Способ упрочнения кордиеритовых ситаллов

ЮЗ СОВЕТСКИХЦИАЛИСТИЧЕСКИСПУБЛИК 87 Ц,Р ОПИСА АВТОРСКОМ ОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТ НИЯ КОРДИЕРИ"Авто я: упрочнение сием травления по- термохимической лерода в виде дреия эффективности жет дополнительно 02. Характеристика ть при поперечном ф-лы, 1 табл. отковнко и вопроса дефектный обИзобретение относится к стекольной промышленности, в частности к способам упрочнения кордиеритовых ситаллов,Известен способ упрочнения кордиеритовых ситаллов путем травления поверхности и термохимической (ионообменной) обработки в расплавах солей щелочных металлов 1. При этом в качестве.ионообменников используют расплавы хлоридов и сульфатов лития, натрия и калия, а термохимическую обработку осуществляют при 750- 850 С. Эффект упрочнения кордиеритовых ситаллов известным способом основан на протекании ионного обмена по схеме Мд -2 Ме, где Ме - ионы л, йа, К из расплава. В результате описанной обработки прочность при поперечном изгибе кордиеритовых ситаллов увеличивается со 140-150 до 220-260 МПа, что для ряда случаев их конструкционного применения является недостаточным.Цель изобретения - повышение прочности кордиеритовых ситаллов4 ( р ь)+ 02 (из атмо сферы) =(54) СПОСОБ УПРОЧНЕТОВЫХ СИТАЛЛОВ(57) Сущность изобретениталлов осуществляют путверхности и последующейобработки в засыпке из угвесного угля. Для повышенупрочнения в засыпке мосоздаваться атмосфера Сситаллов: средняя прочносизгибе 397-426 МПа. 1 3, и. Цель достигается тем, что в известном способе упрочнения путем травления поверхности и термохимической обработки указанную обработку ситаллов осуществляют в засыпке из углерода в виде древесного угля.В процессе термохимической обработки в засыпке из древесного угля происходит насыщение поверхностного слоя ситалла свободными атомами углерода, образующимися в засыпке в результате окисления углерода по реакции. С (древесныи угол= С 02;СО 2+ С (древесный уголь) = 2 С2 СО = С 02+ С (свободный атоРеакция окисления углеродбыть существенно усилена путемния описанной термохимической ов атмосфере углекислого газа СОслучае протекание реакции (1) искл1738770 55 а процесс термохимической обработки начинается непосредственно реакцией (2).Насыщение поверхностного слоя ситаллов атомами углерода сопровождается созданием поверхностных сжимающих напряжений и повышением уровня прочности ситаллов. Электронейтральность диффундирующих в поверхностный слой атомов углерода исключает необходимость каких-либо обменных реакций с элементами, входящими в состав ситаллов. Указанное обстоятельство, а также относительно малый диаметр атомов углерода по сравнению с ионами щелочных металлов в известном способе упрочнения облегчают диффузию модифицирующих атомов и приводят к повышению эффективности упрочнения ситаллов.От известного способа упрочнения кордиеритовых ситаллов предлагаемый способ отличается тем, что термохимическую обработку ситаллов осуществляют в засыпке из углерода в виде древесного угля. Для повышения эффективности упрочнения в засыпке создают атмосферу углекислого газа, Это приводит к достижению положительного эффекта - увеличению прочности ситаллов. Таким образом, предлагаемый способ упрочнения удовлетворяет критерию новизны. Аналогичные технические решения отсутствуют, поэтому отличия предлагаемого способа от известного являются существенными,П р и м е р. Упрочняли кордиеритовый ситалл АС(система исходного стекла М 90 = МпО = А 20 з= Я 02 =Т 02), Для упрочнения использовали образцы размерами 60 х 7 х 7 мм, обработанные карборундовым инструментом. Среднее значение прочности при поперечном изгибе указанных образцов (10 образцов на определение) в исходном (неупрочненном) состоянии составило 148 МПа, Образцы травили в водных растворах кислот НЕ и Н 2304 на глубину 300 мкм, после чего подвергали термохимической обработке в засыпке из древесного угля при 800-850 С в течение 4,0 ч, Термохимическую обработку осуществляли в закрытых корундизовых тиглях как в атмосфере углекислого газа, создаваемой путем помещения на дно тиглей (без контактас образцами) карбонатов щелочных металлов, разлагающихся при нагреве с выделе 5 нием СО 2, так и в обычной атмосфере,Одну из партий образцов для сравненияупрочняли известным способом - термохимической обработкой в расплаве КС(50 м а с. ф) и К 230 а (50 мас.) при 800 С в10 течение 2,0 ч (предварительные исследования показали, что указанная обработка является оптимальной для упрочненияситалла АСизвестным способом),Упрочненные образцы испытывали на15 прочность при поперечном изгибе с расстоянием между неподвижными опорами 50 мм.Для каждого определения использовали 10образцов ситалла. Как показали испытания,средняя прочность партии образцов, упроч 20 ненных известным способом., увеличиласьдо 251 МПа (в 1,7 раза),Результаты испытаний образцов, упрочненных предлагаемым способом, представлены в таблице,25 Как видно из данных таблицы, упрочнение ситалла в засыпке из древесного угляприводит к резкому увеличению достигаемого уровня прочности по сравнению с известным способом; прочность при поперечном30 изгибе увеличивается до 397-426 МПа (в 2,72,9 раза), При этом упрочнение в атмосфереуглекислого газа несколько более эффективно, чем в обычной атмосфере,Таким образом, применение предлагае 35 мого способа позволяет существенно увеличить прочность кордиеритовых ситаллов, чтопринципиально важно при использовании ихв качестве конструкционных материалов.Формула изобретения40 1, Способ упрочнения кордиеритовыхситаллов путем травления поверхности ипоследующей термохимической обработки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения прочности, термохимическую45 обработку осуществляют в засыпке из древесного угля.2. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи й с ятем, что в процессе обработки создают атмосферу углекислого газа,501738770 5 3 3 ь В. ДубовикМоргентал Корректор М. Максимишинец Редактор Е. Хорина Заказ 1974 Тираж ВНИИПИ Государственного комит 113035, Моске