Способ прессования полых стеклоизделий и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к промьшленности стройматериалов, к стекольному производству, в частности к области изготовления стеклоизделий пресс-формованием. Цель изобретения (Л с :о ю.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51) 4 С 03 В 11/00 всг

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

goal> Г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3937675/29-33 (22) 02.08.85 (46) 07 ° 07.87. Бюл. и 25 (72) И.А. Горбань и В.И. Самсонов (53) 666.1.032.534(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 203851, кл. С 03 В 11/06, 1966.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1261919, 1985. (54) СПОСОБ ПРЕССОВАНИЯ IIOJIbK СТЕКЛОИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к промьппленности стройматериалов, к стекольному производству, в частности к области изготовления стеклоизделий пресс-формованием. Цель изобретения-!

132 получение тонкостенных стеклоизделий и повышение их качества за счет исключения кованости. В матрицу, предварительно нагретую до температуры ее рабочей поверхности, равной t< для формуемого стекла, подают порцию. стекломассы. На нее устанавливают прессовое кольцо, имеющее температу ру на 30-50 С выше температуры нижней точки рабочей поверхности матрицы. Приводят в движение предварительно нагретый пуансон, и происходит формование изделия. Устройство имеет корпус 1 с вставленной в него с зазором матрицей 2. Ее нижняя часть

1700 заключена в теплоизолирующий вкладьпп

3, а верхняя — в чехол 4. Внутрен няя поверхность корпуса покрыта тонким слоем вещества 5 с высокой поглощательной способностью. На внутреннюю поверхность пустотелого пуансона 7 надет чехол 8, выполненный иэ материала с высокой поглощательной способностью, и прессовое кольцо 9 с вставкой 10 с низкой теплопроводностью. Масса изделий эа счет уменьшения толщины стенок снижена на 3040%, такой вид брака, как кованость, практически отсутствует. 2 с. и 2 з.п., ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, к стекольному производству, в частности к области изготовления стеклоизделий пресс-формованием. 5

При производстве изделий, для авиационной и космической светосигнальной техники основной задачей является получение тонкостенных высококачественных светофильтров, что позволяет снизить их весовые характеристи ки, повысить термостойкость изделий, В увеличить светопропускание и соответственно увеличить дальность видимости сигнала.

Целью изобретения является получение тонкостенных стеклоизделий и повышение их качества за счет исключения кованости.

На чертеже показано устройство, реализующее предлагаемый способ, разрез.

Устройство состоит из корпуса 1 с вставленной в него с зазором матри25 цей 2, нижняя часть которой заключена в теплоизолирующий вкладыш 3, а верхняя — в чехол 4. Внутренняя по.верхность корпуса покрыта тонким слоем вещества 5 с высокой поглощательной способностью. Для фиксации теплоизолирующего вкладыша в нижней части корпуса установлен поджимной винт 6. Устройство содержит также ,пустотелый пуансон 7, на внутреннюю поверхность которого одет чехол 8, 35 выполненный иэ материала с высокой поглощательной способностью, и прессовое кольцо 9 со вставкой 10 с низкой теплопроводностью.

В предварительно нагретую матрицу до температуры ее рабочей поверхности, равной t для формуемого стекла, подается порция стекломассы. На нее устанавливается прессовое кольцо, которое имеет температуру на 30

50 С выше, чем температура нижней точки рабочей поверхности матрицы.

Приводится в движение предварительно нагретый пуансон, и происходит формование изделия, Прессование алюмоборосиликатных стекол (ТСМ 537) ведут при температуре рабочих поверхностей элементов устройства в диапазоне от t g до t g + (60-80) С, что соответствует вязкости стекломассы — 10 П .с и обеспечивает замедление скорости нарастания вязкости стекломассы, поскольку уменьшается теплоотвод от расплава стекла, который можно считать пропорциональным разности температур рабочих поверхностей элементов устройства и расплава стекломассы, вязкость стекла при формообразовании стеклоизделия в указанном диапазоне температур обеспечивает полное пластическое деформирование стекла при получении изделия.

