DE2919651A1

DE2919651A1 - Werkzeug zur handhabung und formgebung von glas

Info

Publication number: DE2919651A1
Application number: DE19792919651
Authority: DE
Inventors: Johannes Theodorus Klomp; Peter Jozef Vrugt
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2426026A1; SG14483G; BR7902969A; JPS5523086A; US4251254A; GB2021095A; FR2426026B1; NL7805366A; GB2021095B

Description

"Werkzeug zur Handhabung und Formgebung von Glas"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zur Handhabung und Formgebung von Glas bei niedrigen Viskositäten, wie Preßmatrizen, Gussformen, Blasformen, Scheren zur Dosierung von Glasportionen usw., wobei dieses Werkzeug wenigstens an der Oberfläche ein borhaltiges Material enthält. Das Glas darf dabei nicht an dem Werkzeug haften, und dazu wurden bisher Schichten aus Bornitrid verwendet (US-PS 2 201 049). Dies hat den Nachteil, daß die Schichten regelmäßig ersetzt werden müssen. Außerdem weist Bornitrid eine geringe mechanische Festigkeit auf.

Unter niedrigen Viskositäten, von denen oben die Rede ist,

sind Viskositäten von etwa 10 bis 10 Pa · s zu verstehen; dies sind Werte, bei denen das Glas dünnflüssig bis gerade erweicht ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Werkzeug mit einer angemessenen Lebensdauer zu schaffen, das zur Handhabung und Formgebung von Glas verwendet werden kann, an dem das Glas nicht haftet, von dem die Glasoberfläche nicht auf störende Weise verunreinigt wird und das eine genügende mechanische Festigkeit aufweist.

Das Werkzeug nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß es ein borhaltiges Material enthält, das aus einem oder mehr Boriden, Borcarbid oder borhaltigen Legierungen gewählt ist.

Bei Berührung des borhaltigen Materials mit einem oxidierenden Milieu bei einer Temperatur über 450⁰C wird eine flüssige

PHN 9127 909847/0850 - 2 -

Oxidschicht aus BgO, gebildet. Es ist auch möglich, die B₂CU-Schicht dadurch zu bilden, daß ein elektrisches Feld zwischen dem WerKzeug und der Glasschmelze angelegt wird. Diese Schicht weist in bezug auf das Glas, mit dem sie in Berührung ist, eine niedrige EigenfestigKeit auf. Die mit dem Glas erhaltene Haftung wird leicht in dieser Schicht unterbrochen werden Können. Es soll aber die Tatsache berücKsichtigt werden, daß sich das BJD-, in diesem Sonderfall, je nach der Zusammensetzung des Glases und der Temperatur, darin mehr oder weniger leicht lösen Kann, oder umgeKehrt. Die Berührung des Werkzeuges mit dem Glas darf daher nicht derart lange dauern, daß die niedrigvisKose Zwischenschicht verschwunden ist. Die WerKzeuge nach der Erfindung sind daher wohl auf diejenigen beschränkt, bei denen die Berührung mit Glas verhältnismäßig Kurz dauert, wie eine Preßform.

Bei einer eleganten Weiterbildung der zuletzt genannten Ausführungsform ist die Oberfläche mit einer dünnen Schicht aus inertem Material überzogen, durch das das Bor aus dem borhaltigen Material präferentiell hindurchdiffundieren Kann.

Bei Oxidation bildet sich an der Oberfläche hauptsächlich das gewünschte Oxid, und zwar B₂O-,. Das inerte Material Kann u.a. Palladium sein.

Bei einer anderen Ausführungsform des WerKzeuges nach der Erfindung besteht dieses wenigstens in einer Oberflächenschicht aus einem abriebfesten porösen Material, in dessen Poren sich das borhaltige Material befindet.

Poröses gesintertes Wolfram oder Molybdän Kann auf diese Weise mit Bor beladen werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß, wenn alles Bor verbraucht ist, das Material des WerKzeuges ■ auf einfache Weise aufs neue mit Bor beladen werden Kann.

^PHN9127 909847/0860

Bei den vorhergehenden Ausführungsformen weist das Werkzeug eine zwar sehr lange, aber endliche Lebensdauer infolge von Abnutzung durch Oxidation auf.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Beispiele näher erlaut ert.

Ausführungsbeispiele;

1. Aus verschiedenen borhaltigen Materialien

bestehende Körper wurden 20 SeKunden lang bei verschiedenen Temperaturen mit Glas der nachstehenden Zusammensetzung in Gew.i& in Berührung gebracht, das zum Pressen von Schirmen für Bildwiedergaberöhren verwendet wird.

