Способ моллирования листового стекла
Владельцы патента RU 2356858:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Обнинское научно-производственное предприятие "Технология" (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к изготовлению гнутых стекол. Технический результат изобретения заключается в повышении качества гнутых малогабаритных изделий из тонкого листового стекла по оптическим и геометрическим показателям. Заготовку стекла размещают на предварительно нагретой сплошной форме и вводят ее в печь, нагретую до температуры моллирования. При достижении заготовкой заданной кривизны форму с заготовкой выводят из печи. Извлекают заготовку из формы на теплоизолированную подложку с целью осуществления полузакалки гнутой заготовки в условиях естественной воздушной конвекции. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к промышленности стройматериалов, в частности к области изготовления гнутого стекла, и может быть использовано в стекольной промышленности при получении гнутых малогабаритных изделий из тонкого листового стекла, используемых, например, для остекления шкал приборов самолетов и других транспортных средств.
Известен способ моллирования листового стекла, включающий размещение плоской заготовки на предварительно нагретой форме, нагревание, моллирование, перемещение ее в камеру отжига с помощью пневматического перестановщика с последующим отжигом, по авторскому свидетельству СССР №461904, кл. С03В 23/26, 1975.
Недостатком известного способа является то, что он не позволяет получать гнутые изделия с заданной кривизной поверхности и высокими оптическими показателями из-за искривления и повреждения их поверхности на операции перемещения в камеру отжига с помощью пневматического перестановщика. Этот недостаток особенно проявляется при моллировании тонких малогабаритных заготовок. Кроме этого, известный способ не обеспечивает повышения механической прочности гнутых заготовок, так как предусматривает операцию отжига после их моллирования.
Наиболее близким к изобретению является способ моллирования листового стекла, включающий размещение листовой заготовки стекла на предварительно нагретой теплоизолированной, например, асбестом или меловой обмазкой, сплошной металлической форме, введение ее в печь, нагретую до температуры моллирования стекла, и при достижении заготовкой заданной геометрии выведение формы из печи для полузакалки гнутой заготовки в условиях естественной воздушной конвекции, по авторскому свидетельству СССР №201306, кл. С03В 23/02, 1967.
Известный способ не позволяет получать гнутые изделия с заданной кривизной поверхности и высокими оптическими показателями, так как при охлаждении гнутой заготовки на форме в условиях естественной воздушной конвекции поверхности заготовки находятся в различных тепловых условиях, верхняя поверхность заготовки охлаждается значительно быстрее, чем нижняя, так как последняя контактирует с поверхностью теплоизолированной сплошной металлической формы. Ввиду этого, геометрические параметры гнутой заготовки отклонятся от полученных при моллировании. Кроме этого, форма, покрытая теплоизолирующим материалом, например асбестом или меловой обмазкой, не обеспечивает моллирование заготовок без повреждения их поверхности от всегда имеющихся дефектов формующей поверхности, образующихся при изготовлении такого рода форм. После нескольких циклов моллирования из-за различных коэффициентов термического расширения металлической формы и теплоизолирующего покрытия, а также ввиду различных коэффициентов их теплопроводности, теплоизолирующее покрытие разрушается. Так как сплошная металлическая форма имеет большую теплоемкость, необходим большой промежуток времени для ее охлаждения и извлечения из нее гнутой заготовки. По той же причине необходим большой промежуток времени для нагревания формы до температуры моллирования стекла. Все это приводит к малой производительности процесса моллирования и одновременно к небольшой степени полузакалки получаемых изделий.
Задачей изобретения является повышение качества гнутых малогабаритных изделий из тонкого листового стекла по оптическим и геометрическим показателям.
Для достижения задачи изобретения предложен способ моллирования листового стекла, включающий размещение заготовки стекла на предварительно нагретой сплошной форме, введение ее в печь, нагретую до температуры моллирования, и при достижении заготовкой заданной кривизны выведение формы из печи для полузакалки гнутой заготовки в условиях естественной воздушной конвекции, отличающийся тем, что после выведения формы из печи заготовку извлекают из формы путем переворачивания формы на теплоизолированную подложку, при этом полузакалка осуществляется вне формы.
Причем сплошная форма выполнена из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% двуокиси кремния.
Предложенный способ позволяет получать гнутые малогабаритные изделия из тонкого листового стекла с более высокими оптическими и геометрическими показателями по сравнению с известным способом. Это объясняется тем, что полузакалка гнутой заготовки осуществляется вне формы на теплоизолированной подложке, при этом создаются одинаковые условия быстрого охлаждения обеих поверхностей заготовки в условиях естественной воздушной конвекции. При этих условиях сохраняется полученная на форме кривизна поверхности гнутой заготовки, одновременно с этим достигается большая степень ее полузакалки, а следовательно, и более высокая прочность по сравнению с известным способом. Извлечение гнутой заготовки из формы путем переворачивания формы на теплоизолированную подложку после выведения формы из печи позволяет значительно повысить производительность процесса моллирования.
