Требования к стеклам при закалке

Требования к сырью

Требования к сырью при закалке стекла

Сырье для закалки должно соответствовать требованиям, изложенным в стандартах д. флоат-стекла. Например, стандарты определяют возможные допуски по толщине, оптические дефекты, пятна, дефекты линейности, требования к обработке кромок и т.д.

Практически все современные типы флоат-стекла пригодны для закалки, однако есть некоторые исключения. Покрытия и другие добавочные материалы изменяют состав и поведение флоат-стекла, что может сделать его непригодным для закалки.

ВНИМАНИЕ! Поскольку закаленное или термоупрочненное стекло не подлежит переработке и может сломаться в печи в начале этапа нагрева, его нельзя использовать в качестве сырья.

Обработка кромок стекла

При резке стекла на его краях образуются крошечные трещины. Если кромки не отшлифованы, такие трещины могут начать расти и привести к поломке стекла во время или после закалки.

Для обеспечения высокой производительности и более ровной поверхности стекла необходимо отшлифовать кромки листа после резки. Минимальным требованием является шлифовка кромок при помощи ленточного шлифовального станка, однако рекомендуется использовать алмазный шлифовальный круг. Такие же требования применяются и к качеству отверстий и вырезов в стекле.

Допустимыми методами предварительной обработки кромок стекла могут быть, например, шлифовка кромок, плоская шлифовка кромок и полировка кромок. Для стекла толщиной > 8 мм требуется полировка кромок, и такие же требования предъявляются к качеству отверстий и вырезов.

Резка и сверление стекла

Все отверстия и вырезы необходимо сделать и обработать, включая обработку кромок, до закалки.

В целом, ограничения на расположение отверстий относительно краев и углов стекла и относительно друг друга зависят от:

• номинальной толщины стекла (d)
• размеров стекла
• диаметра отверстия (D)
• формы стекла
• количества отверстий

ВНИМАНИЕ! Отверстия и вырезы всегда повышают риск ломки стекла в процессе закалки.

Круглые отверстия в стекле

Нижеприведенные рекомендации применимы только к стеклам с d > 3 мм и количеством отверстий не более 4.

Минимальная ширина стекла

Минимальная ширина (W) стекла с круглыми отверстиями составляет 8 х толщина стекла (d).

Диаметр отверстий

Рекомендуемый минимальный диаметр отверстия (Dmin) должен быть не меньше номинальной толщины (d) стекла. Максимальный диаметр (Dmax) не должен превышать одной-трети ширины в самой узкой точке стекла.

Отверстия в углах

Если величина угла составляет 90° или более с закруглением, расстояние (а) от реперной точки угла до края отверстия должно быть не менее чем 4 х толщина стекла (d).

Расстояние (с) между кромкой угла и краем отверстия должно быть не менее чем 6 х толщина стекла (d).

Если отверстие размещается в углу ближе к кромкам стекла, чем рекомендуется, риск ломки стекла значительно возрастает.

Риск можно минимизировать, сделав прорезь в более узкой перемычке угла. См. рисунок ниже.

Прямоугольные отверстия в стекле

Максимальный размер (X х Y) прямоугольного выреза зависит от размеров стекла.

Длина выреза (X) не должна превышать одной трети длины стекла (L), а ширина выреза (Y) не должна превышать одной трети ширины стекла (W).

Для закругления (г) угла квадратного отверстия следуйте инструкциям в главе «Закругление».

Закругление стекла

Края и уголки вырезов необходимо закруглить.

Радиус закругления (г) должен быть не менее толщины стекла (d)

Перед закалкой стекло нужно промыть и высушить.

Следует мыть стекло сразу после резки, шлифовки или сверления, чтобы избежать налипания грязи на поверхность стекла.

Хранение стекла

Флоат-стекло следует хранить в чистом, сухом и теплом помещении во избежание попадания на стекло влаги и грязи. Влажность не должна превышать 80%, а температура должна быть не менее +10°С.

Влага приводит к образованию плесени, коррозии и другим дефектам поверхности стекла, которые могут негативно повлиять на качество конечного продукта. Перед закалкой с поверхности стекла следует удалить всю влагу и грязь.

Требования закалке стекла

Шлифовка кромок

Шлифовка кромок стекла для закаливания

Шлифовка кромок стекла производится обычно под углом 45 градусов/90 градусов для того, чтобы удалить острые кромки края стекла, образовавшиеся после его резки. Это делается для того, чтобы обеспечить минимум боя стекла при его закаливании. Если шлифовка кромок произведена правильно, риск боя стекла в печи закаливания уменьшается до минимума. После обработки край стекла в определенной мере менее восприимчив к повреждениям от незначительных ударов и толчков, а также снижается количество мелких частиц стекла, которые в температурной секции могут повредить поверхность закаливаемого стекла. Эта операция также удаляет крошечные микротрещины, которые всегда возникают при резке, близко к краю обреза стекла. Чем лучше обработка, тем меньше вероятность боя стекла в печи закаливания.