SiO₂ Na₂O K₂O

15 CaO BaO

Dieses Glas weist die nachstehenden VisKositätswerte auf:

10^12>5 Pa . s bei 465⁰C (oberer Kühlpunkt) 10 ¹^ Pa · s bei 690⁰C (Erweichungstemperatur) 10-⁵ Pa · s bei 1000⁰C (Arbeitstemperatur)

Die nachstehenden Materialien wurden dazu erprobt:

B₄C, eine NiB-Legierung (81,5 At.% Ni und 18,5 At.% B), eine Ni-Cr-B-Legierung (Ni 69,3, Cr 14,5 und B 16,2 At.#), Pd-B mit 95 At.% Pd und 5 At.% B, Titanborid und mit einer Pd-Schicht mit einer Dicke von etwa 3 /um überzogenes Titanborid.

PHN 9127 909847/0850 - 4 -

63,8	MgO	1,2
9,6	Al₂O₃	3,5
6,5	Sb₂O^	0,6
1,8	CeO₂	0,2
12,4	SrO	0,2

Die Kraft, die zur Unterbrechung des Kontaktes erforderlich ist, wurde gemessen. Ih der gezeigten graphischen Darstellung (Fig. 1) ist die Spannung in MPa (MegaPascal), die aus der gemessenen Kraft und der Größe der Kontaktoberfläche errechnet wurde, angegeben. Vergleichsweise sind auch Messungen der Haftung von Glas an einigen gut haftenden Materialien (SiC, Si^N^ und Fe-Cr-Ni) angegeben. Ein wichtiges Kriterium ist dabei, ob die Haftung geringer als die Stärke des Glases ist. Zur diesbezüglichen Anzeige ist in der graphischen Darstellung gleichfalls in grober Annäherung die Festigkeit des Glases als Funktion der Temperatur angegeben (Gl). Die Kontaktzeit betrug 20 Sekunden. Aus der graphischen Darstellung ist ersichtlich, daß die Gruppe borhaltiger Materialien eine abnehmende Haftspannung bei zunehmender Kontakttemperatur aufweist, während die Materialien, die eine feste Oxidhaut bilden, eine mit der Temperatur zunehmende Haftspannung aufweisen. Bei der letzteren Gruppe wird bei hohen Temperaturen die Bruchfestigkeit durch die Festigkeit des Glases bestimmt. Die Abnutzung von B^C durch Oxidat:

trägt etwa 1 /um pro Stunde.

nutzung von B^C durch Oxidation an der Luft, bei 1000⁰C be-

2. Ein Werkzeug aus einem abriebfesten porösen

Material (wie Wolfram oder Molybdän) mit einem Porenvolumen von 15 bis 20 %_f in dem sich Pd (27 At.% B) befand, wurde auf eine Temperatur von 700⁰C an der Luft erhitzt. Dadurch breitete sich das gebildete B₂O^ über die Oberfläche des abriebfesten Materials aus. Dann wurde es während 20 Sekunden bei 700⁰C mit Glas in Kontakt gebracht, wonach der Kontakt wieder unterbrochen wurde. Es stellte sich heraus, daß in der geschmolzenen Oxidschicht Bruch auftritt.

PHW 9127

909847/0850

Leerseite

Claims

N.V. Philips' üloeiiamponfabriöiicr,, Bndhovan

PATENTANSPRÜCHE:

1/ Werkzeug zur Handhabung und Formgebung von

Glas bei niedrigen Viskositäten, wobei dieses Werkzeug wenigstens an der Oberfläche ein borhaltiges Material enthält, dadurch geKennzeichnet, daB es ein borhaltiges Material enthält, das aus einem oder mehr Boriden, Borcarbid oder borhaltigen Legierungen gewählt ist.
2. Werkzeug nach Anspruch 1,

dadurch geKennzeichnet, daß die Oberfläche außerdem mit einer dünnen Schicht aus einem inerten Material überzogen ist, durch das Bor aus dem borhaltigen Material präferentiell hindurchdiffundieren Kann.

3' WerKzeug nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch geKennzeichnet, daß es wenigstens in einer Oberflächenschicht aus einem abriebfesten porösen Material besteht, in dessen Poren sich das borhaltige Material oder das daraus gebildete B₂O, befindet.

9127

909847/0850