Способ термического упрочнения стекла

 

Изобретение относится к стекольной промьшшенности, в частности к технологии упрочненного стекла. Закалку осуществляют за счет резкого охлаждения нагретого стекла зернистым 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СООИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 03 В 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA

Э

C0A„„

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 3547566/29-33 (22) 31.01.83 (31) 8202768 (32) 01.02.82 (33) GB (46) 23. 04. 88. Бюл. Р 15 (71) Пилкингтон Браэерэ П,Л.С. (GB) (72) Малькольм Джеймс Ригби, Литер Вард и Джон Эвасон (GB) (53) 666.!.038 (088.8) (56) Патент С1ПА Ф 3764403, 65-115, 1974.

Патент ФРГ 11 2725275, кл. С 03 В 27/00, 1980.

Заявка Великобритании У 1537639, С1М, 1979 °

„SU „„1391493 А 3 (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ

СТЕКЛА (57) Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к технологии упрочненного стекла. Закалку осуществляют за счет резкого охлаждения нагретого стекла эернис тым материалом в псевдоожиженном состоянии. Зернистый материал подают в ниде струй перпендикулярно поверхнос" ти стекла со скоростью 1,12-4 м/с, причем доля пустот н каждой из них ранна 0,483-0,865. Лист подают горизонтально или вертикально. 2 з ° п. ф-лы, 7 табл.

1391493

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

Цель изобретения — повышение качества закалки.

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

Закаляют листы известково-натриевого стекла с габаритными размерами

300 х 300 мм. Каждый лист нагревают до 650 С„и затем ", алиннют н струях частиц.

Скорость выброса каждой струи в направлении к поверхности стекла та- 70 кона, что она обеспечивает четкую, нерасплывчатую границу струи и сохранность целостности струи на ее пути к поверхности стекла. Струи . ударяют в стекло до того, как они 25 изгибаются вниз в сколько-нибудь существенной степени.

Относительный объем пустот является показателем объема пустот внутри каждой струи частиц. Например, для 30 каждой струи относительный объем пустот равен

l п где V — объем короткого участка струи;

V — объем зернистого материала

Р в этом коротком участке

40 струи.

Значение относительного объема пустот уменьшается с увеличением степени крупности зернистого материала и для пороикообразного материала падает до значения в пределах от 0,4

h5 до 0,5.

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

Пример I. Для упрочнения стекла используемый зернистый материал -окись алюминия имеет следую3 щие свойства: плотность(объемный 55 вес частиц )1,83 г/см, диапазон раэ3 меров частиц 20-140 мкм, средний размер частиц 60 мкм.

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, массоный расход из каждого сопла 10,1 r/ñ, относительный объем пустот в каждой струе 0,602.

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

Центральное рас1ягинающее напряжение измеряют по методу рассеянного снета, при котором сквозь кромку стекла направляют луч гелиево-неоно— ного лазера и измеряют полосы разности хода на первых 20-30 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 оказывает влияние на скорость струй -окиси алюминия на выходе из сопел и на относительный объем пустот в каждой струе, что представлено н табл.?, в которой показаны результаты для упрочнения листов стекла толшиной 2,3 и 3 мм, которые нагревают до температуры закалки, равной 650 С

Эти результаты показывают, что увеличение давления поданаемого вosдуха от 0,035 до 0,276 МПа приводит к повышению скорости струй частиц на выходе из сопел от 1,12 до 2,3 м/с.

Относительный объем пустот находится н пределах от 0,533 до 0,714.

Массовый расход т-окиси алюминия в каждой струе увеличивается от 4,34 до 11,73 г/с.

Пример 2. Для упрочнения стекла используют в качестве зернистрго материала тригидрат окиси алюминия (A1 0 ° 3Н О),имеющего следующие свойства: обЪемный вес частиц

2,45 г/см, диапазон размеров частиц

20 †1 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

1391493

Т а блица I льное Поверхностное ивающее сжимающее напение, ИПа ряжение, МПа

108

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

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

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

Результаты исследований (аналогичных исследованиям, проведенным с использованием у-окиси алюминия), проведенных с листами стекла толщиной

2,2,3 и 3 мм, нагретыми до 650 С, показаны в табл.4.

Пример 3. В качестве зернистого материала для упроынения стек- 20 ла используют смесь 953 по объему тригидрата окиси алюминия и 57. по объему бикарбоната натрия для упрочнения листов стекла толщиной 2,3 мм и габаритными размерами 300 х 300 мм . 25

Бикарбонат натрия имеет средний размер частиц 70 мкм и плотность 2,6 г/

/см . Получают более высокие напряЪ жения, чем при закалке одним только тригидратом окиси алюминия. Полученные результаты представлены в табл.5.

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

Пример 4. Для термического

35 упрочнения листа стекла толщиной

2,3 мм, используют порошок, содержащий полые стеклянные сферы иэ пылевидной золы от энергетических котлов и имеющий следующие характеристи3 40 ки: плотность материала 2,6 г/см

3 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, 4 м/с на выходе иэ 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.

Пример 5. Для упрочнения стекла используют зернистый материалцирконовый песок крупности 150 меш, имеющий следующие характеристики: объемный вес частиц 5,6 г/см, диапазон размеров частиц 30-160 мкм, средний размер частиц 110 мкм.

Полученные реэультагы 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

Способ термического упрочнения стекла путем нагрева и резкого охлаждения зернистым материалом в псевдоожиженном состоянии, создаваемым за счет подачи газа под давлением в слой материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения 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.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что лист подают горизонтально.

3. Способ по и.1, о т л H ч à юшийся тем, что лист подают вертикально.

1391 493

120

2,3

148

240

114

266

120

280

124

286

128

Массовый расход,г/с

1,12

4,34

56

l,35

8,74

75

1,88

10,1

80

0,276

2,3!

1,73

84

53

1 10

122

2,3

150

259

126

288

138

309

142

Давление подаваемого вовдухар MIIs

0,035

0,103

0,172

Скорость на выходе из сопел, м/с

Относительный обьем пустот

0,714

0,533

0,602

0,626

Продолжение табл.!

Таблица 2

Центральное растягивакщее напряжение, ИПа, при толщине стекла мм

2,3 3

Таблица 3

1391493

Т а б л и ц а 4

Относительный объем

Массовый расход, r/

Скорость на выходе иэ сопел,м/с

Давление подаваемого воэдуха, MIIa пустот

2 2,3 3

46

5,65

0,736

1,13

0,66

60

9,35

1,51

l0,38

12,44

72

0,683

0,729

1,78

85

2,51

I I

59

81

70

84

89

76

Таблица 6

Давление подаваемого воэдуха, МПа

630 650

670

63

87

75

86

92

79

0,035

0,103

0,172

0,276

Давление подаваемого воэдуха, МПа

0,035

0,103

0,172

0,276

0,035

0,103

0,172

0,276

Центральное ратягивающее напряжение. МПа при толщине стекла,мм

Таблица 5

Центральное растягивающее напряжение, МПа при температуре стекла, С

630 650 670

Центральное растягивающее напряжение, о

МПа, при температуре стекла, С

1 391493

Таблица 7

Относительный объем

Массовый расход,г/с пустот

0,86

1,5

8,25

0,865

1,7

9,02

0,80

2,2

16,88

Составитель Т,Буклей

Редактор М.Бланар Техред М.Дидык Корректор В.Бутяга

Заказ 1787/58 Тирал 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Давление подаваемого воздуха,МПа

0,103

0i 172

0,276

Скорость на выходе из сопел м/с

Центральное растягивающее напрвкение, Мпа