Рекомендации по шлифовке

Рекомендации по шлифовке

На ленточных станках держите скорость прохождения стекла по абразивным ремням не более, чем 10 см в секунду. Для шлифовки кромок стекла не следует использовать грубые абразивные ремни/диски. Соответственно, давление стекла на абразивные ремни/диски должно быть легким. На ленточном станке шлифовки рекомендуется использовать ограничительное колесо на краю стола для того, чтобы ограничить величину давления, которое может применить к стеклу оператор. При использовании для шлифовки современных многошпиндельных шлифовальных станков следует строго соблюдать инструкции изготовителя. Следует отметить, что не имеет смысла делать обработку стекла быстро и некачественно, если выполненная обработка окажется неудовлетворительной для последующего процесса закаливания и потребует переделки всего стекла. При притуплении стекла для получения наилучшего качества всегда должна использоваться влажная технология притупления кромки.

На толстом стекле скорость подачи на абразивные ремни следует уменьшить, чтобы получить более сильное притупление кромок, особенно по углам листа стекла.

Продуктивность закаливания при работе с тонким стеклом особенно чувствительна к хорошему качеству шлифовки кромок. Подразумевается, что на ленточных станках следует использовать ремни с меньшей степенью абразивности, применять более легкое давление и меньшую скорость. Соответственно, на шлифовальных станках следует не превышать скорость подачи стекла и использовать исключительно диски, предлагаемые изготовителем оборудования.

Например: если стандартно для печей закаливания применяется норматив боя стекла в процессе закалки от 3% до 5%, то при некачественной обработке стекла этот процент может увеличится в разы. При высококачественной же обработке указанный процент боя стекла можно снизить до 1%.

Неправильная шлифовка

Неправильная шлифовка кромок стекла

При неправильной шлифовке кромок их края могут быть ободранными (изломанными) в местах контакта стекла с абразивными ремнями/дисками. Изломанные кромки означают, что стекло будет разломано на особый манер. При такой неправильной шлифовке кромок мелкие фракции стекла остаются на поверхности, механически сцепленные с ней. Так же образуются микротрещины, которые в дальнейшем могут привести к разрушению стекла в процессе закаливания. Моечные машины, по большей части, не могут полностью удалить такие связанные фракции стекла, и они остаются на стекле, когда оно поступает в зону нагрева/закалки. Когда в зоне закалки холодное стекло начинает нагреваться, эти мелкие фракции нагреваются гораздо быстрее, чем основная масса стекла. Они быстрее расширяются и механическая связь со стеклом разрушается. Мелкие фракции осыпаются в зоне закалки и часть из них попадает на ролики печи. Находясь на роликах, эти мелкие фракции осыпавшегося стекла наносят повреждения на нижнюю часть листа закаливаемого стекла в местах его контакта с роликами. Эти повреждения могут иметь различный вид, который зависит от размера и количества мелких фракций стекла, попавших на ролики. Таким образом, притупление кромок стекла — это очень важный фактор качества продукции и эта операция должна быть под постоянным контролем со стороны мастера и вышестоящего руководства.

Следует иметь в виду, что стекло, поступившее от разных производителей очень часто по-разному ведет себя в процессе притупления кромок. Вам необходимо найти свою собственную комбинацию этой работы. Не удивляйтесь, если один оператор будет делать хорошее притупление кромок, в то время как другой будет делать брак, используя ту же самую технологию работы. Разница может зависеть как от различных станков, так и от различных типов стекла.

Серьезным фактором является скорость, с которой стекло движется вдоль абразивных лент/дисков. Совершенно очевидно, что это важнейший фактор, влияющий на дробление кромки стекла. Более высокая скорость сильно увеличивает образование мелких фракций. В этом случае, если внимательно рассмотреть с помощью хорошей лупы, то можно увидеть, что абразивный ремень/диски скорее обдирает кромку стекла, чем шлифует ее.

На ленточных станках сильное натяжение имеет тенденцию увеличивать стремление ремня грубо обдирать кромку стекла. Слабое натяжение имеет тенденцию позволить ремню болтаться вокруг кромки стекла без его притупления. Сильное давление стекла на ремень приводит к тем же двум факторам, которые были описаны выше, и, в общем случае, сильное давление определенно увеличивает проблемы.

Качество абразивного ремня/дисков, безусловно, является важным фактором. Дешевые ремни/диски могут оказаться очень дорогими из-за расходов, связанных с их дальнейшей эксплуатацией и выпускаемой продукции. Если вы не хотите впоследствии решать эти проблемы, лучше используйте ремни/диски хорошего качества. Очень грубый ремень/диск или очень жесткий процесс резки/обработки стекла может послужить причиной возникновения большого количества фракций, которые невозможно будет вымыть в моечной машине.

В отдельных случаях в процессе шлифовки кромки стекло может очень сильно нагреваться. Это зависит от совокупности ряда факторов, таких как покрытие ремня/дисков, давление стекла на ремень/диски, недостаточное охлаждение, слишком большая скорость подачи стекла. Могут появляться искры в месте контакта кромки стекла с поверхностью ремня/диска. Перегретая кромка стекла легко заметна, она обычно выглядит как смазанная поверхность. Стекло становится настолько горячим, что оно плавится в месте соприкосновения с ремнем/диском. Когда горячая поверхность стекла охлаждается (почти мгновенно), на ней возникают микроскопические трещинки, которые приводят к увеличению процента боя стекла в зоне закаливания.

