Способ прессования полых стеклоизделий и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51) 4 С 03 В 11/00 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ЕЛЬСТ АВТОРСКОМУ С ЛЫХ СТЕКЕГО ОСУ(57) Изобретение ленности стройма относится стекольсти к обиалов,в части ому производств асти изготовлен я стеклои Пель из делиибретени есс- ормован(46) 07.07.87. Бюл. Кф 25 (72) И.А. Горбань и В.И. (53) 666.1.032.534(088.8 (56) Авторское свидетель В 203851, кл. С 03 В 11/Авторское свидетельст У 1261919, 1985. Самсонов тво СССР 6, 1966. о СССР132 получение тонкостенных стеклоизделий и повышение их качества за счет исключения кованости. В матрицу, предварительно нагретую до температуры ее рабочей поверхности, равной для формуемого стекла, подают порцию. стекломассы. На нее устанавливают прессовое кольцо, имеющее температу ру на 30-50 С выше температуры нижней точки рабочей поверхности матрицы. Приводят в движение предварительно нагретый пуансон, и происходит формование изделия. Устройство имеет корпус 1 с вставленной в него с зазором матрицей 2. Ее нижняя часть 1700заключена в теплоизолирующий вкладьпп 3, а верхняя - в чехол 4. Внутрен няя поверхность корпуса покрыта тонким слоем вещества 5 с высокой поглощательной способностью. На внутреннюю поверхность пустотелого пуансона 7 надет чехол 8, выполненный иэ материала с высокой поглощательной способностью, и прессовое кольцо 9 с вставкой 10 с низкой теплопроводностью, Масса изделий эа счет умень" шения толщины стенок снижена на 30- 407, такой вид брака, как кованость, практически отсутствует. 2 с. и 2 з.п., ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к промышленности стройматериалов, к стекольному производству, в частности к области изготовления стеклоизделий пресс-формованием. 5При производстве изделий, для авиационной и космической светосигнальной техники основной задачей является получение тонкостенных высококачественных светофильтров, что позволяет снизить их весовые характеристики, повысить термостойкость изделий,В увеличить светопропускание и соответственно увеличить дальность видимости сигнала.15Целью изобретения является получение тонкостенных стеклоизделий и повышение их качества за счет исключения кованости.На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ,разрез.Устройство состоит из корпуса 1 с вставленной в него с зазором матри 25 цей 2, нижняя часть которой заключена в теплоизолирующий вкладыш 3, а верхняя - в чехол 4. Внутренняя по.верхность корпуса покрыта тонким слоем вещества 5 с высокой поглощательной способностью, Для фиксации теплоизолирующего вкладыша в нижней части корпуса установлен поджимной винт 6. Устройство содержит также ,пустотелый пуансон 7, на внутреннюю поверхность которого одет чехол 8, 35 выполненный иэ материала с высокой поглощательной способностью, и прессовое кольцо 9 со вставкой 10 с низкой теплопроводностью.В предварительно нагретую матрицу до температуры ее рабочей поверхности, равной йдля формуемого стекла, подается порция стекломассы. На нее устанавливается прессовое кольцо, которое имеет температуру на 30 50 С выше, чем температура нижней точки рабочей поверхности матрицы. Приводится в движение предварительно нагретый пуансон, и происходит формование изделия, Прессование алюмоборосиликатных стекол (ТСМ 537) ведут при температуре рабочих поверхностей элементов устройства в диапазоне от йдо й+ (60-80) С, что соответствует вязкости стекломассы- 10 П с и обеспечивает замедление скорости нарастания вязкости стекломассы, поскольку уменьшается теплоотвод от расплава стекла, который можно считать пропорциональным разности температур рабочих поверхностей элементов устройства и расплава стекломассы, вязкость стекла при формообразовании стеклоизделия в указанном диапазоне температур обеспечивает полное пластическое деформирование стекла при получении изделия.Нагревание прессовочного кольца на 30 - 50 С выше о:.носительно ниж- о3 13217ней точки рабочей поверхности матрицы обеспечивает равномерное распределение температур по формующимповерхностям матрицы. После подачиего в сборку возникают индуктивныепотоки тепла, направленные от кольца к верхнему разъему матрицы, которые и выравнивают поле температур,Кроме того, перегрев кольца заметноуменьшает величину . термических напряжений по верхнему краю стеклоизделия, которые приводят к появлениюмикротрещин,При подаче порции стекломассы вматрицу заполняется нижняя ее частьна 0,25 - 0,35 ее высоты. Низкая температура рабочей поверхности вблизи мениска поданной в матрицу стекломассы приводит к характерному браку - кованости и волнистости поверхности стеклоизделия. Для повышения температуры этой части матрицына нее накладывается теплоизолирующий вкладьпп.С целью выравнивания поля температур для участков х ) 0,25 - 0,35вдоль вертикальной оси х толщинастенок матрицы, начиная с х = 0,250,35 Н, постепенно уменьшаетсякверху, причем отношение толщин у основания и в ее верхней части равно1,20 - 1,5. При этом минимальная толщина стенки матрицы вверху определяется из условий обеспечения высокойжесткости конструкции. 