Способ изготовления полых изделий с дном из кварцевого стекла

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕтЬЧ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ С ДНОМ ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА,, включающий операции локального разогрева трубчатой заготовки, формование пережима, отличающийс я тем,что, с целью улучшения-качества изделий и повышения производительности , в процессе локального разогрева трубы и формования пережима внутрь ее г. торцов вводят заготовки дна до контакта их со стенкой и выдерживают при постоянной температуре в течение времени,определяемого выражением 1 n-D, С -время выдержки; -эмпирический коэффициент; п п D 0,075-0,2; -диаметр изготавливаемого сосуда, мм. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (II) 3(50 С 03 3 20/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ HSOEPETEH /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ : .: 7 и(,=nD, и и и

D вр емя выдержки; эмпириче ский коэффщиент;

0,075-0,2; диаметр из готавливаемого со суда, мм. где

°" (21) 3525511/29-33 (22) 20.12.82 (46) 23.04.84. Бюп. 1," 15 (72) Е;Н.Иванова, Г.В.Тигонен,О.М.Устинович и Б.В.Хаверииен (71) Государственный научно-исследовательский институт кварцевого стекла (53) 666. 1. 037. 92 (088. 8) (56) 1.Патент ФРГ У 141.1860, кл. 54в 4/20, опубли к, 1969. (54) (57) СПОСОБ ИЗ ГОТОВЛЕНИЧ ПОЛЫХ

ИЗДЕЛИЙ С ДНОИ . 13 КВЛРЦЕВОГО СТЕКЧА,. включающий операции локального разогрева трубчатой заготовки, формование пережима, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью улучшения -качества изделий и повышения производительности, в процессе локального разогрева трубы и Формования пережима внутрь ее с торцов вводят заготовки дна до контакта их со стенкой и выдерживают при и стоянкой температуре в течение времени,определяемого выражением

1087487

Изобрете)п е относится к получению изделий из прозрачного или матового кварцевого стекла, предназначенных дпя химической и полупроводниковой техники. 5

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изделий из кварцевого стекла путем формования закругле— ния трубы и приварки дна с одновременным нагревом участка трубы. По этому способу исходная труба — заroтовка из кварцевого стекла разогре†вает ся кварцедувными горелками до 15 образования перетяжки, после чего разрезается. Края отверстия механически обрабатывают и с помощью кварцедувных горелок вваривают дно,пло— свое или вогиутое (f) .

Основной недо ст аток этого способа —. большой расход энергии при формировании перетяжки и вваривании дна, так как при получении тол— стостеиных изделий большого диа- 25 метра процесс становится невыгодным (неэкономным) .Кроме того,при об— работке горизонтально расположенной трубы-заготовки трудно обеспечить равномерность радиуса перетяжки.Для 30 этого необходимо вводить вращение трубы — з а готовки, что требует специальных сложных приспособлений. Наконец,при изготовлении крупногабаритг ных изделий большой удельный расход

5 энергии и соответствующее ему тепловыделение резко ухудшают условия работы к в ар цеду во в.

Целью изобретения является улуч40 шение качества иэделий и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления полых изделий с дном из кварцевого

45 стекла, включающему операции локального разогрева трубчатой заготовки, формование пережима,в процессе локального разогрева трубы и формования пережима внутрь ее с торцов вводят заготовки дна до кон5G такта их со стенкой и выдерживают при постоянной температуре в течение времени, определяемого выражением

55 и. — Q D где ь — вр емя выдержки, п — эмпирический коэффициент

n = 0,075-0,2 >

D — ди аметр и- г от авли в ае мо го со суда, мм.

На фи r. 1 показ ана у ст анов ка изготовления изделий из кварцевого стекла, общий вид, на фиг.2 — полуфабрикат изделия после разрезания трубы; на фиг. 3 и 4 — образцы получаемых иэделий.

Установка для осуществления способа содержит нагреватель 1, держатель 2 для закрепления сверху трубы-заготовки 3, подставку 4,на которую в процессе работы опирается труба-заготовка и держатели 5, на которых в трубу вводят заготовки дна 6, Формов ание изделия заключает ся в следу юще м.