Следите за качественным состоянием поверхности абразивных ремней/дисков, чтобы избежать перегрева кромки стекла.

Изготовление автомобильных стекол в условиях автопредприятий

М.Э. Бутовский, проф., к.х.н. / Рубцовский индустриальный институт

В настоящее время в странах СНГ функционирует около 300 стекольных заводов, имеющих около 900 стекловаренных печей. На производство листового стекла приходится около 50% от всего производства. По-прежнему, подавляющее большинство продукции из стекла производится в двух странах — в России и на Украине. В России современный флоат-метод реализован только на трех предприятиях — Саратовском, Салаватском и Борском заводах.

В условиях автопредприятия № 1934 г. Рубцовска была спроектирована и изготовлена электропечь для производства автомобильных стекол (рис. 1).

Технологический процесс изготовления автомобильных стекол напоминает получение стального проката. Жидкую стекольную массу раскатывают на валках в большие листы, из которых в дальнейшем производят раскрой заготовок. В зависимости от назначения стекла заготовки подвергают различной термической обработке. Для автомобильных стекол — это первичный отжиг. Первичный отжиг призван ослабить и снять напряжения в стекле, полученные на заготовительном этапе, и, самое главное, уничтожить в объеме стекла структурные и оптические неоднородности [3, 4].

Отжиг автомобильного стекла является очень трудоемкой операцией. На каждое стекло приходится до 20 минут времени. Стекло нагревают до определенной температуры (верхней температуры отжига) и выдерживают около 3-х минут, в течение которых снимают около 95% внутренних напряжений, затем температуру понижают на 500 +- 150 °C и выдерживают 3 минуты при нижней температуре отжига. На данном этапе удаляются остатки напряжений.

Охлаждение стекла при отжиге проходит медленно и при этом оно разделено на несколько этапов. По окончанию отжига стекло-полуфабрикат имеет равновесное состояние (без внутренних напряжений) и однородную структуру.

На последнем этапе стекло одновременно формуют и закаливают. Придание нужной кривизны и закалку стекла производят различными способами. Наиболее распространенные способы закалки стекла — моллирование и горизонтальное изгибание. По производительности моллирование значительно уступает горизонтальному изгибанию. Однако в легковом автомобилестроении используется именно этот способ, так как он обеспечивает максимальное качество стекла. Процедура моллирования достаточно сложна в исполнении: стекло помещают в электрическую печь и нагревают до температуры, при которой стекло приобретает пластичность. Следующий шаг — металлический шаблон, на котором стекло принимает необходимую форму, все еще подвергаясь нагреву.

Охлаждение стекла производят воздухом и происходит оно с высокой интенсивностью в специальной решётке. Этот процесс называется закалкой. Закалка призвана сформировать в стекле направленные напряжения сжатия. Причем, чем выше уровень напряжений (при закалке они достигают 300 МПа), тем выше прочность стекла. При охлаждении воздухом критерий Био (критерий интенсивности охлаждения и закалки) невысок и напряжение, в среднем, составляет около 80 МПа. Одновременно с повышением прочности стекла в 4. 5 раз повышается его упругость, что очень важно, так как кузов автомобиля не является абсолютно жестким и его упругие деформации могут привести к разрушению стекла.

При закалке очень важно, чтобы напряжения в стекле распределились равномерно. Неравномерность напряжений может быть причиной нескольких дефектов: некачественной закалки, коробления кузова автомобиля, перераспределения напряжений в клеевом соединении и около него, перепада температур, неравномерного силового нагружения стекла, неоднородности и наличия раковин и трещин в стекле и многих других. Автомобильное стекло считается тем лучше, чем равномернее распределены в нем напряжения сжатия.

Весь процесс происходит в стеклоплавильной печи, оборудованной нагревательными ТЭНами (рис. 1).

Исходным материалом для получения многослойных стекол служит листовое полированное стекло 5. Полученные из него заготовки определенных размеров маркируются, а их края обрабатываются.

Затем полированное стекло помещается в бункер печи 1, где оно окончательно приобретает нужную пространственную форму, и по ходу которого нагревается до определенной температуры (в зависимости от толщины стекла и его химического состава температурный режим может колебаться от +650 °C до +700 °C). Затем стекло выкладывается на металлический шаблон 4, где под действием собственного веса и принимает нужную форму.

Для получения качественного многослойного стекла его стеклянные элементы обязательно моллируются в паре, таким образом, каждый раз образуются уникальные, максимально приближенные друг к другу поверхности стекол, поэтому в случае повреждения хотя бы одного из них в переплавку отправляют сразу оба стекла. После моллирования пара стекол скрепляется посредством ПВБ (поливинилбутиральной) пленки и помещается в бункер печи 1, где они окончательно спекаются. После окончательной приемки формы, заготовка стекла достается из печи и охлаждается под влиянием окружающей среды. Окончательным этапом является обработка краев стекла до нужной формы, и испытания в соответствии с ГОСТ 5727-88 [1, 2].

