Способ изготовления гнутых изделий из стекла

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских(61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 881017 22) Заявлено 1 б,0481 (21) 3278038/29-33 Р 1 М Кп з с присоединением заявки Мо С 03 В 23/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 15.0233. Бюллетень Мо бДата опубликования описания 15. 02. 83 531 УДК ббб.17(54) СПО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ИЗДЕЛ ИЗ СТЕКЛА Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в стекольной промышленности при получении гнутых изделий, работающих в инфракрасной области.По основному авт. св. Р 881017 известен способ изготовления гнутых изделий иэ стекла, включающий размещение заготовки в печь в разогретой форме, нагревание и иэгибание. Размещение заготовки стекла в форме осуществляют в нагретую печь с последующим нагреванием заготовки до ус.- . тановления температуры- в печи на 110-.5 130 С выше температуры размягчения стекла со скоростью не менее 100 С вминуту, Известный способ позволяет. . получать гнутые заготовки из кальцийалюминатных и кальцийгалатных. стекол с малой степенью поверхностной кристаллизации, что обеспечивает их применение в. качестве иэделий, работа-: ющих в инфракрасной области спектра 1 ),Однако известный способ не обес-2- печивает высокого качества гнутых заготовок стекла из-за появления де-. фектов на их поверхности от контакта с формой. Это объясняется тем, что известный способ не обеспечивает вес производимых результатов нагревания заготовок перед их изгибанием до величины вязкости, при которой протекает процесс изгибания без повреждения поверхности заготовок от контакта с формой или формующих элементов; Действительно, так как стекло не является однородным материалом .как по химическому составу, так и по физическим параметрам, его свойства носят статический характер и изменяются от одной заготовки к другой в некотором диапазоне конкретных величин. В известном способе не опредеЛен мо" мент времени для изгибания заготовок, поэтому в каждом конкретном случае не воспроизводится одна и та же величина. вязкости для каждой заготовки в момент ее изгибания.Следовательно, в известном способе возможны случаи перегрева или не" догрева заготовок стекла, В первоь случае величина вязкости стекла бу" дет меньше, чем это необходимо для его изгибания, например, под воздействием вакуума, и оно сильно повреждается от контакта с Формой (прилипание к форме, вмятины, отлипы и т.п. дефекты). Вовтором случае величина вязкости стекла будет больше, чеэто необходимо для его изгибания, т.е, оно еще не перейдет в вязко- текучее состояние и при изгибании под давлением разрушается. На практике, чтобы исключить случаи разрушения заготовок при изгибании под давлением, их обычно перегревают и тем самым значительно повреждают поверхность заготовок, Кроме того, при перегреве заготовок из стекол с повышенной склонностью к кристаллизации 10 и с коротким интервалом температур размягчения, например кальцийалюминатных или кальцийгалатных, значительно повышается степень их поверхностной кристаллизации, 15Важную роль в определении момента изгибания заготовок стекол играют также их геометрические параметры, т,е, конкретные величины толщины и, например, диаметра в случаеизгибания круглой заготовки. Эти параметры изменяются от одной заготовки к другой в пределах допуска при механической обработке в процессе их изготовления, Указанный способ не учитывает фактора невоспроизводимости геометрических параметров заготовок, В то же время эти параметры, так же как и неоднородность их химического состава, регламентируют время нагревания заготовок в печи перед изгибанием, так как в зависимости от них не.обходимо различное время для достижения одной и той же величины вязкости заготовок, необходимой и достаточной для процесса их изгибания.Цель изобретения - повышение ка-чества изделий путем обеспечениявозможности учета неоднородности со"става заготовок и их фактических ге Оометрических параметров, а также путем снижения степени поверхностнойкристаллизации стекла,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу изготовлениягнутых изделий из стеклаосуществляют замер электропроводности заготовок, а изгибание последних проводятв момент ее скачкообразного возрастания,Изгибание заготовок в момент скачкообразного возрастания электропроводности последних позволяет подобрать для каждой заготовки стекла продолжительность нагревания, обеспечивающую получение гнутых заготовокс бездефектной поверхностью, так какустранено влияние неоднородности состава и невоспроизводимости геометрических параметров плоских заготовокстекла на качество гнутых заготовок. 6 ОПри этом изменение продолжительностинагревания заготовок стекол осуществляют в пределах интервала размягчения стекла, Это позволяет получитьгнутые заготовки из стекол с повышенной склонностью к кристаллизации и с коротким интервалом температур размягчения, например кальциЛалюминатных и кальцийгалатных, с малой степенью поверхностной кристаллизации, что позволяет использовать их в качестве изделий, работающих в инфракрасной области спектра, с меньшими затратами при механической обработке гнутых заготовок при получении оптических изделий.Операции совершают в следующем порядке.