RU2029743C1

RU2029743C1 - Method for glass sheet bending

Info

Publication number: RU2029743C1
Authority: RU
Inventors: А.Р. Густов; А.И. Шутов; И.Н. Афонин; В.И. Рыбин; В.В. Ефременков
Original assignee: Акционерное общество "Борский стекольный завод"
Priority date: 1991-03-05
Filing date: 1991-03-05
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: production of bent glass for transportation vehicles. SUBSTANCE: blank glasses are out, their edges are worked and pair blank glasses are washed. Aluminum powder is sprayed on pair blank glasses. Sprayed glasses are assembled in pack and placed on bending block of sagging kiln. Separating coating is used in form of powder of readily oxidizable metal when heated. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано в производстве гнутого стекла для транспортных средств. В частности, предлагаемое изобретение относится к изгибанию листового стекла преимущественно под действием собственного веса. Конкретно сущность технического решения касается области предохранения стекла при его моллировании за счет использования защитных порошков, наносимых на контактирующие поверхности стекла. The invention relates to the glass industry and can be used in the manufacture of curved glass for vehicles. In particular, the present invention relates to the bending of sheet glass primarily under the influence of its own weight. Specifically, the essence of the technical solution relates to the field of protection of glass during its bending due to the use of protective powders applied to the contacting surfaces of the glass.

Известен способ моллирования листового стекла путем нанесения разделительного покрытия на поверхность листов, укладки их в пакет, его нагрева и последующего изгибания [1]. A known method of molding sheet glass by applying a separation coating on the surface of the sheets, laying them in a bag, heating it and subsequent bending [1].

Предохранение стекла в процессе моллирования осуществляют за счет припудривания мелом или сажей. Нанесение покрытия производят вручную путем встряхивания мешочком с пылевидным материалом над стеклом. Glass is protected during the bending process by dusting with chalk or soot. Coating is done manually by shaking a bag of dusty material over the glass.

После моллирования осуществляют расформирование пакета и мойку стекол с целью удаления порошка. After bending, the package is disassembled and the glasses are washed in order to remove the powder.

Однако известно, что, например, тальк является гигроскопичным материалом. В связи с этим при его переувлажнении во время нагрева происходит спекание порошка со стеклом, образуемое при этом соединение даже при горячей мойке стекла не удаляется полностью. Это приводит к внедрению продуктов напыления в пленку и ее помутнение, т.е. к последующей отбраковке стекла. При напылении, наоборот, пересушенного порошка происходит его сдвиг при моллировании за счет перемещения стекол относительно друг друга, образование зон с повышенным содержанием талька и некачественное моллирование с местной неприлегаемостью стекол друг к другу. Кроме того, в процессе моллирования происходит осыпание порошка талька с крутых участков стекла на более пологие, приводящее к низкой прилегаемости стекол друг к другу. However, it is known that, for example, talc is a hygroscopic material. In this regard, when it is wetted during heating, sintering of the powder with glass occurs, and the connection formed even when the glass is hot washed is not completely removed. This leads to the introduction of spray products into the film and its clouding, i.e. to the subsequent rejection of glass. When spraying, on the contrary, an overdried powder, it shifts when molding due to the movement of glasses relative to each other, the formation of zones with a high content of talc and poor-quality molding with local glass immunity to each other. In addition, during the bending process, talcum powder is shed from steep sections of the glass to more gentle, leading to a low adherence of the glasses to each other.

На наличие такого процесса указывает тот факт, что при последующем прессовании пакетов стекла наиболее распространенным видом брака является недопрессовка (местное отслоение стекла от пленки) преимущественно на радиусных участках стекла. Данные недостатки приводят к отбраковке стекла, причем следует подчеркнуть, что местная неприлегаемость является скрытым браком, проявляемым только после конечной операции - прессования. Последнее указывает на размеры ущеpба, который приносит некачественное моллирование. The presence of such a process is indicated by the fact that, during subsequent pressing of glass packets, the most common type of marriage is underpressing (local delamination of the glass from the film) mainly on the radius sections of the glass. These shortcomings lead to the rejection of glass, and it should be emphasized that local incompatibility is a hidden marriage, manifested only after the final operation - pressing. The latter indicates the size of the damage caused by poor-quality bending.

Другим недостатком технологии является то, что напыление тальком требует обязательной мойки стекла после моллирования, что в значительной мере повышает себестоимость многослойного стекла. Another disadvantage of the technology is that talc spraying requires mandatory glass washing after bending, which significantly increases the cost of laminated glass.

