4 об.%) для уменьшения поверхностной дефектности и термохимической обработки в расплаве МаМОз при температуре 450°С в течение 1,0 ч (АС-418) и в засыпке из древесного угля (85 мас.%) и КаСОз (15 мас.%) при 800°С в течение 4,0 ч (АС- 380). ; ...: у..,- -;. . /...7 .: . ,. .

В табл. 1 приведены результаты испытания сплавов на прочность.

Как видно из табл. 1, для получения вы- сокопрочных образцов ситаллов, изготовленных с использованием заявляемого способа, требуется существенно меньшая глубина предварительного травления, чем в случае использования известного способа: соответственно 50 и 100 мкм (АС-418) и ТОО и 300 мкм (АС-380). Для дополнительного подтверждения наблюдаемого эффекта серию образцов ситаллэ АС-380 после отжига и механической обработки (описываемый способ получения) надрезали стеклорезом посередине граней перпендикулярно к продольной оси (указанные надрезы имитироФормула изобретения

Способ изготовления высокопрочных

изделий из ситаллов, включающий варку

стекла, формование стеклозаготовок, отжиг,

кристаллизацию, механическую обработку.

. 5 Ю. 15 ,

0 5 0

5

вали аномальные обработочные дефекты, которые могут встречаться на поверхности ситалловых изделий), после чего кристаллизировали и упрочняли. Такую же серию образцов, полученных известным способом, надрезали стеклорезом после кристаллизации и механической обработки и также упрочняли. Глубина травления при упрочнении изменялась в пределах 0-700 мкм. В дальнейшем образцы обеих серий испытывали на прочность при поперечном изгибе так, чтобы надрезанные зоны находились в области действия максимальных растягивающих напряжений,

Как видно Из результатов прочностных испытаний образцов, представленных в табл.2 Для достижения уровня прочности 290-300 МПа образцы, полученные заявляемым способом, необходимо травить на глубину 200 мкм, тогда как образцы, для получения которых использован известный способ, нуждается в предварительном травлении на 700 мкм. Уменьшение необходимой глубины травления существенно упрощает технологический процесс упрочнения ситаляов. Это подтверждает корректность концепций, положенной в основу разработанного технического решения, и работоспособность заявляемого способа.

Описываемый способ может быть использован для получения высокопрочных изделий из ситаллов широкого спектра применения. : ;.

травление и термохимическую обработку, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса, механическую обработку осуществляют после отжига.

Таблица 1

Таблица2