Разогревают форму, находящуюся в печи, до температуры на 140-160 С превышающую температуру размягчения стекла, предназначенного для изгибания. На верхней части форьы устанавливают два контактных электрода. Контактные электроды подсоединяют в электрическую цепь через электроиэмерительный прибор одним из известных способов, С помощью механического привода открывают печь, и размещают заготовку стекла на форму, после чего печь закрывают. Нагревают заготовку стекла, расположенную на форме с контактными электродами и соприкасающуюся с ними, до установления температуры в печи на 110-130 С выше температуры размягчения стекла со скоростью не менее 100 С в минуту, Но мере нагревания заготовки стекла в печи она начинает пропускать электрический ток между двумя электродами, установленными на Форме. Электроизмерительный прибор, например милли-. амперметр, регистрирует изменение электропроводности заготовки стекла. При нагревании заготовки стекла до интервала размягчения стекла ее электропроводность резко возрастает что Фиксируется электроизмерительным прибором. В этот момент на заготовку стекла прилагают давление, например, с помощью вакуума и изгибают до заданной кривизны, определяемой Формой, Конкретные величины электропроводности заготовок стекол по мере их нагревания в печи и величины электропровод ности зависят от Фактических геометрических параметров заготовок и химического состава стекла. Время изгибания определяется несом заготовкии конфигурацией Формы. Далее отключают печь и отжигают гнутую заготовку стекла. При температуре в печи 6080 С заготовку стекла вынимают изформы и передают на последующие операции холодной обработки (шлифовка и полировка поверхности) для получения иэделия.П р и м е р 1, Необходимо получить гнутую заготовку стекла со сферической кривизной поверхности с радиусом кривизны 130 мм, максимальной стрелой прогиба 100 мм, толщиной 9 мм.30 4,0 32 9,0 60 4,5 9,5 70 5,0 для изготовления иэделия, работающего в инфракрасной области спектра.Применяют плоскую заготовку диаметром (250+0,2) мм, толщиной (10+0,2) мм из кальцийалюминатного стекла, имеющего .температуру размягчения 780 С. Используют Форму из кварцевой керамики с двумя контактными электродами, выполненными из никелевой ленты и установленными на верхней части формы в -ее взаимно про тивоположных сторонах. Контактные электроды соединены в электрическую цепь постоянного тока с напряжением 30 В через миллиамперметр. Разогревают печь с расположенной на ее поду 15 формой и установленными на ней двумя контактными электродами до температуры (930+10) С и полного прогрева печи иформы. Открывают под печи с расположенной на нем Формой механи Как видно из табл, 1, момент . 45 скачкообразного возрастания электропроводности заготовки стекла соответствует времени ее нагревания в печи, равному 9,0 мин. В этот момент времени на заготовку стекла прилагают давление с помощью вакуума и изгибают заготовку до заданной кривизны формы в течение 2 мин при вакууме 500-700 мм рт. ст. После охлаждения Гнутой заГотовки в печи дь 55 60 С ее вынимают иэ формы и передают на последующие операции холоднбй обработки для получения изделия.П р и м е р 2. Необходимо получить гнутую заготовку стекла того же соческим приводом в течение 3-5 с, иразмещают плоскую заготовку стеклана форму с двумя контактными электродами в течение 10-20 с, после чегозакрывают под печи в течение 4-6 с,Нагревают заготовку стекла, расположенную на форме и соприкасающуюсяс двумя контактными электродами, доустановления температуры в пЕчи (900 ф+ 10) С со скоростью 120 ОС в минуту,т.е, за 7 мин 18 с, и выдерживаютпечь при этой температуре, После рамещения заготовки стекла на Формев печи наблюдают за показаниями миллиамперметра. Фактические показатели электропроводности в зависимости от времени нагревания заготовки стекла в печи на Форме по примеру 1 представлены в табл. 1. става и с теми же геометрическимипараметрами, что в примере 1, в пределах неоднородности состава и допусков на механическую обработку заготовок для изготовления изделия, работающего в инфракрасной области спектра. Операции соверщают в таком же порядке и при температурном режиме как в примере 1,Фактические показатели электропроводности в зависимости от времени нагревания заготовки стекла по прим ру 2 представлены в табл. 2.Электропроводностьр Время нагревания, Электропроводность мА мин мА 5,5 1,0 18 33 1,5 20 34 2,0 21 6,5 36 2,5 23 7,0 38 40 3,0 24 7,5 3,5 26 8,0 44 8,5 4,0 28 46 48 4,5 30 9,0 9,5 5,0 32 50 10,0 62 Формула изобретения Составитель Т. Буклей Редактор О. Персиянцева Техред М.Тепер , Корректор Ю, МакаренкоЗаказ 828/32 Тираж 484 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР.ло делам изобретений и открытий1 1 30 35 р Москва р Ж 35 р Раушская наб р р д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из табл, 2, момент скачкообразного возрастания электропроводности заготовки стекла соответст-,вует времени ее нагревания в печина форме, равномУ 10,0 мин. В этотмомент на заготовку стекла прилагаютдавление с помощью вакуума и изгиба-.ют заготовку до заданной кривизныформы в течение 2 мин при вакууме500-700 мм рт ст, После охлаждениягнутой заготовки в печи до 70 С ее З 5вынимают из формы и передают на последующие операции холодной обработки для получения изделия,Гнутые изделия, полученные попредлагаемому способу в примерах 1 40и 2, отличаются высоким качествомповерхности и небольшой степеньюкристаллизации, так как момент ихизгибанияопределяется в обоих случаях конкретно для каждой заготовки 45с учетом их неоднородности составаи фактических геометрических параметров. Поверхностная кристаллизациягнутых заготовок, полученных в примерах 1 и 2, не превышает 15-20 мкм,т.е, в два раза меньше, чем в гнутых заготовках, полученных известнымспособом (30-40 мкм), Эти обстоятельства позволяют испольэовать гнутыеизделия в качестве оптических элементов приборов, работающих в инфракрасной области спектра. Способ изготовления гнутых изде.лий из стекла по авт. св. Р 881017,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения качества изделийпутем обеспечения возможности учетанеоднородности состава заготовок иих фактических геометрических параметров, а также путем снижения степени поверхностной кристаллизациистекла, осуществляют замер электропроводности заготовок, а изгибаниепоследних проводят в момент ее скачкообразного возрастания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 881017, кл. С 03 В 23/02, 1980.