Целью изобретения является повышение качества моллирования за счет повышенной прилегаемости стекол в пакете и снижение себестоимости стекла за счет устранения его мойки. The aim of the invention is to improve the quality of bending due to the increased fit of the glasses in the bag and reduce the cost of glass by eliminating its washing.

Поставленная цель реализуется тем, что в способе моллирования листового стекла путем нанесения покрытия из частиц металла или смеси металла и его окиси не соприкасающиеся поверхности листов, составляющих пакет, его нагрева и последующего изгибания нагрев осуществляют с организацией дополнительного снижения размеров частиц металла поверхностным окислением. The goal is realized by the fact that in the method of molding sheet glass by coating from metal particles or a mixture of metal and its oxide, the non-contacting surfaces of the sheets constituting the package, its heating and subsequent bending, heating is carried out with the organization of an additional reduction in the size of metal particles by surface oxidation.

Достижению поставленной цели способствует также то, что нагрев производят с организацией полного окисления частиц металла размером менее 45 мкм и оплавления с неполным окислением частиц металла размером 80-500 мкм и более. Achieving this goal also contributes to the fact that the heating is carried out with the organization of complete oxidation of metal particles with a size of less than 45 microns and melting with incomplete oxidation of metal particles with a size of 80-500 microns or more.

Легкоокисляемые металлы типа алюминия, свинца, цинка и некоторых других обладают по поверхности высокопрочной защитной пленкой из окиси. Поэтому в измельченном состоянии каждая частица такого металла представляет из себя активное ядро, окруженное защитной рубашкой из окиси. Не менее широко известно, что при термическом разложении подобных материалов осуществляется фактически регулируемое их выгорание, интенсивность которого полностью зависит от температуры. Процесс выгорания или поверхностного окисления осуществляется в регулируемом варианте очень медленно вследствие того, что подверженный окислению металл постоянно закрывается окисной пленкой, препятствующей интенсивному выгоранию. Easily oxidized metals such as aluminum, lead, zinc and some others have a high-strength protective oxide film on the surface. Therefore, in the ground state, each particle of such a metal is an active core surrounded by a protective jacket of oxide. It is no less widely known that the thermal decomposition of such materials results in virtually controlled burnup, the intensity of which completely depends on temperature. The process of burnout or surface oxidation is carried out in a controlled manner very slowly due to the fact that the metal subject to oxidation is constantly closed by an oxide film that prevents intense burnout.

При этом процесс выгорания осуществляют как бы по замкнутому циклу. Окисная пленка, будучи очень прочной при комнатной температуре, начинает интенсивно разрушаться уже при нагреве до 150^оС из-за разных коэффициентов термического расширения (КТР) с металлом. Растрескивание окисной пленки приводит к доступу кислорода воздуха к чистому металлу, который начинает окисляться выгоранием, разрушая старую окисную пленку и одновременно образуя новую. Физически этот процесс выглядит как уменьшение первоначальных размеров частиц металла. Об этом же свидетельствуют результаты экспериментов с алюминиевой пудрой, подвергаемой нагреву в режиме, повторяющем нагрев при моллировании стекла. Этот нагрев осуществляют по схеме, ^оС:
420, 420, 610, 615, 640, 640, 650, 800, 650, 800, 720, 680, и далее плавное снижение до 500^оС. Выдержка в каждой позиции 78 с.In this process, the burnout is carried out as if in a closed cycle. The oxide film being very strong at ambient temperature, begins to deteriorate rapidly when heated to 150 ° ^C due to the different coefficients of thermal expansion (CTE) with the metal. Cracking of the oxide film leads to the access of atmospheric oxygen to the pure metal, which begins to oxidize by burning, destroying the old oxide film and simultaneously forming a new one. Physically, this process looks like a decrease in the initial size of the metal particles. This is also evidenced by the results of experiments with aluminum powder subjected to heating in a mode that repeats heating during glass bending. This heating is carried out according to the scheme, ^about With:
420, 420, 610, 615, 640, 640, 650, 800, 650, 800, 720, 680, and more gradual decline to 500 ^° C Exposure at each position 78.

Характерно, что, начиная с температурной зоны 420^оС, заметное интенсивное горение пудры, продолжающееся фактически весь процесс нагрева. Если сначала выгоранию подвергают жировую связку, то впоследствии окислению подвергается непосредственно металл. По выходу пудры визуально заметно уменьшение частиц и усреднение их размеров. При растирании термообработанной пудры становятся заметными частицы чистого металла размерами около 1 мкм, полностью покрытые окисью, что указывает в основном на неполное выгорание алюминия.Characteristically, since the temperature zone of 420 ^{° C,} a noticeable intense burning powder extending virtually the entire heating process. If the fatty bundle is first burned out, then the metal is subsequently oxidized directly. By the output of the powder, a decrease in particles and an averaging of their size are visually noticeable. When grinding the heat-treated powder, particles of pure metal with a size of about 1 μm, completely coated with oxide, become noticeable, which indicates mainly the incomplete burning of aluminum.

