CS274534B1 - Glass mould and method of its production - Google Patents

Description

Vynález se týká sklářské formy z kovového materiálu, určené zejména pro strojní tvarování skleněných předmětů foukáním za jejich rotace. Vnitřní povrch sklářské formy je mechanicky upravený pro nanesení aktivního stabilního povlaku.

Vynález se také týká způsobu výroby této sklářské formy, jejíž vnitřní povrch se mechanicky opracovává.

Strojní výroba skleněných předmětů foukáním za rotace klade vysoké nároky na užitné vlastnosti používaných foukacích sklářských forem. Při požadavku dlouhé životnosti forem je kladen důraz na dosažení velmi kvalitního povrchu skleněných předmětů při zachování jejich rozměrových tolerancí. Nejpoužívanějším řešením je použití kovových forem, opatřených ve vnitřní dutině stabilním aktivním povlakem.

této problematice je obsažně pojednáno v publikaci Strojní tvarování skla, A. Smrček, SNTL Praha, 1981. Naprostá většina současných sklářských forem pro strojní výrobu se vyrábí z litiny. Povrch vnitřní dutiny foukací formy je přesně soustružen do konečného tvaru skleněného předmětu s rozměrovým přídavkem cca 1 mm na průměr pro nanesení aktivního stabilního povlaku - výmazové hmoty na bázi organické směsi, která se po nanesení suší a vypaluje do tzv. kůry. Za provozu se před foukáním formy postřikují vodou a při tvarování vytvořený plynový polštář je tvořen jak produkty oxidace kůry, tak parou z nasáknuté vody. Kovový plást formy zajištuje rozměrovou stálost její dutiny. Vlastnosti kůry mají vliv na její provozní životnost a na konečnou povrchovou kvalitu skleněných předmětů. Životnost kůry je ovlivněna velikostí a tvarem skleněného předmětu a samotnou technologií tvarování, tedy například teplotou tvarované skloviny.

S rozšiřováním strojní výroby dutých skleněných předmětů je celosvětově věnována velká pozornost optimálnímu složení směsí výmazových hmot, teplotám při jejich zpevňování ve vztahu k nasákavosti a životnosti s ohledem na co nejvyšši kvalitu povrchu výrobků. Těmito otázkami se podrobně zabývají například Chramkov a Kuzněcova. Sklo i keramika, 1979, č, 9, s. 17 až 19 a A. Smrček v publikaci Strojní tvarování skla, kde na straně 265 je uveden přehled směsí k vymazávání sklářských forem.

Důležitou vlastností aktivního stabilního povlaku sklářské formy je vedle jeho stability a dostatečné pevnosti také určitá poréznost, umožňující absorpci potřebného množství vody. Také jsou sledovány závislosti kvality povrchu skleněných předmětů na parametrech plynoparní mezivrstvy v průběhu tvarování. Touto problematikou se podrobně zabývá Alexandrov a kol. v časopise Stěkolnaja promyšlennost, 1978, č.7, s. 10 až 14.

Podle charakteru výrobků a požadavků na kvalitu jeho povrchu, druhu skloviny a typu tvarovacího zařízení, používají jednotliví výrobci různé složení výmazových hmot s rozdílnou provozní životností. Mezi další používaná řešení se řadí různé způsoby úprav vnitřní dutiny sklářské formy, a to s použitím aktivního stabilního povlaku nebo bez něj. Úpravou vnitřního povrchu sklářské formy bez aktivního stabilního povlaku se zabývá například evropský patent č. 125 104, podle něhož je kovová forma pro vytvořeni parního polštáře opatřená po celém vnitřním povrchu množstvím mechanicky vytvořených malých prohlubní, a s výhodou jsou mechanicky vytvořené prohlubně uspořádány po spirálovité linii shora dolů.

Podle sovětského autorského osvědčení č. 631 462 jsou v dutině sklářské formy vytvořeny kanálky ve formě drážek. U uvedených řešení není známo širší provozní využití.

