Способ изготовления гнутых изделий из стекла

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских .Социалистических

Респубпнк

<>996346

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 881017 (22) 3аявлено 1б.04 ° 81 (21) 3278038/29-33 (Я) М. Ктт з с присоединением заявки ¹

С 03 В 23/02

Государственным комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.0233. Бюллетень № б

Дата опубликования описания 15. 02. 83

t53jУДК ббб.17 (088. 8) (54) СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГНУТЫХ ИЗДЕЛИЙ

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 в минуту. 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(%.), Однако известный способ не обеспечивает 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- ЗО 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 -kBR IIQ 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 момент 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 недогрева заготовок стекла. В первою случае величина вязкости стекла будет 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, че

996346 это необходимо для его изгибания, т.е, оно еще не перейдет в вязкотекучее 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, 15

Важную роль в определении момента изгибания заготовок стекол играют также их геометрические параметры, т.е, конкретные величины толщины и, например, диаметра в случае изгибания 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 обеспечения возможности учета неоднородности состава заготовок и их фактических re- щ ометрических параметров, а также путем снижения степени поверхностной кристаллизации стекла.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления гнутых изделий из стекла осуществляют замер электропроводности заготовок, а изгибание последних проводят в момент ее скачкообразного возрастания.

Изгибание заготовок в момент скачкообразного возрастания электропроводности последних позволяет подобрать для каждой заготовки стекла продолжительность нагревания, обеспечивающую получение гнутых заготовок с бездефектной поверхностью, так как устранено влияние неоднородности состава и невоспроизводимости геометрических параметров плоских заготовок стекла на качество гнутых заготовок, 6О

При этом изменение продолжительности нагревания заготовок стекол осуществляют в пределах интервала размягчения стекла. Это позволяет получить гнутые 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 форгы 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.

По 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 весом заготовки и конфигурацией Формы. Далее отключают печь и отжигают гнутую заготовку стекла. При температуре в печи 6080 С заготовку стекла вынимают из

Формы и передают на последующие операции холодной обработки (шлифовка и полировка поверхности) для получения иэделия.

Пример 1, Необходимо получить гнутую заготовку стекла. со сферической кривизной поверхности с радиусом кривизны 130 мм, максимальной стрелой прогиба 100 мм, толщиной 9 мм

996346

Таблица1 т Электрспроводность, Время нагревания, Электропроводность, мА мин мА

Время. нагревания, мин

1,0

5,5

21

6,0

1,5

23

6,5

2,0

42 2,5

7,0

25

7,5

45.

3,0

8,0

3 5

8,5

50.30

4i0

9,0

4,5

9,5

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- 0 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 и"формы. Открывают под печи с расположенной на нем формой механи- 20

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 до

60 С ее вынимают иэ формы и передают на последующие операции холоднбй обработки для получения изделия.

Пример 2. Необходимо получить гнутую заготовку стекла того же соческим приводом в течение 3-5 с, и размещают плоскую заготовку стекла на форму с двумя контактными электродами в течение 10-20 с, после чего закрывают под печи в течение 4-6 с.

Нагревают заготовку стекла, расположенную на форме и соприкасающуюся с двумя контактными электродами, до установления температуры в п чи (900+

+ 10) С со скоростью 120 С в минуту,-. т.е, за 7 мин 18 с, и выдерживают печь при этой температуре. После ра.-мещения заготовки стекла на форме в 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 геометрическими параметрами, 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 показ атели электропроводности в зависимости GT времени нагревания заготовки стекла по прим ру 2 представлены в табл. 2.

996346

Таблица 2

Время нагревания, мин

Электропроводность, Время нагревания, Электропроводность мА мин мА

5,5

1,0

33

1,5

34

2,0

6 5

2,5

7,0

40

3,0

7,5

3 5

26 8,0

8,5

4,0

46

4,5

9,0

9,5

5,0

50

10,0

Формула изобретения

Составитель Т. Буклей

Редактор О. Персиянцева Техред М.Тепер, Корректор Ю,.Макаренко

Заказ 828/32 Тираж 484. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 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 печи на форме, равному 10,0 мин. В этот момент на заготовку стекла прилагают давление с помощью вакуума и изгиба-. ют заготовку до заданной кривизны формы в течение 2 мин при вакууме

500-700 мм рт.. ст. После охлаждения гнутой заготовки в печи до 70 С ее З5 вынимают из формы и передают на последующие операции холодной обработки для получения изделия.

Гнутые изделия, полученные по предлагаемому способу в примерах 1 40 и 2, отличаются высоким качеством поверхности и небольшой степенью кристаллизации, так как момент их изгибания определяется в обоих случаях конкретно для каждой заготовки 4$ с учетом их неоднородности состава и фактических геометрических параметров. Поверхностная кристаллизация гнутых заготовок, полученных в примерах 1 и 2, не превышает 15-20 мкм, 5О т.е. в два раза меньше, чем в гнутых заготовках, полученных известным способом (30-40 мкм). Эти обстоятельства позволяют испольэовать гнутые изделия в качестве оптических элементов приборов, работающих в инфракрасной области спектра.

Способ изготовления гнутых изделий из стекла по авт. св. Р 881017, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий путем обеспечения возможности учета неоднородности состава заготовок и их фактических геометрических параметров, а также путем снижения степени поверхностной кристаллизации стекла, осуществляют замер электропроводности заготовок, а изгибание последних проводят в момент ее скачкообразного возрастания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 881017, кл. С 03 В 23/02, 1980.