Способ термического упрочнения стекла

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 80 39 93 В 27 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К ПАТЕ 547566/1.01.832027681.02.82 РОЧНЕНИЯ ится к стекольчастности ко стекла. За(57) Изобретение отноной промышленности, втехнологии упрочненнокалку осуществляют заохлаждения нагретоготым материалом в псевдтоянии. Зернистый матвиде струй перпендикулти стекла со скоростьпричем доля пустот вравна 0,483-0,865. Линтально или вертикаллы, 7 табл. 15э П,Л.С. (СВ)Ригби,он (СВ) 403, 65-11 эо ф 1537639) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 23.04.88, Бюл. У (71) Пилкингтон Браэе (72) Малькольм Джеймс Литер Вард и Джон Эва (53) 666038 (088.8 (56) Патент С 11 й У 376 1974. Патент ФРГ У 2725275 кл. С 03 В 27/00, 1980.Заявка Великобритани С 1 М, 1979(54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКСТЕКЛА счет резкого текла эернис оожиженном сосриал подают в ярко поверхнос"1,12-4 м/с, аждой из них т подают гориьно. 2 з,п.Изобретение относится к стекольной промышленности, в частности к технологии изготовления упрочненного стекла.Цель изобретения - повышение качества закалки.Согласно способу осуществляют термическое упрочнение стекла, при котором горячее стекло закаливают зернистым материалом в виде струи соскоростью, гарантирующей сохранность ее на пути к стеклу.Закаляют листы известково-натриевого стекла с габаритными размерами300 х 300 мм. Каждый лист нагреваютдо 650 Си затем а алиннют н струяхчастиц,Скорость выброса каждой струи внаправлении к поверхности стекла такона, что она обеспечивает четкую,нерасплывчатую границу струи и сохранность целостности струи на еепути к поверхности стекла. Струи .ударяют в стекло до того, как они 2;изгибаются вниз в сколько-нибудь существенной степени.Относительный объем пустот является показателем объема пустот внутрикаждой струи частиц. Например, для 30каждой струи относительный объемпустот равен где Ч - объем короткого участкаструи;Ч - объем зернистого материалав этом коротком участке40струи.Значение относительного объемапустот уменьшается с увеличением степени крупности зернистого материалаи для порошкообразного материала падает до значения в пределах от 0,415до 0,5,Струи зернистого материала направ"ляют на поверхности стекла в продолжение заданного периода времени, достаточного для возникновения требуемых упрочняющих напряжений в стекле,П р и м е р 1, Для упрочнениястекла используемый зернистый материал -окись алюминия имеет следуюГщие свойства: плотность(объемный 55вес частиц )1,83 г/см , диапазон раэмеров частиц 20-140 мкм, средний размер частиц 60 мкм. Несколько листов стекла различной толщины нагревают до 650 С и затем подвергают закалке струями-окиси алюминия при следующих условиях: давление воздуха, подаваемого в трубы 0,172 МПа, скорость струи на выходе из сопел 1,88 м/с, массоный расход из каждого сопла 1 О,1 г/с, относительный объем пустот в каждой струе 0,602.Степень упрочнения листов стекла толщиной от 1,1 до 12 мм представлена в табл,1.Центральное расягивающее напряжение измеряют по методу рассеянного снета, при котором сквозь кромку стекла направляют луч гелиево-неонового лазера и измеряют полосы разности хода на первых 20-30 мм поверхности стекла для получения показателя среднего центрального растягиваю- щего напряжения на этом участке стекла. Поверхностное сжимающее напряжение измеряют с помощью дифференциального поверхностного рефрактометра.Изменение давления воздуха оказывает влияние на скорость струй -окиси алюминия на выходе из сопел и на относительный объем пустот в каждой струе, что представлено н табл., в которой показаны результаты для упрочнения листов стекла толшиной 2,3 и 3 мм, которые нагреваютдо температуры закалки, равной 650 СЭти результаты показывают, что увеличение давления поданаемого воздуха от 0,035 до 0,276 МПа приводит к повышению скорости струй частиц на выходе из сопел от 1,12 до 2,3 м/с. Относительный объем пустот находится н пределах от 0,533 до 0,714.Массовый расход -окиси алюминия в каждой струе увеличивается от 4,34 до 11,73 г/с.