Вместе с тем имеются частицы металла, которые имеют более крупные размеры (до 10 мкм), что указывает на то, что имеющиеся в пудре крупные частицы также подвергаются существенному уменьшению (размером 80-500 мкм и более). При рассмотрении тех и других частиц через микроскоп заметно, что они подвергнуты в процессе термообработки деформации, так как по сечению практически все не превышают 1 мкм. Покрытие частиц из окиси легко разрушается даже при незначительном механическом воздействии, чем в моллировании может быть масса верхнего стекла и его сдвигающее воздействие на частицы покрытия в процессе собственно изгибания раздельно верхнего и нижнего стекол, имеющих к тому же разные размеры. При этом выяснено, что окисное покрытие частиц металла состоит из отдельных частиц окиси размерами менее 1 мкм, что вполне сообразуется с теорией цикличного окисления алюминия с уменьшением собственных размеров за счет образования более мелкой по размерам окиси. At the same time, there are metal particles that have larger sizes (up to 10 μm), which indicates that the large particles present in the powder also undergo a significant reduction (size 80-500 μm or more). When examining those and other particles through a microscope, it is noticeable that they were subjected to deformation during the heat treatment, since almost all of their cross sections do not exceed 1 μm. The coating of particles of oxide is easily destroyed even with a slight mechanical impact, which can be the mass of the upper glass and its shearing effect on the coating particles in the process of bending separately the upper and lower glasses, which also have different sizes. It was found that the oxide coating of metal particles consists of individual oxide particles with sizes less than 1 μm, which is fully consistent with the theory of cyclic oxidation of aluminum with a decrease in its own size due to the formation of a smaller oxide.

П р и м е р. В процессе производства ветровых стекол для автомобилей после вырезки, обработки кромки и мойки парных заготовок производят распыление на последние алюминиевой пудры. Напыленные стекла собирают в пакет и помещают на рамочную форму печи моллирования, работающей по режиму, аналогичному вышеприведенному и использованному для нагрева алюминиевой пудры. При нанесении покрытия используют алюминиевую пудру следующего химического состава, %: Алюминий 91 Окись 9-13 Жир 0,25 и следующего гранулометрического состава (см. таблицу). PRI me R. In the process of manufacturing windshields for automobiles, after cutting, edging and washing paired billets, they spray onto the last aluminum powders. The sprayed glass is collected in a bag and placed on the frame shape of a bending furnace, operating in a manner similar to the above and used to heat aluminum powder. When applying the coating, aluminum powder of the following chemical composition is used,%: Aluminum 91 Oxide 9-13 Fat 0.25 and the following particle size distribution (see table).

