CS245897B1 - Způsob tepelného tvrzení skleněných výrobků, zejména varných skel - Google Patents

Abstract

Řešení se týká oboru tepelné úpravy skla, jmenovitě způsobu tepelného vytvrzování skleněných výrobků. Očelem je dosažení rovnoměrnosti vyhřátí skleněného výrobku před jeho ochlazením, aby se zvýšil výtěžek způsobu tepelné úpravy skla a zlepšila se pevnost výrobku a jeho tepelná odolnost. Účelu je dosaženo tím, že způsob tvrzení skla se provádí tak, že před ochlazením skla se výrobek vyhřeje tak, že jeho část s nejnižší teplotou má viskozitu nejméně 1011·5 dPa . s, nejlépe 1O10·5 dPa. s až 109·5 dPa . s a rozdíl teplot mezi částí výrobku s nejnižší teplotou a částí výrobku s nejvyšší teplotou je nejvýše — 2 4—. KM °C. a Řešení lze využít pro výrobu varných skel, především mís a pekáčů pro domácnost, nebo skleněných okének do automatických praček, eventuálně i pro duté skleněné výrobky, případně ploché sklo·.

Description

Vynález se týká způsobu tepelného tvrzení skleněných výrobků, zejména varných skel, jejich vyhřátí,mi a následujícím prudkým ochlazením.

Známé způsoby tvrzení skleněných výrobků spočívají v tom, že se výrobek vyhřeje na teplotu blízkou teplotě měknutí skla a pak se prudce ochladí foukáním studeného vzduchu nebo ponořením do kapaliny či fluidního lože. Tím se v povrchových vrstvách výrobku vytvoří trvalé tlakové niapětí a výrobek v důsledku toho má podstatně zvýšenou mechanickou pevnost a. tepelnou odolnost.

Průběh a výsledky tvrzení závisí kromě jiných faktorů na teplotě a. rovnoměrnosti vyhřátí skla a intenzitě a irovnoměrnosti ochlazování. Výše teploty vyhřátí skla ia rovnoměrnost ochlazování vnitřního povrchu dutých výrobků vzhledem k jejich vnějšímu povrchu je řešena např. čs. patentem, č. 136 443. Rovnoměrnost ochlazování dutých a složitěji tvarovaných výrobků proudy vzduchu čs. autorským osvědčeními č. 159 896.

U dosud známých postupů tvrzení se nesledovala rovnoměrnost vyhřátí skla v celém tělese výrobku, a to zvláště u výrobků větších rozměrů ia hmotnosti.

V důsledku gradientu teplot ve vyhřívací peci pak docházelo k tomu, že část výrobku, obvykle umístěná v peci nejníže, neměla potřebnou teplotu vyhřátí, i když průměrná teplota výrobku byla dostačující. Při ochlazení proto docházelo k praskání výrobků, resp. k nedostatečnému vytvrzení.

Avšak i v případě, že nejstudenější část výrobku měla dostatečnou teplotu vyhřátí, vznik nepříznivého rozdílu teplot ve výrobku vedl v průběhu ochlazování k velkým ztrátám již v průběhu tvrzení.

Vliv uvedených nepříznivých gradientů teplot se projevuje zvláště markantně u výrobků, které mají sníženou pevnost v důsledku poškrábání povrchu nebo výskytu nehomogenit a zejména tahových šlír v povrchových vrstvách. Převážná část těchto výrobků měla po vytvrzení nevyhovující pevnost a tepelnou odolnost.

Uvedené nevýhody lze odstranit nebo podstatně omezit způsobem tvrzení skleněných výrobků podle tohoto vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že výrobek se před prudkým ochlazením vyhřeje tak, že jeho část s nejnižší teplotou má viskozltu nejméně ΙΟ¹¹·⁵ dPa . s, s výhodou 1O^{10 5} dPia . s až 1095 ,_d,p_{a s} Rozdn teplot mezi částí výrobku s .nejnižší teplotou a částí s nejvyšší teplotou je nejvýše ‘ ———. 10~⁴ °C, kde a je « střední součinitel délkové teplotní roztažnosti daného skla v rozmezí 20 °C až 300 stupňů Celsia, vyjádřený ve °CX

Způsob tvrzení podle vynálezu tedy určuje při vyhřívání skleněného výrobku jednak nejnižší přípustnou teplotu jeho nejstudenější části a rovněž nejvyšší přípustný gradient teplot ve výrobku. Při dodržení uvedemého způsobu vyhřátí se docílí toho, že výrobek před ochlazováním je rovnoměrně a optimálně vyhřát a v průběhu tvrzení je ,na minimum omezen vznik škodlivých místních přechodných 1 trvalých tahových napětí. Pevnost a tepelná odolnost tvrzených výrobků se tak zvýší a sníží se ztráty při tvrzení.

Příklad provedení

Varné mísy k přípravě jídel, průměru 228 milimetrů, výšky 72 mm, tloušťky stěny a dna 5 až 6 mm, jsou vylisovány z boritokřemičitého skla, o středním součiniteli délkové teplotní roztažnosti «20_300 °C = 3. .10-6 oQ-i _a dilatometrické transformační teplotě 530 °C až 550 °C. Mísy jsou v průběhu tvrzení umístěny dnem dolů, V peci tvrdícího zařízení se vyhřejí tak, až jejich část s nejnižší teplotou, obvykle dno, dosáhne teploty nejméně 600 °C, odpovídající viskozitě 10¹¹-⁵ dPa. s, a nejlépe 640 °C, odpovídající viskozitě 1O¹⁰·⁵ dPa . s.

Rozdíl teplot mezi části výrobku s nejnižší teplotou, obvykle dnem, a částí s nejvyšší teplotou, obvykle okrajem, musí být přitom nejvýše «20—300 °G 3.10’⁶ . 10'⁴ = 80 °C.

Jestliže tedy v. tomto případě je výrobek vyhřát v místě své nejnižší teploty na 640 stupňů Celsia, potom místo s nejvyšší teplotou, při nejvýše přípustném gradientu teplot 80 °C, smí mít tedy nejvýše 720 °C. Teplota jednotlivých částí misky se měří např. dotykovým termočlánkem, nebo optickým pyrometrem. Po vyhřátí se mísy během 1 až 2 sekund přemístí do vzduchových sprch a prudce ochladí vzduchem.

Vynález je určen především pro výrobky z boiritokřemičitých skel nižší roztažnosti, a to zejména pro výrobky větších rozměrů nebo komplikovanějších tvarů, tlustostěnné, jako jsou mísy a pekáče určené pro domácnost, ale také např. skleněná okénka do automatických praček. Možné je využití i pro duté skleněné výrobky, případně ploché sklo.

Claims (2)

1. Způsob tepelného tvrzení skleněných výrobků, zejména varných skel, jejich vyhřátím a následujícím prudkým ochlazením, vyznačující se tím, že výrobek se vyhřeje tak, že jeho část s nejnižší teplotou má viskozitu nejméně 10¹¹·⁵ dPa. s, s výhodou 1O^{10 5} dPa . s až 10^{9 5} dPa. s a rozdíl teplot mezi vynalezu částí výrobku s nejnižší teplotou ia částí výrobku s nejvyšší teplotou je nejvýše
2. 2 4

   -¹. 10~^fl °C, kde α je střední součinia tel délkové teplotní roztažnosti daného skla