ПОЛИВИНИЛБУТИРАЛЬ (бутвар, винилит, бутацит, мовиталь В, ревиль В, С-лек В и др.) — аморфный бесцветный полимер; степень полимеризации 500-1600. Плотность 1,1 г/см3; растворяется в спиртах, кетонах, сложных эфирах, углеводородах, смеси этанола с бензолом, не растворяется в бензине; относительное удлинение 15-25%; ударная вязкость 60-130 кДж/м2; твердость по Бринеллю 100-110 МПа; теплостойкость по Вика 60-75 °C, по Мартенсу 48-54 °C; температурный коэффициент линейного расширения 9,2·10-5 °C-1; водопоглощение за 24 часа 0,4–3,0%.

Суть технологии получения закаленного стекла состоит в следующем: стекло разогревают выше температуры размягчения приблизительно до плюс 600-720 °C в зависимости от его толщины и структурных особенностей, а затем резко охлаждают в струях воздуха до плюс 300?450 °C. При охлаждении первыми остывают верхние слои стекла. В них при остывании внутренних слоев возникают остаточные напряжения сжатия. Напряжения сжатия обеспечивают механическую прочность, термостойкость закаленного стекла, эти же напряжения и заставляют стекло распадаться в случае его повреждения на множество мелких, не таящих в себе опасности фрагментов.

В результате закаливания значительно (в 5-10 раз) возрастает прочность стекла на удар (рис. 2), в 2-3 раза увеличивается его прочность на изгиб, в 3-4 раза возрастает термостойкость стекла (с +40 °C до +180 °C).

Для стекла характерно разрушение без существования порога текучести, характерного для металлов. Т.е., в том случае, когда прилагаемая к стеклу нагрузка превышает предел прочности, стекло разрушается целиком, без непрерывного изменения формы. На основании требований, предъявляемых к объекту применения, можно для любой ситуации подобрать тип стекла, который удовлетворяет требованиям прочности, поставленным перед объектом. Необходимая прочность может быть достигнута путем применения закаленного и многослойного стекла, которые относятся к безопасным в эксплуатации видам стекла.

Основные производители различных типов стекол приведены в таблице.

Притупление углов кромки стекла применяется как обязательная технологическая операция перед закаливанием для стекла толщиной до 6 мм или для стекол светопрозрачных конструкций, в которых отсутствуют требования к внешнему виду кромок. Для стекла толщиной свыше 6 мм обязательно шлифование кромки с применением алмазного инструмента. Расстояние между отверстиями (а) и расстояние от края стекла до отверстия (а) должно быть не меньше половины диаметра отверстия (d/2) и углы вырезов обязательно должны быть скруглены с минимальным радиусом, равным толщине стекла.

Наиболее объективной причиной применения закаленного стекла является именно его безопасные свойства и именно то, что стекло является безопасным по отношению к человеку в момент своего разрушения. Обычное стекло при разрушении образует множество длинных и прочных осколков с острыми клиновидными кромками, что не может не представлять серьезную потенциальную угрозу здоровью человека. Закаленное стекло прочнее обычного в 5-7 раз (рис. 3) и при превышении значения предела стойкости к внешним нагрузкам образует множество мелких осколков с притупленными краями. Такие осколки изначально являются менее опасными в сравнении с фрагментами, образующимися при разрушении обычного стекла.

Сегодня прослеживается явная тенденция увеличения форматов стекла при остеклении современных зданий, что заставляет нас задумываться об определенных функциональных свойствах применяемого стекла. Благодаря тому, что стекла больших форматов подвергаются большему температурному воздействию от прямого солнечного излучения, всегда существует повышенный риск самопроизвольного разрушения стекла из-за образования критической разницы значений растягивающих и сжимающих напряжений. Такая опасность, как правило, возникает в межсезонный период, при больших колебаниях дневной и ночной температур. Вероятность самопроизвольного разрушения стекла увеличивается в несколько раз также и при использовании специальных энергоэффективных стекол в составе однокамерных и двухкамерных стеклопакетов. Учитывая вышеизложенные аспекты, на практике рекомендуется применять только конструкции, в которых используется безопасное закаленное стекло, прекрасно выдерживающее большие температурные перепады.

Основные отличия и преимущества закаленного стекла:
• безопасность;
• повышенная прочность на изгиб и удар в 5-7 раз;
• увеличенная термостойкость и стойкость к перепадам температур в 2,5-3 раза;
• устойчивость к вибрационным нагрузкам;
• образование мелких осколков с тупыми гранями в случае разрушения стекла, что исключает травматическую опасность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дуброво С. К. Стекло для лабораторных изделий и химической аппаратуры, Л.:Наука 1965. — 107с.

2. Солнцев С. С., Морозов Е. М. Разрушение стекла, М.: Машиностроение 1978. 152 с.

3. Шаффер Н.А. Технология стекла: Учебник. Пер. с нем. — 1988. — 270 с.