Крупные частицы алюминия заметны на поверхности стекла даже визуально, средние размером 80-250 мкм менее заметны, но их значительно больше. Подавляющую часть покрытия составляют частицы менее 80 мкм, которых около 74% от общего количества. Тем не менее верхнее стекло при пакетировании опирается, очевидно, на частицы размерами более 500 мкм, которых в порошке около 1%. При температуре нагрева 370-420^оС происходит интенсивное газовыделение, связанное с разложением имеющейся в пудре стеариновой жировой добавки. В данный момент при неравномерном распределении крупных частиц алюминия и интенсивном выделении газов возможен сдвиг верхнего стекла, поэтому напыление пудры осуществляют в строго определенном количестве. При температуре в интервале 580-620^оС происходит горение алюминия по замкнутому циклу, а при достижении температуры нагрева 660^оС начинается оплавление продолжающих существовать частиц чистого алюминия, их деформация и непрекращающееся поверхностное окисление по замкнутому циклу. Однако в условиях размещения в зазоре пакета стекла уменьшение размеров частиц стекла осуществляется по несколько иной схеме, чем при нагреве свободно лежащей в открытом сосуде пудры. Здесь сначала только крупные частицы алюминия, затем остальные находятся под воздействием нагрузки, равной массе верхнего стекла. Поэтому со стороны верхнего стекла процесс разрушения окисной пленки осуществляется несколько интенсивней. По мере приближения температуры нагрева к 660^оС, являющейся одновременно температурой плавления алюминия и нижним пределом интервального значения температуры деформации стекла, т.е. началом изгиба стекла, частицы алюминия начинают испытывать также сдвиговую нагрузку, вызываемую движением стекол в пакете относительно друг друга при изгибании под собственным весом. Происходит механическое удаление окисной пленки с частиц алюминия со стороны, обращенной к тому или иному стеклу или обоим сразу. Следует заметить, что при напылении обоих стекол, составляющих пакет, удержание частиц, особенно мелких, находящихся в фактически подвешенном состоянии на верхнем стекле, осуществляется в основном за счет электростатики, привносимой разнополюсно заряженными стеклом и электропроводным алюминием, получающим электрический потенциал при напылении от трения между совокупностью частиц и сосудом, в котором они находятся. Рано или поздно все эти частицы по мере деформации наиболее крупных зажимаются стеклом, т.е. вступают с ним в непосредственный контакт. Деформация стекла в этот момент невозможна, так как металл в данном случае уже находится в пластичном состоянии. Именно поэтому процесс уменьшения размеров частиц в зазоре пакета осуществляют без снижения качества поверхности стекол, он организован таким образом, что снижение размеров частиц происходит только за счет собственной деформации и одновременного окисления поверхностным выгоранием. При непосредственном контакте алюминия со стеклом вероятно вжигание металла в стекло с образованием промежуточной стеклометаллической области, обуславливающей высокую прочность сцепления частиц и стекла. Во всяком случае удаление частиц металла и окиси после нагрева становится невозможным без разрушения самого стекла. Кроме того, в данном случае этот процесс носит прогрессивный характер, так как часть сечения частицы расходуется на создание состояния, являющегося благоприятным для светопропускания через данное новообразование. Имеется ввиду, что при сечении частиц около 1 мкм и расходовании части этого сечения на образование стеклометаллической промежуточной области происходит предотвращение снижения светопропускания получаемого стекла.Large particles of aluminum are visible even on the surface of the glass visually, medium particles with a size of 80-250 microns are less noticeable, but they are much larger. The vast majority of the coating is made up of particles less than 80 microns, of which about 74% of the total. Nevertheless, the top glass during packaging, obviously, relies on particles larger than 500 microns, of which about 1% in powder. When the heating temperature of 370-420 ^{° C} is an intensive gas release, associated with the decomposition available in powdered stearic fatty additives. At the moment, with an uneven distribution of large aluminum particles and intense gas evolution, a shift of the upper glass is possible, therefore, the powder is sprayed in a strictly defined amount. At a temperature in the range 580-620 ^C. combustion occurs aluminum in a closed cycle, and when the heating temperature of 660 ^{° C} begins melting persist particles of pure aluminum, and continuing their deformation surface oxidation in a closed cycle. However, under conditions of placement in the gap of the glass packet, the reduction in the particle size of the glass is carried out according to a slightly different scheme than when heating powder lying freely in an open vessel. Here, first, only large particles of aluminum, then the rest are under the influence of a load equal to the mass of the upper glass. Therefore, from the side of the upper glass, the process of destruction of the oxide film is somewhat more intense. As approaching the heating temperature to 660 ^{° C,} which simultaneously melting temperature of aluminum and a lower limit interval value glass deformation temperature, i.e. the beginning of the bending of the glass, aluminum particles also begin to experience a shear load caused by the movement of the glasses in the bag relative to each other when bending under their own weight. There is a mechanical removal of the oxide film from aluminum particles from the side facing one or another glass or both at once. It should be noted that during the deposition of both glasses making up the bag, the retention of particles, especially small ones, which are actually suspended on the upper glass, is carried out mainly due to electrostatics introduced by the oppositely charged glass and electrically conductive aluminum, which receives the electric potential when spraying from friction between the aggregate of particles and the vessel in which they are located. Sooner or later, all these particles, as the largest ones are deformed, are clamped by glass, i.e. come into direct contact with him. The deformation of the glass at this moment is impossible, since the metal in this case is already in a plastic state. That is why the process of reducing particle sizes in the gap of the package is carried out without reducing the quality of the surface of the glasses, it is organized in such a way that the reduction in particle size occurs only due to its own deformation and simultaneous oxidation by surface burnup. In direct contact of aluminum with glass, it is likely that metal will be burned into glass with the formation of an intermediate glass-metal region, which causes high adhesion of particles and glass. In any case, the removal of metal and oxide particles after heating becomes impossible without breaking the glass itself. In addition, in this case, this process is progressive in nature, since part of the particle cross section is spent on creating a state that is favorable for light transmission through this neoplasm. It is understood that when the particle cross section is about 1 μm and part of this cross section is spent on the formation of the glass-metal intermediate region, the light transmission of the resulting glass is prevented from decreasing.