Úpravou vnitřního povrchu sklářské foukací formy s použitím aktivního stabilního povlaku se zabývá japonská patentová přihláška č. 86-043 288, podle které je rotační foukací sklářská forma s povlakem z korkového grafitu opatřená na vnitřním povrchu dutiny podélnými drážkami. Podstatou drážkování je optimalizace odvodu plynů a par z mezivrstvy při tvarování.

Dlouhodobými provozními zkouškami při strojním tvarování užitkového skla foukáním byla úspěšně ověřena mechanická úprava vnitřního povrchu používaných sklářských forem z kovového

X

CS 274 534 B1 materiálu podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mechanicky upravený vnitřní povrch sklářské formy má profil, jehož střední aritmetická úchylka je v rozmezí 0,8 až 25 pm, výška nerovnosti z deseti bodů je v rozmezí 12,5 až 100 jum a největší výška nerovnosti je v rozmezí 12,5 až 100 pm.

S výhodou má vnitřní povrch sklářské formy tento profil, v ploše, která je při foukání nejvíce tepelně nebo mechanicky namáhána, střední aritmetickou úchylku v rozmezí 0,8 až 3,2 pm, a v ploše, při foukání méně tepelně nebo mechanicky namáhané, střední aritmetickou uchyl ku 12,5 až 25 ýjm.

K získání sklářské formy slouží způsob úpravy mechanickým opracováním jejího vnitřního povrchu podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že mechanické opracování se provádí tryskáním tryskacím materiálem, dopadajícím na vnitřní povrch rychlosti v rozmezí od 30 do 100 m.s^-1 ze vzdálenosti 50 až 300 mm, v rozsahu úhlu dopadu tryskajícího materiálu max. 60° od kolmice k tryskanému povrchu.

Foukací kovová sklářská forma podle tohoto vynálezu vykazuje při zachování parametrů používané vymazové hmoty” její zvýšenou životnost a podstatné zlepšení kvality povrchu skleněných předmětů, u kterých je podstatně omezeno jemné ráfování. Používané sklářské kovové formy jsou před nanesením výmazové hmoty upraveny tryskáním vnitřní dutiny jednorázově.

Suchým tryskáním za daných podmínek se získá vnitrní povrch kovové sklářské formy šupinovitého vzhledu, charakteristických vlastností, který při své makrostruktuře zaručuje zvýšenou přilnavost, a tím i vyšší mechanickou pevnost aktivního stabilního povlaku.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále.

Příklad 1

Vnitřní povrch litinových foukacích sklářských forem pro výrobu kališkoviny byl otryskán suchým tryskáním v tryskací kabině tryskacím materiálem, kterým byl karbid křemíku o zrnitosti 25 podle ČSN 22 40 12, dopadající na vnitřní povrch formy rychlostí cca 64 m.s ¹ při kolmém směru tryskajícího materiálu vzhledem k tryskanému povrchu sklářské formy, s délkou tryskajícího paprsku cca 60 mm. Doba tryskání závisí na velikosti vnitřního povrchu formy, který musí být rovnoměrně otryskán.

Tímto postupem upravený vnitřní povrch sklářské formy měl drsnost povrchu, jehož střední aritmetická úchylka profilu Ra byla 2,2 jim, výška nerovnosti profilu z deseti bodů Rz byla 18 yjm a největší výška nerovnosti profilu Rm byla 19 /jm.

Příklad 2

Vnitřní povrch litinových foukacích sklářských forem pro výrobu tenkostěnných skleněných předmětů byl tryskán v tryskací kabině suchým tryskáním zušlechtěnou ocelovou drtí o zrnitosti 13 podle ČSN 42 98 23. Ocelová drt dopadala kolmo na tryskaný povrch formy rychlostí cca 78 m.s^-1 s délkou tryskajícího paprsku cca 120 mm.

Takto získaný vnitřní povrch sklářské formy měl drsnost povrchu, jehož střední aritmetická úchylka profilu Ra byla 11,7 pm, výška nerovnosti povrchu z deseti bodů Rz byla 78 /Jm a největší výška nerovnosti profilů Rm byla 84 jim.