4. Бондарев К.Т. Листовое полированное стекло. — М.: Строй-издат. — 1978. — 167 с.

Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Закалка, отжиг стекла

Влияние термического прошлого (закалки и отжига) стекла одинаково сказывается на разрушении стекол реагентами обеих групп закаленные стекла разрушаются в 2 раза сильнее, чем хорошо отожженные. Исключение составляет группа щелочно-боросиликат-ных стекол, которое уменьшает свою устойчивость при отжиге вследствие специфических свойств стекла. [c.350]

Предположение о микрокристаллическом строении стекла было впервые высказано Лебедевым еще в 1921 г. в его работе, посвященной исследованию процессов закалки и отжига стекла. Лебедев доказал, что закаленное состояние силикатного стекла характеризуется не только наличием в нем внутренних напряжений, но и особым состоянием его внутренней структуры. Так, например, разница в показателях преломления закаленного и отожженного стекол не могла быть объяснена только наличием в закаленных образцах внутренних напряжений. [c.80]

Поэтому представляется более целесообразным проводить охлаждение полученных расплавов быстро, путем извлечения ампул из печи на воздух (закалка на воздухе) с тем, чтобы по возможности сохранить определенную структуру стекла, примерно соответствующую строению расплава при температуре синтеза. Для восстановления нарушенных связей, напряжений в стекле и других изменений проводится дополнительный отжиг стекла при температурах, лежащих ниже температуры кристаллизации стекол данного состава. [c.6]

Нижняя температурная точка, отграничивающая зону размягчения от твердого (хрупкого) состояния стекла, имеет большое практическое значение для работы со стеклом. Эту точку называют точкой превращения, так как при этой температуре такие важные для вакуумной техники свойства стекла, как тепловое расширение и электрическое сопротивление, изменяются скачкообразно. Эта точка имеет важное практическое значение таюке и для закалки и отжига стекла. [c.274]

Закалка и отжиг стекла. Стекло обладает очень плохой теплопроводностью, поэтому, если нагретое до температуры размягчения стекло предоставить естественному охлажде-274 [c.274]

Точку превращения можно считать наименьшей температурой, при которой возможна закалка стекла или его отжиг. Однако для ускорения процесса отжиг стекла производится обычно при более высокой температуре, когда вязкость стекла становится примерно в 10 раз меньшей (10 2 вместо 10 3 пз). [c.275]

Основные положения современных представлений о внутреннем строении стекол были высказаны впервые А. А. Лебедевым (1921), который в результате изучения процессов отжига и закалки стекол пришел к выводу о наличии в структуре силикатного стекла микрокристаллических образований. Последующие исследования подтвердили этот вывод и привели к дальнейшему развитию этой теории. В результате изучения различных свойств [c.157]

Определение области гомогенности. В вакуумированных ампулах из тугоплавкого стекла приготовить по 10 г сплавов свинца с оловом, содержащих 1,2, 3, 5, 10,15, 20 ат. % олова. Каждый из полученных слитков разделить на три части. Полученные таким образом три одинаковые серии сплавов отжечь в вакуумированных ампулах при температурах 100, 130, 160 С в течение 6 ч. По окончании отжига произвести закалку погружением в ледяную воду (Осторожно Предохранительные очки ). Закаленные образцы подготовить для исследования микроструктуры и микротвердости по методике, описанной выше. На полученных шлифах определить микротвердость основной фазовой составляющей и на основании данных микротвердости и микроструктурных исследований построить границу области гомогенности 8п—РЬ со стороны РЬ. [c.54]

Вязкость стекла имеет огромное значение для производства стеклоизделий. От величины вязкости зависит температура синтеза, формования, отжига (снятия внутренних напряжений, возникающих при охлаждении стекломассы) и закалки. Эти технологические процессы могут быть проведены лишь при определенных значениях вязкости (независимо от химического состава стекла) варка — 10-10 Па с, формование — 10 -10 Па с, отжиг — 10 -10 Па с. Для различных составов стекол одному и тому же значению 1 г) соответствует своя температзфа. [c.345]

Особое значение имеет равномерность распределения внутренних напряжений. Чтобы добиться такой равномерности, изделия из стекла подвергают отжигу, т. е. нагреву до 600—650° С и медленному равномерному охлаждению. В некоторых случаях прибегают к быстрому, но также равномерному охлаждению (закалка стекла). Прочность изделий, подвергнутых закалке, резко возрастает. [c.248]

А. Характер структурных дефектов существенно зависит от природы (состава) стекла и условий его варки и термической обработки (отжига, закалки), а также от излучений высокой энергии (гамма-излучения и нейтронного). Дефекты такого рода влияют преимущественно на структурно-чувствительные св-ва [c.339]

Следует заметить, однако, что основные положения современной теории строения стекла были изложены уже в 1921 г. в работах академика А. А. Лебедева, т. е. были сформулированы раньше, чем аналогичные представления о строении жидкосте . А. А. Лебедев занимался изучением физико-химических превращений стекол в области температур, близких к температурам их размягчения. Эти исследования он начал в связи с изучением процессов отжига и закалки стекол. [c.48]