Нагревание прессовочного кольца на 30 — 50 С выше относительно нижо

00 4 (1) 45

3 13217 ней точки рабочей поверхности матрицы обеспечивает равномерное распределение температур по формующим поверхностям матрицы. После подачи

его в сборку возникают индуктивные потоки тепла, направленные от кольца к верхнему разъему матрицы, которые и выравнивают поле температур, Кроме того, перегрев кольца заметно уменьшает величину . термических на- 10 пряжений по верхнему краю стеклоизделия, которые приводят к появлению микротрещин.

При подаче порции стекломассы в матрицу заполняется нижняя ее часть на 0,25 — 0,35 ее высоты. Низкая температура рабочей поверхности вблизи мениска поданной в матрицу стекломассы приводит к характерному браку — кованости и волнистости поверхности стеклоизделия. Для повышения температуры этой части матрицы на нее накладывается теплоизолирующий вкладьпп.

С целью выравнивания поля температур для участков х ) 0,25 — 0,35 вдоль вертикальной оси х толщина стенок матрицы, начиная с х = 0,25

0,35 Н, постепенно уменьшается кверху, причем отношение толщин у основания и в ее верхней части равно

1,20 — 1,5. При этом минимальная толщина стенки матрицы вверху определяется из условий обеспечения высокой жесткости конструкции. 35

Оптимальной будет толщина стенок, обеспечивающая заданный тепловой режим работы устройства. Этим требованиям удовлетворяют толщины стенок, определенн е по температуропровод- 40 ности контактирующих материалов из условия равенства критериев гомохронности Фурье

Для вольфрамсодержащих инструментальных сталей типа P-б, P 12, P 18, P 5Мб, использованных для изготовления матрицы пуансона и кольца, и тер-50 мостойких стекол типа ТСМ 537, ОТМ, 13, ОТМ007 и др., формула (1) дает соотношение

3- 4 1 с.

Данные значения толщины стенок для матрицы и пуансона обеспечивают необходимый тепловой режим, а максимальные температуры рабочих поверхностей при этом близки к 700 С. Корпус и матрица образуют замкнутую по,лость, позволяющую интенсифицировать лучистый теплосъем с наружной поверхностью матрицы и дополнительно выравнять поле температур по высоте в ее верхней части, составляющей

0,65 — 0,75 ее высоты, с помощью плотно пригнанного к ней тонкостенного чехла из материала с высокими температуропроводностью и степенью черноты (например, графита) и нанесения на внутреннюю поверхность корпуса формы покрытия с высокой поглощательной способностью, например из ламповой сажи.

Лучистый теплосъем с наружной поверхностью матрицы позволяет избежать его черезмерного перегрева. При этом, из-эа массивности корпуса его температура заметно ниже температурЫ матрицы, и возникает направленный поток тепловой радиации от матрицы к корпусу.

Тонкостенный чехол толщиной стенки 1,5-2 мм обладает низкой суммарной теплоемкостью, что обеспечивает практически его полную тепловую безынерционность. Высокая температуропроводность материала обеспечивает . дополнительное выравнивание температуры по высоте матрицы за счет плотного теплового контакта между ними.

Пуансон по тем же соображениям выполнен пустотелым и на внутреннюю поверхность его одет тонкостенный чехол из материала с высокой теплопроводностью и поглощательной спосооностью.

Прессовое кольцо с целью увеличения его теплоемкости имеет по всему периметру вставку из материала с

I низкой теплопроводностью (например, титана или нитридной керамики). Это позволяет также поддерживать темпе-. ратуру кольца на 30 — 50 С вьппе, чем температура нижней точки рабочей поверхности матрицы.

