Способ упрочнения изделий из стекла и рамка к установке для упрочнения изделий из стекла

(19) (И)3150 С 03 0 АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 3.65(0888) ское свидетельс С 03. С 21/00,ое свидетельств С 03 С 21/ОО, тво СС1976.о СССР1972. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. АвторУ 626061, кл.2. АвторскУ 435202, кл,(54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА И РАМКА К УСТАНОВКЕ ДЛЯ УПРОЧ. НЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА.(57) 1Способ упрочнения изделий из стекла путем предварительного нагрева, обработки в расплаве нитрата ка-, лия и последующего охлаждения, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества механичеСки полированных изделий толщиной 15- 30 мм за счет исключения сколов и фицов.на гранях, в процессе охлажденияо фпри 330-350 С осуществляют выдержку в течение 1-2 ч.1100261 2. Рамка к установке для упрочнения изделий из стекла, содержащая каркас и расположенные на его внутренней поверхности захваты, о т л и-, ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения качества механически шлированных изделий толщиной 15-30 мм эа счет исключения сколов и фицов на гранях, рамка снабжена термокомпенсаторами и содержит не более трех за. Изобретение относится к упрочнению стеклоизделий, преимущественно толщиной 15-30 мм, методом низкотемперагурного ионного обмена и может быть использовано в стекольной промьпнленности для получения стеклоизделий с высокими оптико-механическими свойствами.Известен способ упрочнения изделий из стекла путем ионного обмена, при котором нагрев изделий осуществляют при повышении температуры со скоростью чград/мин сначала до температуры, близкой к температуре расплава, с дальнейшим нагревом в расплаве соли до температуры, равной 0,9-1, 1 температуры трансформации стекла с последующей обработкой в расилаве нитрата калия при этой теючературе в течение О, 1-2 ч, а охлаждение ведут 20 со скоростью 6-10 град/мин Я .Известна также рамка к установке для упрочнения изделий из стекла, содержащая расположенные на ее внутренней поверхности захваты для крепления 2 изделий 2.Недостаток известного способа и рамки к установке для упрочнения изделий заключается в образовании сколов,и фицов на гранях механически 30 полированных изделий толщиной 15- 30 мм. Выход годных изделий составля" ет не более 507. Цель изобретения - повьппение качества механически полированных изделий толщиной 15-30 мм эа счет исключения сколов и фицов на гранях.Цель достигается тем, что согласно способу упрочнения изделий из стекла 40 хватов, каждый из которых, кроме од-ного, соединен с каркасом и/или другс другом через термокомпенсаторы,причем захваты расположены так, чтоих опорные поверхности образуют угол,равный углу между гранями изделия, аопорная поверхность хотя бы одногозахвата смонтирована с возможностьюобразования угла 30-бО с горизонвтальной плоскостью,путем ступенчатого нагрева, обработки в расплаве нитрата калия и последующего охлаждения в процессе охлаждения при 330-350 С осуществляютЬвыдержку в течение 1-2 ч.Рамка к установке для упрочнения изделий из стекла, содержащая каркас и расположенные на его внутренней поверхности захваты, снабжена термокомпенсаторами и содержит не более трех захватов, каждый из которых, кроме одного, соединены с каркасом и/или друг с другом через термокомпенсаторы, причем захваты расположены так, что их опорные поверхности дбразуют угол, равный углу между гра нями изделия, а опорная поверхность хотя бы одного захвата смонтирована с возможностью образования угла 30- бО с горизонтальной плоскостью,Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.Изделие из стекла с механически полированной поверхностью помещают в рамку, опорные поверхности захватов которой образуют угол, равный углу между гранями изделия, вводят в камеру нагрева и нагревают ступенчатым повышением температуры не вьппе температуры разложения соли, после чего погружают в расплав соли, где выдерживают. По окончании режима упрочнения изделие переводят в камеру охлаждения и охлаждают до комнатной темпео ратуры, причем при 330-350 С осущест вляют выдержку в течение 1-2 ч. Остатки прилипшего расплава КНО удаЪ ляют промыванием в проточной воде, изделие вытирают насухо и подвергают визуальному контролю.Если толщина изделия более 20 мм, то при нагреве на ступенях с температурой 150+10 С и, 250 ф 10 С желательно делать выдержку в течение 1-2 ч.На фиг. 1, 2 и 3 изображены вариан ты рамки к установке для упрочнения цзделий из стекла.