Отжиг и. закалка стекла Если кусок стекла нагреть до температуры начала размягчения или выше и затем быстро охладить, то в нем возникнут внутренние напряжения. ТакОе стекло называют Закаленным. [c.100]

Формование стекла можно осуществить всеми известными в технике методами. Чаще всего формование С. производится прессованием, выдуванием, прессовыдуванием, вытягиванием, прокаткой. Отформованное одним из этих способов изделие подвергается особой термич. обработке — отжигу, цель к-рого снятие неравномерных опасных напряжений, возникших в изделии в результате резкого охлаждения. Для этого изделие помещают в печь отжига в зону с темн-рой примерно па 20—30° ниже темп-ры стеклования, выдерживают при этой темп-ре, а затем постепенно, медленно охлаждают. Процессом, противоположным отжигу, является закалка С., достигаемая резким, но равномерным охлаждением С., нагретого до темп-ры, близкой к темп-ре размягчения в результате в С. возникают равномерно распределенные напряжения. Закалка значительно повышает механич. прочность С. [c.515]

Прочность. Сопротивление твердых тел и в том числе стекла. механическому разрушению именуется общим термином прочность. Различают прочность на разрыв, на сжатие, изгиб, кручение, удар и др. Удельная прочность стекла в неизмеримо большей степени зависит от размеров сечения образцов (масштабный фактор), от состояния их поверхности и режима термообработки (отжиг, закалка, термовыдержка), чем от состава. Например, прочность массивного кварцевого стекла на разрыв равна около 8 кГ/мм прочность свежевытянутых стеклянных нитей намного выше и большей частью резко возрастает с уменьшением их диаметра. При диаметре 5— 0 мк по данным М. С. Аслановой [27] прочность бездефектных нитей из кварцевого стекла доходит до 590 кГ/мм , а в жидком азоте — до 1800/сГ/лл . [c.34]

Различия механических свойств закаленных и отожженных стекол известны давно. Закалка стекла является старым способом увеличения прочности стекла на удар и на разрыв. Позднее, по мере развития техники эксперимента, выяснилось, что не только механические, но и физические, и даже химические, свойства сильно зависят от степени отжига и от всей тепловой истории стекла. Внешне в этом отношении обнаружилась аналогия между стеклом и металлами, а также гелями. Для получения стекол с определенными свойствами оказалось важным знать весь режим производства стекла и, в особенности, режим охлаждения при переходе через размягченное и отчасти разогретое твердое состояние. Задавая тот или иной режим отжига, мы можем до известной степени изменять свойства в нужном направлении. Этим способом иногда пользуются на практике с целью подгонки показателя преломления По и дисперсии оптического стекла к стандартным требованиям. Влияние термической обработки на свойства стекла наглядно выявляется при систематическом контроле свойств в течение длительного промежутка времени. Если выдерживать стекло при постоянной температуре, то с течением времени его свойства изменяются со скоростью, зависящей от температуры. [c.116]

Печи непрерывного действия применяют при массовом поточном производстве наибольшее распространение они получили как агрегаты для различных видов термической обработки (закалки, отжига, отпуска и т. д.) черных и цветных металлов, но применяются и для нагрева металлических заготовок под горячую деформацию, для терм ообработки стекла, керамики, процессов сушки и других технологических процессов, связанных с нагревом. [c.46]

Закалка и отжиг стекла. Стекло обладает очень плохой теплогаршодностью, поэтому если нагретое до температуры размягчения стекло предоставить естественному охлаждению на открытом воздухе, то быстро остынет только наружный слой стекла, а шупрвнвие слои его будут сохранять значительно более высокую температуру. Такое неравномерное остывание толщи стекла приводит его в состояние закалки, т. е. к образованию в стекле больших внутренних механических напряжений (растяжения в одних у частках и сжатия — в других). Наличие внутренних напряжений в стекле опасно тем, что в месте наибольшей закалки в процессе остывания или по истечений более или менее короткого промежутка времени после остывания стекло может без всякой видимой причины дать трещину. [c.281]

Термической обработкой стекла можно или уменьзпить размеры и объемы пор, или, напротив, увеличить их. Первое достигается путем тщательного отжига стекла, второе — его закалкой. Влияние закалки обусловлено увеличением межатомных расстояний в стекле, что в свою очередь способствует увеличению степени извлечения из него алюминия. [c.234]

Основные положения о внутреннем строении стекол были высказаны впервые А. А. Лебедевым (1921), который на основании изучения процесса отжига и закалки стекол пришел к выводу о наличии в структуре силикатного стекла микрокристаллических образований. Кристаллитная гипотеза А. А. Лебедева исходит из предположения о наличии в структуре стекол каркаса из беспорядочно расположенных атомов или ионов, составляющего основную массу вещества. Этот каркас включает в себя участки, в которых степень упорядоченности постепенно возрастает, причем в структуре стекол появляются элементы упорядоченности, приближающиеся к кристаллическим структурам. Таким образом, теорией допускается непрерывный переход от кристаллических центров с неполным комплексом элементов симметрии к полностью неупорядоченной пространственной сетке. Последующие исследования О. К- Ботвинкина, К- Н. Воленкова, Е. А. Порай-Кощица и др. подтвердили такие представления и привели к дальнейшему развитию кристаллитной теории. [c.65]