Пример 1. При прессовании изделия ТСК-702 иэ красного стекла

0TN-013, характеризующегося температурой Т = 590 С, пуансон и корпус с матрицей предварительно подогревают до температуры рабочих поверхностей, равной 580 С, а прессовое кольцо — до 610 С. В матрицу подают порцию стекломассы при 1260 С, ус132 1 700

427

Подписное

Производств.-полиграф. пред-е, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 танавливают на нее прессовое кольцо ° Затем матрицу в сборке с кольцом подают под пуансон и производят формование стеклоизделия. Выработанное изделие имеет на своей поверхности волнистость (кованость), а толщина его вьппе 2,5 мм.

Пример 2. При прессовании изделия ТСК-702 из того, же стекла формовой комплект предварительно 10 подогревают до температуры его рабочих поверхностей, равной 590 С, т.е. до температуры Т для данного стекла, а кольцо — до 620 С. В матрицу подают порцию стекломассы при 15

1260 С. Устанавливают на нее прессовое кольцо, затем матрицу в сборке с кольцом подают под пуансон и производят формование стеклоизделия.

Иэделие имеет качественную поверх- 20 ность без кованости, а толщина его стенки менее 2,5 мм.

Пример 3. Предварительный подогрев рабочей поверхности формового комплекта осуществляют до 670 С, 25 т.е. до температуры Т +80 С для

0ТМ-013 марки стекла, а кольца — до

720 С. Изделие,отпрессованное при данных значениях температур рабочих .поверхностей формового комплекта, 30 имеет огненно-полированную поверхность без следов кованости, а толщина его стенки менее 2,5 мм.

Пример 4 ° Предварительный подогрев рабочих поверхностей пуансона и корпуса с матрицей осуществляют до 680 С, а кольца — до 760 C.

Отпрессованное стеклоизделие имело следы окалины, вмятины. Температуру рабочих поверхностей во всех слу" 40 чаях (примерах ) измеряют при помощи портативного бесконтактного радиометра.

Как видно из приведенных примеров, формование стеклоиэделий при 45 температурах рабочих поверхностей формового комплекта в интервале

Т - (T + (60-80) С) для формуемого стекла обеспечивает получение высококачественных тонкостенных стекло- 50 изделий.

Масса изделий за счет уменьшения толщины стенок снижается на 30-40Х, . такой вид брака, как кованость, практически отсутствует, заметно снижа- 55

ВНИИПИ Заказ 2718/16 Тираж ется брак rlo вмятинам. Общий гыход годной продукции увеличивается в

1,5-2 раза.

За счет исключения кованости и снижения толщины стенки иэделия на

10-20Х увеличивается его светопропускание, т.е. дальность видимости сиг" нала.

Формула изобретения

1. Способ прессования полых стеклоизделий, включающий подачу порции стекломассы в предварительно нагретую матрицу, формование изделия и извлечение его из матрицы, о т л и— чающий с я тем, что, с целью получения тонкостенных стеклоиэделий и повьппения их качества за счет исключения кованости, формование осуществляют при температуре рабочей поверхности матрицы Ц- (tg +

+ (60 — 80) ) С.

2. Устройство для прессования полых стеклоизделий„ содержащее корпус с установленной в нем с зазором разнотолщинной матрицей, полый пуансон и прессовое кольцо, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью получения тонкостенных стеклоизделий и .повьппения их качества за счет исключения кованости, оно снабжено выполненным из теплоизолирующего материала вкладьппем, установленным в нижней части матрицы на 0,25 — 0,35 ее высоты, и чехлами из материала с высокой теплопроводностью и степенью черноты, установленными с наружной стороны матрицы над вкладьппем и с внутренней стороны пуансона, а на внутреннюю поверхность корпуса: нанесено покрытие с высокой поглощательной способностью, причем отноше-. ние толщины стенки матрицы в ее нижней н верхней частях равно 1,2 — 1,5.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что прессовое кольцо снабжено вставкой, выполненной из материала с низкой температу" ропроводностью — из титана или нитридной керамики, 4. Устройство по пп.2 и 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что матри" ца, пуансон и прессовое кольцо выполнены из вольфрамсодержащих сталей.