Рамка для крепления изделий выполнена в виде металлического карка" са 1 с захватами 2, термокомпенсато О рами 3, крюками для подвески 4 и упо. рами захватов 5. Рамка содержит не более трех захватов 2, каждый из которых, кроме одного, соединен с металлической рамкой 1 и/или друг с 15 другом через термокомпенсаторы 3, причем захваты 2 расположены так, что их опорные поверхности образуют угол, равный углу между гранями изделия 6, а опорная поверхность хотя бы 20 одного захвата смонтирована с возможо ностью образования угла 30-60 с горизонтальной плоскостью.В ряде случаев, например при упрочнении особо ответственных изде лий,;захваты 2 могут быть снабжены упорами, изготовленными из материала, имеющего большую, чем у стекла, теплоемкость. Такой материал охлаждается медленнее чем стекло, и поэтому он Зд как бы "отсасывает" застываемый расп" лав от стекла на себя. Помимо большой теплоемкости такой материал должен обладать также высокой механической прочностью и не взаимодействовать с расплавом нитрата калия, Из опробованных материалов (фарфор, графит, асбест, нитрид бора, нитрид кремния, алюмооксидная керамика) наиболее хорошие результаты были получены при использовании алюмооксидной керамики. Удельная теплоемкость алюмооксидной керамики в 3-4 раза выше удельной теплоемкости стекла.Упоры могут быть изготовлены различной формы, но наименьший контакт со стеклоизделием и надежное его крепление обеспечивают упоры ци;индрической формы 5. Уменьшение контакта упора со стеклоизделием приводит к уменьшениюзастываемой КТО.Немаловажное значение имеет также расположение упоров. Наиболее удачным является случай, когда один упор 5 цилиндрической формы расположенЫ вдоль грани стеклоиэделия, а два других под углом 90 к первомуо(см.фиг,3) . Это обеспечивает, во-пер" вых, снижение количества застываемого к К 10, и, во-вторых, исключает застывание КЦО на фасках.стеклоиз 3делия, т.е.: наименее прочнои части его.П р и м е р 1. Изделие размером 500 Х 450 Х 20 мм, изготовленное из боросиликатного стекла с механически полированной поверхностью помещают в описываемую рамку, вводят в камеру нагрева и нагревают ступенчатым повышением температуры на 20 С с выдер. жкой на каждой ступени 20 мин до 450 ОС, после чего погружают в расп" ,лав нитрата калия с температурой ;450 С, где выдерживают 96 ч. По окон чании режима упрочнения изделие переводят в камеру охлаждения и охлаждают ступенчатым снижением температуры на 20 С с выдержкой на каждой ступени в течение 20 мин до комнатной температуры, причем при 340 С осуществляют выдержку в течение 1,0 ч. Остатки прилипшего расплава КМО 3 удаляют промыванием в проточной воде, изделие вытирают насухо и подвергают визуальному контролю. Выход годных изделий по описываемому способу сос- тавляет 977.П р и м е р 2, Изделие размером 500 х 450 Х 25 мм изготовленное из стекла ОТМ 010 с полированной поверхнос.тью устанавливали в рамку и вводят в камеру предварительного нагрева при комнатной температуре и нагревали ступенчатым повышением температуры на 25 С с выдержкой на каждой ступени в течение 15 мин с дополнительной выдержкой на ступенях 150 и 250 С в течение 1,5 ч до 450 С, после чего погружали в расплав КЯ 03 с темпераотурой 450 С и упрочняли в течение 96 ч. По окончании режима упрочнения изделие переводили в камеру охлаждения с температурой 450 С и охлаждалиоступенчатым снижением температуры на 15 С с выдержкой на каждой ступени в течение 30 мин с дополнительной выдержкой на ступени 340 С в течение 2,0 ч до комнатной температуры. Остат. ки прилипшего расплава удаляли промыванием в проточной воде, изделие вытирали насухо и подвергали визуально. му контролю, Выход годных изделий составляет 857.П р и м е р 3. Изделие размером 500 Х 450 х 25 мм изготовленное из стекла ОТИ 010 с полированной поверхностью1100261 До упрочнения, нм Изделие, В ЗО 30 75 60 21 39 39 бб 105 24 40 96 96 54 12 66 120 60 96 30 75 60 99 27 72 120 126 246 120 24 60 75 60 90 105 102 81 180 135 10 36 24 135 27 36 12 90 устанавливают в рамку, как показано на фиг.2, причем захваты 2 рамки снабжены упорами 5 цилиндрической формы, изготовленными из алюмооксидной керамики один из которых был рас 5 положен вдоль грани стеклоизделия, а два других - под углом 90 к первому (фиг.3). Затем изделие упрочняют, как в примере 2, Выход годных иэделий составляет 100710 Упрочненные в соответствии с этим примером изделия имеют следующую оптическую однородность до и после их упрочнения по ГОСТУ 351478 (см. таблицу)Использование данного способа упрочнения и рамки к установке для упрочнения изделий из стекла повышают качество механически полирован- ных изделий за счет исключения сколов и фицов на гранях. После упрочненйя, нм