Коэффициент линейного термического расширения колеблется в зависимости от химического состава стекла от 5,8- 10- до 150- 10 град. Он остается практически постоянным вплоть до температуры размягчения. Закалка и отжиг также не меняют коэффициента линейного термического расширения. ЗЮг, АЬОз, В2О3, ТЮг, 2гОг, 2п0 понижают, а окислы щелочных и щелочно-земельных металлов повышают его значение. [c.365]

Упрочняют С.н. обьпно способами, способствующими созданию в нем поверхностных сжимающих напряжений (отжиг, термич. закалка, хим. упрочнение), причем прочность закаленного С.н. в 4-6 раз превьпиает прочность отожженного. Хим. способы упрочнения — обработка пов-сти С.н. газовыми реагентами (напр., 8О3), ионный обмен (обработка пов-сти в расплавах солей щелочных металлов), поверхностная кристаллизация, нанесение полимерных и др. покрьггий. Возможно также упрочнение травлением, т.е. путем удаления или залечивания дефектов при обработке пов-сти С. н. разл. хим. реагентами. Так, напр., для пром. листового стекла после действия фтористоводородной к-ты составляет 500-600 МПа. [c.422]

Температура снятия напряжения представляет собой верхний температурный предел, при котором может использоваться отожженное стекло. Закаленное стекло начинает утрачивать свойства закалки при температурах даже более низких, чем температура снятия напряжения. В то же время температура снятия напряжения представляет обой нижний предел зоны отжига (рис. -45), т. е. той температурной области, в которой внутренние напряжения 5 стекле могут быть сняты в течение перио- [c.75]

При помощи изложенных гипотез хорошО объясняется также влияние тепловой обработки стекла. Расширенная структура закаленного стекла допускает более быструю перколяцию, чем более компактная структура отожженн ого стекла. С другой стороны, химические взаимодействия анионов в каркасе с растворенными частицами более энергичны в закаленных, стеклах, чем в отожженных структурах. Энергия активации увеляч ивается при закалке и уменьшается при отжиге. [c.114]

В основе многих технологических процессов лежит тепловая обработка материалов и изделий нагрев и плавление металлов, обжиг строительного и огнеупорного кирпича, обжиг фарфора и других керамических изделий, получение вяжущих материалов (цементного клинкера, извести, гипса), получение стекла, термическая переработка топлива и т.д. Тепловая обработка материалов и изделий осуществляется в технологических или знерготехнологических агрегатах — промышленных печах, в которых материалам или изделиям в условиях относительно высоких температур придаются свойства, необходимые для дальнейшей обработки или для выпуска в качестве конечного продукта. Так, в нагревательных печах стальные слитки или заготовки приобретают повышенную пластичность и текучесть, необходимую для прокатки и ковки. В чугунолитейных вагранках чугун переходит из твердого состояния в жидкое, при котором он хорошо заполняет пустоты форм для отливок. Химический состав чугуна при его расплавлении может быть изменен в зависимости от требований, предъявляемых к литью (серый чугун, жаропрочный чугун и т. д.). В некоторых термических печах стальные изделия нагреваются, а затем охлаждаются по заранее определенному режиму, чем достигается получение определенных механических свойств путем изменения внутренней структуры металла без изменения его химического состава (отжиг, нормализация, закалка и отпуск). В печах для термохимической обработки стальных изделий металл нагревается для того, чтобы облегчить насыщение поверхности металла углеродом (цементация) или азотом (азотизация) или одновременно углеродом и азотом (цианирование). [c.7]

Прокатом готовят листовое полированное стекло. Стекломасса 1 (рис. 48) по шамотному желобу (сливу) поступает в пространство между полыми металлическилш валками 3 и 4, охлаждаемыми изнутри водой и вращающимися навстречу друг другу. Из валков лента стекла 5 поступает на отжиг в туннельную печь 6. После шлифования и полирования оно применяется для остекления витрин, кабин автомашин и т. д. и для изготовления зеркал. Подвергая листовое стекло нагреванию и быстрому охлаждению потоком воздуха (закалка), получают безопасное закаленное стекло. Механическая прочность его значительно больше, чем до закалки, оно применяется для остекления кабин автомашин и самолетов. [c.128]

Смотреть страницы где упоминается термин Закалка, отжиг стекла: [c.145] [c.49] [c.209] [c.146] [c.146] [c.146] [c.222] [c.342] [c.449] [c.451] [c.777] [c.107] [c.456] [c.56] [c.119] [c.113] Основы вакуумной техники Издание 4 (1958) — [ c.281 ]

Основы вакуумной техники (1957) — [ c.274 ]