Кварцевую трубу-заготовку 3 зак— репляют в держателе 2 и помещают внутрь нагревателя 1, контролируя вертикальность ее положения и соосность с нагревателем. Подставку 4 устанавливают снизу, отведя ее от нижнего среза трубы на расстояние, равное двойному радиусу закругления ципиндрической части будущего изделия плюс 307 на формирование связующей перемычки. Включив питание нагревателя, разогревают установку и находящуюся в ней трубу из кварцевого стекла. При этом середина трубы разогревается в нагревателе, а ее концы остаются холодными, Когда стекло в зоне разогреется до пластичного состояния, труба начинает удлиняться под действием веса ее нижнего конца. При этом под действием сил поверхностного натяжения диаметр трубы уменьшается с образованием геометрически .правильного равномер— ного закругления. После того,как нижний срез трубы опустится на подставку 4, внутрь трубы на держателях 5 вводят заготовки дна 6 до контакта со стенкой трубы 3. Пластинчатая стекломасса под влиянием сил поверхностного натяжения обжима— ет дно по окружности. После непродолжительной временной выдержки дня обе спечения надежного соединения дна и стенки изделия установку выключают.

Охлажденную трубу нарезают по перемычке фиг.2 и после механической обработки получают готовые изделия (фиг 3 и 4) . 3a один цикл нагрева1087487 ния получа от два изделия. Форма цилиндрической части изделия и радиус закругления зависят от продолжительности термообработки, а конфигурация дна — нло ское, выпуклое, 5 во гнутое — от формы держателей 5 .

Продолжительность временной выдержки при,постоянной температуре для обеспечения надежного соединения дна и стенки изделия зависит от вели- 10 чины диаметра изготовляемого сосуда и в общем случае определяется соотношением с = n Э, где n = 0,0750,2 — эмпирический коэффициент,позволяющий определить время .выдержки при формовании изделий различного диаметра. Его величина в указанных пределах изменяется обратно пропорционально величине диаметра формуемого изделия. Зто означает,что при формовании иэделия диаметром 50 мм

n = 0,2, диаметром 100 мм и =О,15, а при диаметре изделия 400 мм и

= 0,075.

Пример . Формуют ппоскодон- 2S ные стаканы из кварцевого стекла из трубы диаметром 100 мм с толщиной стенки 3 мм. Радиус закругления у дна 25 мм.

Кварцевую трубу-заготовку закреп- Зо ляют в держателе 2. Подставку 4 помещают на расстоянии 70 мм от нижнего среза трубы (2 радиуса закругления +30 ) .Это расстояние соответствует величине нагреваемой зоны

35 трубы. Включают нагреватель 1. Через 5 мин после выхода нагревателя на температуру 1700-1 800 С трубаО заготовка начинает деформироваться в зоне нагревания и ее нижний срез опускается на подставку 4. При начале движения вниз трубы сверху и снизу в трубу на держателях 5 вво— дят заготовки донышек 6. Когда нижний обрез трубы коснется подставки 4, заготовки доиышек вводят в зону нагревания до контакта со стенками трубы. После 15-минутной выдержки выключают нагрев и извлекают заготовки стаканов. Общая продолжительность процесса составляет 30-35 мин.

Зто время можно сократить, помещая трубу-заготовку в предварительно нагретую печь. В этом случае, время, необходимое дпя образования закругления,составит 20 от продолжительности времени выдержки для приваривания доньппек.

Предлагаемый способ формования может быть использован для получения лаборантного оборудования диаметром до 100 мм; наиболее целесообразно использовать его для получе— ния крупногабаритных изделий, например тиглей для полупроводниковой техники диаметром 200-400 мм и более.

Способ позволяет получать точноразмерные иэделия из кварцевого стекла в виде тиглей, чаш, стаканов и т,д. практически любых размеров. 3а один цикл формования получают два почти одинаковых изделия, причем расходуется энергии в 2-3 раза меньше, чем при традиционном. кварцедувном методе. При этом улучшается качество получаемых изделий, уменьшаются потери кварцевого стекга иэ-за улетучивания при обработке в пламени кварцедувной горелки, не требуется сложных технических приспособлений и намного улучшаются условия работы обслуживающего персонала. Способ прост, легко поддает ся автоматизации .

l087487

)087487

Составитель Н.Ильиных

Редактор Н.Егорова Техред А.Ач (орректор М,!Чарони

Ф

Заказ 2573/20 Тираж 469 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4