35Оптимальной будет толщина стенок,обеспечивающая заданный тепловой режим работы устройства. Этим требованиям удовлетворяют толщины стенок,определенные по температуропроводности контактирующих материалов изусловия равенства критериев гомохронности Фурье(1) 45Для вольфрамсодержащих инструментальных сталей типа Р-б, Р 12, Р 18, Р 5 Мб, использованных для изготовления матрицы пуансона и кольца, и термостойких стекол типа ТСМ 537, ОТМ, 13, ОТМО 07 и др., формула (1) дает соотношениещ 3-4 с55Данные значения толщины стенокдля матрицы и пуансона обеспечиваютнеобходимый тепловой режим, а макси 00 4мальные температуры рабочих поверхностей при этом близки к 700 С, Корпус и матрица образуют замкнутую по,лость, позволяющую интенсифицироватьлучистый теплосъем с наружной поверхностью матрицы и дополнительно выравнять поле температур по высотев ее верхней части, составляющей0,65 - 0,75 ее высоты, с помощьюплотно пригнанного к ней тонкостенного чехла из материала с высокими температуропроводностью и степенью черноты (например, графита) и нанесения на внутреннюю поверхность корпуса формы покрытия с высокой поглощательной способностью, например изламповой сажи,Лучистый теплосъем с наружной поверхностью матрицы позволяет избежать его чрезмерного перегрева, Приэтом, из-эа массивности корпуса еготемпература заметно ниже температурЫматрицы, и возникает направленныйпоток тепловой радиации от матрицык корпусу.Тонкостенный чехол толщиной стенки 1,5-2 мм обладает низкой суммарной теплоемкостью, что обеспечиваетпрактически его полную тепловую безынерционность. Высокая температуропроводность материала обеспечиваетдополнительное выравнивание температуры по высоте матрицы за счет плотного теплового контакта между ними.Пуансон по тем же соображениямвыполнен пустотелым и на внутреннююповерхность его одет тонкостенныйчехол из материала с высокой теплопроводностью и поглощательной спосооностью.3Прессовое кольцо с целью увеличения его теплоемкости имеет по всемупериметру вставку из материала с1низкой теплопроводностью (например,титана или нитридной керамики), Этопозволяет также поддерживать темпе-.ратуру кольца на 30 - 50 С вьппе, чемтемпература нижней точки рабочей поверхности матрицы,П р и м е р 1, При прессованииизделия ТСКиэ красного стеклаОТМ, характеризующегося температурой Т = 590 С, пуансон и корпусс матрицей предварительно подогревают до температуры рабочих поверхностей, равной 580 С, а прессовоекольцо - до 610 С. В матрицу подаютпорцию стекломассы при 1260 С, ус1321700 427 Подписное Производств.-полиграф, пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 танавливают на нее прессовое кольцоЗатем матрицу в сборке с кольцомподают под пуансон и производят формование стеклоизделия. Выработанное изделие имеет на своей поверхности волнистость (кованость), атолщина его вьппе 2,5 мм,П р и м е р 2. При прессованииизделия ТСКиз того, же стеклаформовой комплект предварительно 10подогревают до температуры его рабочих поверхностей, равной 590 С, т.е.до температуры Т для данного стекла, а кольцо - до 620 С, В матрицуподают порцию стекломассы при 151260 С. Устанавливают на нее прессовое кольцо, затем матрицу в сборкес кольцом подают под пуансон и производят формование стеклоизделия.Иэделие имеет качественную поверхность без кованости, а толщина егостенки менее 2,5 мм.П р и м е р 3. Предварительныйподогрев рабочей поверхности формового комплекта осуществляют до 670 С, 25т.е. до температуры Т +80 С дляОТМмарки стекла, а кольца - до720 С, Изделие,отпрессованное приданных значениях температур рабочихповерхностей формового комплекта, 30имеет огненно-полированную поверхность без следов кованости, а толщина его стенки менее 2,5 мм.П р и м е р 4Предварительныйподогрев рабочих поверхностей пуансока и корпуса с матрицей осуществляют до 680 С, а кольца - до 760 С,Отпрессованное стеклоизделие имелоследы окалины, вмятины. Температурурабочих поверхностей во всех слу" 40чаях (примерах ) измеряют при помощи портативного бесконтактного радиометра.Как видно из приведенных примеров, формование стеклоиэделий при 45температурах рабочих поверхностейформового комплекта в интервалеТ - Т+ (60-80) С 1 для формуемогостекла обеспечивает получение высококачественных тонкостенных стеклоизделий.Масса изделий за счет уменьшениятолщины стенок снижается на 30-407,такой вид брака, как кованость, практически отсутствует, заметно снижа ВНИИПИ Заказ 2718/16 Тираж ется брак йо вмятинам. Общий гыходгодной продукции увеличивается в1,5-2 раза.За счет исключения кованости и снижения толщины стенки иэделия на10-207 увеличивается его светопропускание, т.е. дальность видимости сиг"нала. Формула изобретения 1, Способ прессования полых стеклоизделий, включающий подачу порции стекломассы в предварительно нагретую матрицу, формование изделия и извлечение его из матрицы, о т л и - чающий с я тем, что, с целью получения тонкостенных стеклоиэделий и повьппения их качества за счет исключения кованости, формование осуществляют при температуре рабочей поверхности матрицы Ц-+ + (60 - 80)1 С.2, Устройство для прессования полых стеклоизделий содержащее корпус с установленной в нем с зазором разнотолщинной матрицей, полый пуансон и прессовое кольцо, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью получения тонкостенных стеклоизделий и .повьппения их качества за счет исключения кованости, оно снабжено выполненным из теплоизолирующего материала вкладьппем, установленным в нижней части матрицы на 0,25 - 0,35 ее высоты, и чехлами из материала с высокой теплопроводностью и степенью черноты, установленными с наружной стороны матрицы над вкладьппем и с внутренней стороны пуансона, а на внутреннюю поверхность корпуса: нанесено покрытие с высокой поглощательной способностью, причем отношение толщины стенки матрицы в ее нижней н верхней частях равно 1,2 - 1,5.3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что прессовое кольцо снабжено вставкой, выполненной из материала с низкой температу" ропроводностью - из титана или нитриднои керамики,4. Устройство по пп.2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что матри" ца, пуансон и прессовое кольцо выполнены из вольфрамсодержащих сталей.