Glastory

Прежде чем делать выводы — ищем первопричину

Это история из жизни, отражающая обычное положение дел на многих предприятиях по обработке стекла. Это история о том, как добиться нужного результата, имея только то, что у вас есть, и выявить основные причины проблем в бизнесе или производстве. Если вы оператор линии закалки, здесь для вас найдется пара практических советов. Если вы менеджер, поразмышляйте, относятся ли описанные проблемы к вашему предприятию. Пару недель назад я побывал у одного из наших заказчиков линии закалки стекла. На его заводе используется 10-летняя печь закалки плоского стекла Glaston (ранее Tamglass). Благодаря этой печи бизнес компании процветает, поэтому сейчас она планирует вложить средства в следующую линию закалки. Мы начали обсуждать текущие потребности рынка и их влияние на требования к инвестициям в линии закалки. Мы поговорили о новых закаливаемых мягких покрытиях с эмиссионной способностью 0,01, тенденции к укрупнению изделий из стекла, новых областях применения тонкого стекла, современных требованиях к качеству закаленного стекла, потреблении энергии, растущей конкуренции, важности контроля издержек и многих других факторах, которые необходимо учитывать при инвестировании в линии закалки. В какой-то момент наш заказчик вскользь упомянул, что у него трудности с черным тонированным стеклом размером 2 x 3 м и толщиной 6 мм. Я сказал, что проблем быть не должно, потому что мощностей машины более чем достаточно для обработки стекол такого размера. После этого мы решили взглянуть на машину вместе.

Определение проблемы

Уже подходя к разгрузочному столу, можно было легко заметить, что стекло изогнуто и имеет ужасную волнистость из-за воздействия роликов. Мы подошли к пульту управления, чтобы ознакомиться с рецептом.

• Время нагрева: 280 с (для 6-миллиметрового стекла должно быть не более 46 с/мм) — слишком долго.
• Макс. температура в печи: около 730 °C — слишком высокая.
• Баланс воздуха между верхом и низом в секции закалки: 37 % — слишком высокий.

Я спросил у оператора, почему он использует такое длительное время нагрева и такую высокую температуру печи. Он ответил: «Если я уменьшаю время нагрева или температуру, стекло начинает разрушаться».

Волнистость из-за воздействия роликов, источник: © Glaston

Поиск основной причины Прежде чем вносить какие-либо изменения, мы прошлись по заводу и обнаружили явное упущение на стороне предварительной обработки. Проходя мимо одного шлифовального станка, я заметил, что почти все куски стекла определенного размера имели относительно большую трещину в одной и той же области. Теперь все стало ясно. Оператор пытался компенсировать плохое качество шлифования кромок путем перегрева стекла!

Отладка техпроцесса

Обнаружив причину, мы начали изменять рецепт. Я позвонил одному из наших специалистов по техпроцессу, чтобы уточнить значения некоторых параметров. Температура в 730 °C для этой линии закалки (Glaston-Tamglass HTF Super) слишком высока. Поэтому сперва мы снизили общую температуру в печи. После этого мы начали медленно уменьшать время нагрева. В это же время нам нужно было снизить баланс воздуха (для более равномерного изменения давления в секции закалки). Прежде, когда стекло перегревалось, оно уже выходило из печи изогнутым. Чтобы предотвратить это, оператор задавал высокое значение баланса воздуха. Фактически это была попытка исправить ошибку, допущенную на предыдущем этапе. Если вам приходится поддерживать баланс воздуха на уровне 37 %, значит, в секции нагрева была допущена ошибка. Эта рекомендация применима как к прозрачному, так и к тонированному стеклу.

Отладка техпроцесса. Источник: © Glaston

Уже не первый раз я наблюдаю ситуацию, когда оператора линии (или саму линию) обвиняют в ошибке, которая была допущена на предыдущих этапах техпроцесса. Поэтому я подчеркиваю: при возникновении проблем с качеством всегда проводите анализ первопричин! Для этого есть превосходные инструменты. Особенно мне нравится диаграмма Исикавы, которую также называют причинно-следственной диаграммой. Я уверен, что те, кто придерживается принципов бережливого производства, знакомы с ней.

Мы знаем, что описанная ситуация распространена на многих предприятиях по обработке стекла. И, к сожалению, в конечном итоге многие стекла плохого качества устанавливаются в зданиях. Низкое качество всегда ведет к снижению уровня удовлетворенности потребителя и уменьшению количества повторных заказов. Поэтому я должен подчеркнуть важность обучения на всех уровнях организации. Вы можете периодически отправлять своих специалистов на обучение или обратиться за помощью к производителю линии закалки, например к Glaston.

Источник: www.gpd.fi ©M. Patterson, Enclos

Вернемся к планам заказчика инвестировать в новую линию. Мы договорились вначале отладить работу имеющейся линии, организовав подробный курс обучения для всех операторов. Только после этого мы сможем лучше спланировать следующие инвестиции и оптимально разделить производство между двумя линиями. Нам уже было известно главное отличие новой линии от существующей: размер. Знаете ли вы, что всего 8 лет назад самой продаваемой была линия закалки, позволяющая выпускать стекло размером 2,4 м x 4,8 м, в то время как сейчас востребованы линии, выпускающие стекло размером 2,8 м x 6,0 м?

P. S. Изображения, использованные в статье, не относятся к рассматриваемому случаю.