Способ термического упрочнения стекла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН С 03 В 27/РО НИЕ И ТЕ ТЕЛЬСТ ТОРСКОМУ С а- ф ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Львовский политехнический интут им. Ленинского комсомола(56) Авторское свидетельство СССРУ 785245, кл. С 03 В 27/Об, 1978.Патент СССР В 295248,кл. С 03 В 27/00, 1966. Б ТЕРМИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ етение относится к произ,(54) СПОСОСТЕКЛА(57) Изобрводству стекла, в частности к упрочнению массивных стеклянных изделийи может быть применено для упрочнения штыревых высоковольтных стекляных изоляторов. Цель изобретения -повышение механической прочностистеклянных изделий толщиной более 801446876 А 1 1 О мм. Массивные стеклянные изделия .прогревают в воздушной среде муФельной печи до температуры на 10-30 С ниже Т в течение 10-30 мин, затем их помещают в солевую ванну с температурой на 20-50 С вьипе температуры Т на 20-60 с и после этого быстро охлаждают на воздухоструйных решет" ках. Т - нижняя, Т - верхняя границы области стеклования. Упрочненне происходит в результате того, что кратковременный нагрев. изделий в жидкости обеспечивает прогрев стекла на небольшую глубину. При последующем охлаждении в стеклянных иэделиях 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 образов ,нии напряжений не принимают и по структуре остаются отожженными. 1 табл.Изобретение относится к производству стекла, в частности к упрочнению массивных стеклянных изделий,и может быть применено для упрочнения штыревых высоковольтных стеклянных изоляторов.Целью изобретения является повышение механической прочности иэделийтолщиной более 10 мм. 10Способ осуществляют следующим образом.Берут стеклянные образцы диаметром 120 мм и толщиной 12, 18, 24 мм,Химический состав стекла для образцов следующий, вес,%: БО 72,3; .А 3. О 2,4; Са 0.7,6; МяО 3,6; МаОТ 543 С, Т 680 С,. Возможность измерения степени закалки в круглых образцах методомкомпенсации обеспечивают созданиемшлифовкой и полировкой двух парал-.лельных поверхностей длиной 25 мм.Подготовленные таким образом образцы вначале прогревают в воздушнойсреде муфельной печи до 500-510 С втечение 10-30 мин, затем их помещаютв солевую ванну при 720-750 С на20-60 с и после этого быстро охлаждают на воэдухоструйных решетках.Сбстав солевой ванны, весД:КБО 4 65,0; 11 а, БО 25,0; МСОз10,0.Охлаждение стеклянных образцовпроизводилось на лабораторной воздухоструйной закалочной установкепри давлении воздуха в обдувочныхрешетках 800 Па (80 мм.в.ст) прикоэффициенте теплоотдачй еС 407,6 Вт/м С.Степень закалки в стеклянных образцах измерялась поляризационнооптичвским методом на поляриметреполярископе ПКСс использованиемкварцевых клиньев,еУдарная механическая прочностьопределялась методом ударного воздействия металлического штока на центральную часть стеклянного образца, установленного на трехточечную опору. Точки опоры расположены под углом 1 20 в диаметре 80 мм. Ударная нагрузка передавалась через стальной шарик диаметром 12 мм, масса штока 1,2 кг.Иэ 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 способами следующие преимущества: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 повышенной толщины, закалка которого обычно воздухоструйной закалкой затруднена из-эа больших возникающих напряжений.Формула и з о б р е т енияСпособ термического упрочнения стекла, включающий ступенчатый нагрев его в воздушной среде и воздухоструйное охлаждение, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения 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 "3ь в жидкости до температуры на 20-50 С выше температуры Т в течение 20 - 60 с, где Т - нижняя, Т - верхняя границы области стеклования.1440876 Степеньзакалки,пор/см Примечание 0,76 3,04 12 5,32 24 407 разрушения на том же этапе 1003 разруше 6,1 2,3 18 1003 разрушений 12 4,7 разрушенийнет 11 12 1,4 18 8,2 1,8 24 2,0 5,8 12 2,2.6,4 18 ю в 9,6 2,6 24 7,7 30 10,9 32 24 203 разрушений 13,5 3,7 30 характеристика технологических режимов закалки Отожженные образцы толщиной, мм 6 Известный способ закалки. Нагревобразцов до 600 С, охлаждениедо 350 С, нагрев до 700 С ипоследующее воздухоструйное охлаждение:Образцы толшдной, мм: Предлагаемый способ закалки Нагрев образцов в воздушной среде в течение 30 мин, при температуре 510 С, нагрев во солевой ванне при 730 С в течение:а) 10 собразцы толщиной, мм б) 20 сОбразцы толщиной, мм в) 40 сОбразцы толщиной, мм г) 60 сОбразцы толщиной, мм Величинаударноймеханической прочности. Работа разрушенияА, Джсреди.из10 испытал.,3 2 бразцы толщиной, мм 3 Предлагаемый способ закалкиТолщина образцов 12 мм. Нагревобразцов в воздушной среде при530 С в течение 20 мин, нагревв солевой ванне в течение 40 спри температуре, С;а) 680 100% разрушений103 разрушенийРазрушенийнетДеформацияобразцов 70 в) 720 г) 750) 10 мин ) 40 мин 5 ф 8 0 ний 5,8 Предлагаемый способ закалки.Толщина образцов 12 ммНагрев образцов в солевой ванов течение 40 с при 720 С,Нагрев в воздушной среде втечение 20 мин при температура) 490,6 1,9 2,я 8 ННИПИ Заказ 6138/26 , Тираж 425 Подписн Произв.-полигр, пр-тие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Пр едлаг аемый Толщина обра образцов в с чеиие 40 с н в воздушной в течение:а) 5 способ закалки зцов 12 мм, Нагрев олевой ванне в терн 720 С, нагрев среде при 520 С 60 Х разрушений при погружении в солевую ванну Разруше нет Деформация образцов 503 раэрушний при пружении всолевуюваннуДеформациобразцов