П р и м е р 2. Для упрочнения стекла используют в качестве зернистрго материала тригидрат окиси алюминия (А 103 НО),имеющего следующие свойства: обЪемный вес частиц 2,45 г/см , диапазон размеров частиц320-160 мкм,средний размер частиц 86 мкм,Несколько листов стекла различной толщины нагревают до 650 С и затем закаливают струями тригидратаокиси алюминия при следующих условиях: давление воздуха, подаваемого втрубы 0,172 МПа, скорость струи на1391493 Таблица Поверхностное сжимающее напа ряжение, МПа ьноевающение, МП 08 выходе иэ сопел 1,77 м/с, массовый расход из каждого сопла 10,38 г/с, относительный объем пустот в каждой струе 0,68.Степень упрочнения листов стекла толщиной от 1,1 до 12 мм показана в табл.3.Изменение давления воздуха влияет на скорость струй на выходе иэ сопел, относительный объем пустот в струях и степень упрочнения листов.Результаты исследованийаналогичных исследованиям, проведенным с использованием у-окиси алюминия), про 15 веденных с листами стекла толщиной 2,2,3 и 3 мм, нагретыми до 650 С, показаны в табл.4.П р и м е р 3. В качестве зернистого материала для упроынения стек ла используют смесь 953 по объему тригидрата окиси алюминия и 57. по объему бикарбоната натрия для упрочнения листов стекла толщиной 2,3 мм и габаритными размерами 300 х 300 мм . 25 Бикарбонат натрия имеет средний размер частиц 70 мкм и плотность 2,6 г/ /см . Получают более высокие напряжения, чем при закалке одним только тригидратом окиси алюминия. Полученные результаты представлены в табл,5.При тех же условиях в листе толщиной 3 мм получают даже более высокие напряжения, как показано в табл.б.П р и м е р 4. Для термического35 упрочнения листа стекла толщиной 1,3 мм, используют порошок, содержа щий полые стеклянные сферы иэ пьщевидной золы от энергетических котлов и имеющий следующие характеристи-к 40 ки: плотность материала 2,6 г/см объемный вес частиц 0,38 г/см , диапазон размеров частиц 15-200 мкм, средний размер частиц 80 мкм. 45Давление воздуха регулируют, чтобы получить струи, имеющие скорость 1,4 м/с на выходе иэ сопел и относительный объем пустот 0,76.Лист толщиной 2,3 мм перед закалкой нагревают до 650 С, при этом центральное растягивающее напряжение в листе упрочненного стекла составляет 58 МПа.П р и м е р 5. Для упрочнения стекла используют зернистый материалцирконовый песок крупности 50 меш, имеющий следующие характеристики: объемный вес частиц 5,6 г/см, диапазон размеров частиц 30-160 мкм, средний размер частиц 110 мкм.Полученные реэультагы упрочнения листов стекла толщиной 2,3 мм представлены в табл.7.Изобретение позволяет получить термически упрочненные листы стекла с высокими значениями центрального . растягивающего напряжения и соразмерными высокими значениями поверхностного сжимающего напряжения, что является показателем высокого качества закалки. Формула изобретения Способ термического упрочнения стекла путем нагрева и резкого охлаждения зернистым материалом в псевдоожиженном состоянии, создаваемым за счет подачи газа под давлением в слой материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения качества закалки, зернистый материал подают в виде струй, перпендикулярно поверхности стекла со скоростью 1,12-4 м/с, причем доля пустот в каждой из них равна 0,483-0,865.2. Способ по и,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что лист подают горизонтально.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что лист подают вертикально.1391493 68 20 2,3 80 148 240 114 266 120 280 124 О 286 128 12 Массовыйрасход,г/с 1,12 4,34 52 56 1,35 8,74 66 75 1,88 10,1 68 80 0,276 2,3 1,73 72 84 79 53 110 68 122 72 2,3 150 82 259 126 288 138 300 309 140 142 1 О 12 Давление подаваемогововдухар МПа 0,0350,1030,172 Скорость навыходе изсопел, м/с Относительный обьем пустот 0,714 0,533 0,602 0,626 Продолжение табл. Таблица 2 Центральное растягивакщее напряжение,ИПа, при толщине стекла мм2,3 3 Таблица 31391493 Т а б л и ц а 4 Относительный объем Массовыйрасход, г/ Скорость навыходе иэсопел,м/с Давление подаваемоговоэдуха, МПа пустот 2 2,3 3 54 46 5,65 0,736 58 1,13 0,66 68 60 9,35 78 1,51 10,38 12,44 82 72 68 0,683 0,729 1,78 76 85 72 2,51 1 1 63 59 49 81 70 87 84 74 89 86 76 Таблица 6 Давление подаваемого воэдуха, МПа 630650 670 66 63 87 84 75 89 86 77 92 88 79 0,035 0,103 0,172 0,276 Давлениеподаваемого воэдуха,МПа 0,035 0,103 0,172 0,276 0,035 0,103 0,172 0,276 Центральное ратягивающее напряжение. МПапри толщине стекла,мм Таблица 51 Центральное растягивающее напряжение, МПа при температуре стекла, С 630 650 670 Центральное растягивающее напряжение,оМПа, при температуре стекла, СЗаказ 1787/58 Тирам 425 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5