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

 

1. Способ упрочнения изделий из стекла путем предварительного нагрева , обработки в расплаве нитрата ка-. ЛИЯ и последующего охлаждения, о т личающийся тем, что, с целью повышения качества механически полированных изделий толщиной 1530 мм за счет исключения сколов и фицов на гранях, в процессе охлаждения при 330-350 С осуществляют вьщерж у в течение 1-2 ч. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И)

3(5д С 03 С 217 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3474434/29-33 (22) 21.07 ° 82 (46) 30.06.84. Бюл. И - 24 (72) А.М.Бутаев, Р.П.Келина и Г.И.Баранцева (53) 666.1.053.65(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 626061, кл. С 03. С 21/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 435202, кл. С 03 С 21/00, 1972. (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

СТЕКЛА И РАМКА К УСТАНОВКЕ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА. (57) 1 ° Способ упрочнения изделий из стекла путем предварительного нагрева, обработки в расплаве нитрата ка-, лия и последующего охлаждения, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества механичеСки полированных изделий толщиной 1530 мм за счет исключения сколов и фицов.на гранях, в процессе охлаждения о при 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 внут-. ренней поверхности захваты, о т л и-. ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения качества механически пзлированных изделий толщиной 15-30 мм sa. счет исключения сколов и фицов на гранях, рамка снабжена термокомпенсаторами и содержит не более трех заИзобретение относится к упрочнению стеклоизделий, преимущественно толщиной 15-30 мм, методом низкотемпера гурного 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 ч-8 град/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 теьаьературе в течение О, 1-2 ч, а охлаждение ведут 20 со скоростью 6-10 град/мин j1) .

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 1530 мм. Выход годных изделий составляет не более 50K.

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 одного, соединен с каркасом и/или друг с другом через термокомпенсаторы, причем захваты расположены так, что их опорные поверхности образуют угол, равный углу между гранями изделия, а опорная поверхность хотя бы одного захвата смонтирована с возможностью образования угла 30-60 с горизонв тальной плоскостью. путем ступенчатого нагрева, обработки s расплаве нитрата калия и последующего охлаждения в процессе охлаждения при 330-350 С осуществляют

h выдержку 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 3060 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.

1100261

Если толщина изделия более 20 мм, то при нагреве на ступенях с температурой 150+10 С и, 250 10 С желательно делать выдержку в течение 1-2 ч.

На фиг. } 2 и 3 изображены вариан. ты рамки к установке для упрочнения изделий из стекла.

Рамка для крепления изделий выполнена в виде металлического каркаса 1 с захватами 2, термокомпенсато- 10 рами 3, крюками для подвески 4 и упорами 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- 25 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 щ 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 цилиндрической формы 5. Уменьшение контакта упора со стеклоизделием приводит к уменьшению застываемой KNO . Немаловажное значение имеет также расположение упоров. Наиболее удачным является случай, когда один упор

5 цилиндрической формы расположен Ы вдоль грани стеклоиэделия, а два других под углом 90 к первому о (см.фиг,3) . Это обеспечивает, во-пер" вых, снижение количества застываемого к КЕО и, во-вторых, исключает застывание KII0 на фасках-стеклоиз3 делия, т.e.: наименее прочнои части

его.

Пример 1. Йзделие размером

500Х450К20 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 выдержкой на каждой ступени 20 мин до

1450ОС, 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 aсуществляют выдержку в течение 1,0 ч.

Остатки прилипшего расплава KNOT удаляют промыванием в проточной воде, изделие вытирают насухо и подвергают визуальному контролю. Выход годных изделий по описываемому способу сос- тавляет 977.

Пример 2. Изделие размером

500х450х25 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 25ОС с выдержкой на каждой ступени s 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 КЫО с темгерао турой 450 С и упрочняли в течение

96 ч. По окончании режима упрочнения изделие переводили в камеру охлаждения с температурой 450 С и охлаждали о ступенчатым 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. Остатки прилипшего расплава удаляли промыванием в проточной воде, изделие вытирали насухо и подвергали визуальному контролю. Выход годных изделий составляет 85Х.

Пример 3. Изделие размером

500Х450х25 мм изготовленное из стекла

ОТИ 010 с полированной поверхностью

1 1 00261

До упрочнения, нм

Изде- . лие, Ф

45

ЗО

75

21

39

105

40

56

24

54

120

96

45

60

27

120

126

246

120

15

75

75

105

102

45

180

135

36

135

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 100X..

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

1100261