CS 274 534 Bl

M

V praxi se ukázala jako výhodná kombinace různých, tryskáním upravených povrchů vnitřní dutiny sklářské formy v závislosti na míre tepelného nebo mechanického namáhání vnitřního povrchu pro tvarově různé skleněné výrobky. Například při tvarování jednoduchého tvaru válcovité skleněné odlivky je nejvíce tepelně namáhán povrch v oblasti přechodu tvaru odlivky na dýnko a .nejvíce mechanicky je namáhán povrch formy v oblasti otevřeného ústí. Mechanicky a tepelně jsou méně namáhány části formy mezi těmito oblastmi tvaru odlivky. Například v oblastech vnitřního povrchu formy·, které jsou méně mechanicky nebo tepelně namáhány, je vhodné použití tryskání podle příkladu 2, a v oblastech vnitřního povrchu formy, které jsou více mechanicky nebo tepelně namáhané, je vhodné použití tryskání uvedené v příkladu 1.

Na takto upravenou dutinu vnitřního povrchu sklářské formy byla nanesena výmazová hmota na bázi směsi butoxylu, mowilithu a amorfního uhlíku jemným štětcem ve dvou vrstvách.

Na druhou ještě lepivou vrstvu byly nadusány jemné bukové piliny. Na takto připravených sklářských formách byla výmazová hmota sušena a vypálena při teplotách cca 340 °C po dobu 40 minut. Po vychladnutí byly sklářské formy provozně nasazeny na 16-ti pozicovém foukacím stroji při výrobě tenkostěnných výrobků. Použité sklářské formy vykazovaly v průměru o třetinu delší provozní životnost proti běžně používaným formám, s tím, že bylo dosaženo velmi dobré optické kvality výrobků a zcela bylo odstraněno jemné ráfkování. Po ukončení provozní životnosti kůry byla tato odstraněna výpalem při teplotě 540 °C po dobu 60 minut. Po mechanickém očištění kartáčem byly formy opět opatřeny výmazovou hmotou a celý proces opakován.

Uvedeného řešení úpravy vnitřního povrchu formy tryskáním za sucha lze s výhodou použít i pro jiné kovové materiály forem, jako například hliník, bronz, ocel. V příkladu provedení je uvedeno použití ve velkosériové strojní výrobě kalíškoviny a odlivek, ale této úpravy povrchu lze využít i v malosériové výrobě velkých výrobků a klasické výrobě ruční.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Sklářská forma z kovového materiálu, určená zejména pro strojní tvarování skleněných předmětů foukáním za rotace, jejíž vnitřní povrch je mechanicky upravený pro nanesení aktivního stabilního povlaku, vyznačující se tím, že mechanicky upravený vnitřní povrch má profil, jehož střední aritmetická úchylka /Ra/ je v rozmezí 0,8 až 25 jjm, výška nerovnosti z deseti bodů /Rz/ je v rozmezí 12,5 až 100 jum a největší výška nerovnosti /Rm/ je v rozmezí 12,5 až 100 ýum.
2. 2. Sklářská forma podle bodu 1, vyznačující se tím, že mechanicky upravený vnitřní povrch má profil, v ploše při foukáni nejvíce tepelně nebo mechanicky namáhané, jehož střední aritmetická úchylka /Ra/ je v rozmezí 0,8 až 3,2 /m a v ploše při foukání méně tepelně nebo mechanicky namáhané v rozmezí 12,5 až 25 /im.
3. 3. Způsob výroby sklářské formy podle bodu 1, jejíž vnitřní povrch se mechanicky upravuje, vyznačující se tím, že mechanická úprava se provádí tryskáním tryskacím materiálem, dopadajícím na vnitřní povrch rychlostí v rozmezí 30 až 100 m-s”¹ ze vzdálenosti 50 až 300 mm v rozsahu úhlu dopadu tryskajícího materiálu max. 60° od kolmice k tryskanému povrchu.