Выполнение сплошной формы из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% двуокиси кремния, позволяет получать гнутые заготовки с высокими оптическими показателями. Указанная кварцевая керамика имеет низкие показатели по теплопроводности 0,5-1,0 Вт/м2×°С в интервале температур 50-1000°С и по коэффициенту термического расширения 0-6×10-7 град-1. Это позволяет использовать сплошную форму при перепаде температур от комнатной до температуры моллирования стекла (600-700°С) длительное время (1000 циклов и более) без изменения как ее геометрических параметров, так и чистоты формующей поверхности.
Предложенный способ осуществляется следующим образом.
Заготовку стекла с заданными геометрическими размерами размещают на предварительно нагретой сплошной форме с заданной кривизной формующей поверхности и изготовленной из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% двуокиси кремния. Форму с размещенной в ней заготовкой вводят в печь, нагретую до температуры моллирования, и при достижении заготовкой заданной кривизны формующей поверхности формы последнюю выводят из печи и извлекают из нее гнутую заготовку путем переворачивания на теплоизолированную, например, асбестом или стеклотканью подложку, на сплошную форму размещают следующую заготовку стекла и цикл моллирования повторяют в описанной последовательности.
Пример. Необходимо получить гнутые заготовки из тонкого листового стекла толщиной 1,2 мм с цилиндрическим радиусом кривизны 58 мм, длиной образующей 60 мм и стрелой прогиба 7 мм. Заготовки предназначены для получения изделий остекления шкал приборов самолетов.
Используют плоские заготовки из стекла толщиной 1,2 мм и с геометрическими размерами 48×60 мм. Применяют форму, изготовленную из кварцевой керамики, содержащей 99,9% двуокиси кремния, с теплопроводностью 0,5-1,0 Вт/ м2×°С в интервале температур 50-1000°С и с коэффициентом термического расширения 0-6×10-7 град-1. Радиус кривизны формующей поверхности формы 58 мм, длина образующей 250 мм, стрела прогиба 10 мм. Температура размягчения стекла 610±5°С.
Из нагретой до температуры 640±5°С печи выводят находящуюся в ней сплошную форму и размещают на ее формующую поверхность 3 плоских заготовки стекол и вводят сплошную форму в печь. Все эти операции проводят в течение 40 секунд. Нагревают печь до температуры 640±5°С в течение 7 минут и выдерживают при этой температуре в течение 12 минут для принятия заготовками заданной кривизны формующей поверхности формы под действием собственного веса. Выводят форму из печи и извлекают из нее гнутые заготовки путем переворачивания формы на металлический стол, теплоизолированный 6 слоями стеклоткани марки КТ-11, для охлаждения в условиях естественной воздушной конвекции до комнатной температуры. Эти операции проводят в течение 25 секунд. Таким образом, цикл моллирования осуществляется в течение 20 минут 5 секунд. На формующую поверхность формы помещают следующие 3 плоских заготовки и вводят форму в печь. Далее операции нагрева, моллирования и охлаждения гнутых заготовок повторяются в описанной выше последовательности.
После охлаждения гнутых заготовок в течение 15 минут до комнатной температуры их передают на участок просветления для получения изделий остекления шкал приборов самолетов.
По примеру была получена партия гнутых заготовок в количестве 150 штук.
Для сравнения была получена партия гнутых заготовок с теми же геометрическими параметрами по известному способу.
Сравнительные данные полученных результатов приведены в таблице.
| № п/п | Наименование параметров | Полученные результаты | |
| Предлагаемый способ | Известный способ | ||
| 1 | Минимальная прочность, кгс/мм2 | 8,2 | 5,4 |
| 2 | Средняя прочность, кгс/мм2 | 19,2 | 11,1 |
| 3 | Закалочные напряжения в краевой области заготовок, нм/см | 130-150 | 70-90 |
| 4 | Закалочные напряжения в центральной области заготовок, нм/см | 70-90 | 10-20 |
| 5 | Отклонение от заданной кривизны поверхности, мм | 0,1-0,2 | 0,9-1,2 |
| 6 | Недопустимые оптические искажения на поверхности заготовок, % | 3 | 75 |
Из приведенных данных видно, что предлагаемый способ позволяет получать гнутые малогабаритные заготовки из тонкого листового стекла с высокими геометрическими и оптическими показателями, соответствующими требованиям, предъявляемым к изделиям остекления шкал приборов самолетов и других транспортных средств. Кроме этого, предлагаемый способ обеспечивает получение заготовок с более высокими показателями по закалочным напряжениям и прочности за счет того, что полузакалка гнутых заготовок осуществляется вне формы на теплоизолированной подложке.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №461904, кл. С03В 23/26, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР №201603, кл. С03В 23/02, 1967.
1. Способ моллирования листового стекла, включающий размещение заготовки стекла на предварительно нагретой сплошной форме, введение ее в печь, нагретую до температуры моллирования, и при достижении заготовкой заданной кривизны выведение формы из печи для полузакалки гнутой заготовки в условиях естественной воздушной конвекции, отличающийся тем, что после выведения формы из печи заготовку извлекают из формы на теплоизолированную подложку, при этом полузакалка осуществляется вне формы.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сплошная форма выполнена из кварцевой керамики, содержащей не менее 99,9% двуокиси кремния.