Вместе с тем, вжигание частиц алюминия в поверхность стекла чревато двойным контактом одной частицы сразу с обоими поверхностями. Следует заметить, что подобный процесс реально существует, так как пакет выходит из печи моллирования в виде монолита, зазор между которыми не существует и визуально не наблюдается. Разъединение стекол происходит по мере охлаждения пакета за счет, видимо, разрыва частиц по металлу ввиду разной скорости охлаждения стекла и металла и возникающего при этом разнопеременного усилия, проявляемого в характерном для пакетов с подобным напылением так называемом потрескивании, реально наблюдаемом при съеме пакета с формы. В пользу такого разъединения стекол пакета говорит то, что на поверхности обоих стекол не наблюдается образование углублений, которые должны быть в случае отрыва частиц по стеклу. At the same time, the burning of aluminum particles into the glass surface is fraught with a double contact of one particle immediately with both surfaces. It should be noted that a similar process actually exists, since the package leaves the bending furnace in the form of a monolith, the gap between which does not exist and is not visually observed. The separation of the glasses occurs as the packet cools due to, apparently, particles breaking through the metal due to the different cooling rates of the glass and metal and the resulting varying effort, which is manifested in the so-called cracking characteristic of packets with such a coating, which is actually observed when the packet is removed from the mold. In favor of such a separation of the glass of the bag says that on the surface of both glasses there is no formation of recesses, which should be in the case of separation of particles on the glass.

Относительно частиц окиси, составляющей к концу нагрева довольно значительную часть покрытия, следует заметить, что оно является продуктом окисления металла и не может быть крупнее его. Более того, совершенно очевидно, что она является наиболее дисперсной частью данного покрытия. Вместе с тем, окись является огнеупорной частью напыления, так как температура ее плавления составляет 2050^оС. Прикрепление ее к стеклу возможно только в том случае, если она при разрушении отслоилась совместно с металлом. Наличие окисной фазы, имеющей серый цвет, происходит видимо, кроме указанного пути, также за счет электростатики. Эта фаза визуально не пpосматривается и ввиду ограниченности в размерах (около 1 мкм) абсолютно не влияет на светопропускание стекла.Regarding the particles of oxide, which at the end of heating constitutes a rather significant part of the coating, it should be noted that it is a product of metal oxidation and cannot be larger than it. Moreover, it is obvious that it is the most dispersed part of this coating. However, alumina is the deposition of the refractory part, since its melting temperature is 2050 ° ^C. Attaching it to the glass is only possible if it is peeled off together with the destruction of the metal. The presence of an oxide phase having a gray color occurs apparently, in addition to the indicated path, also due to electrostatics. This phase is not visually inspected and, due to its limited size (about 1 μm), it absolutely does not affect the light transmission of the glass.

По окончании моллирования получают пакет стекла, отвечающего всем требованиям по качеству. Визуально пакет выглядит как стекло, не имеющее разделительного покрытия. Наличие окисно-металлических включений становится заметным только при рассмотрении пакета под углом. В связи с существенным уменьшением всех частиц, участвующих в процессе, заметными визуально остаются только остатки частиц размерами 80-500 мкм и более, которых в покрытии около четверти (26%). При этом весьма важным является то, что они состоят из чистого алюминия и блестят на свету. Серые частицы окиси без металлических включений ввиду ограниченности в размерах (около 1 мкм) не видны, частицы окиси с остатками металла также блестят на отраженном свете. Размеры частиц металла в среднем около 1-10 мкм, сечение их не превышает 1 мкм. At the end of bending, a package of glass is obtained that meets all quality requirements. Visually, the bag looks like glass without a release coating. The presence of oxide-metal inclusions becomes noticeable only when viewing the package at an angle. Due to a significant decrease in all particles involved in the process, only the remnants of particles with sizes of 80-500 microns or more, which are about a quarter (26%) in the coating, remain visually noticeable. It is very important that they consist of pure aluminum and shine in the light. Due to their limited size (about 1 μm), gray oxide particles without metallic inclusions are not visible; oxide particles with metal residues also shine in reflected light. The particle sizes of the metal on average about 1-10 microns, their cross section does not exceed 1 micron.

Пакеты, полученные в соответствии с данным примером, не нуждаются в мойке, так как не содержат смываемой фазы. Протирка им также противопоказана, так как вызывает разрыв протираемого материала и внедрение остатков в будущее многослойное стекло. Packets obtained in accordance with this example do not need to be washed, since they do not contain a washable phase. Rubbing them is also contraindicated, as it causes the gap of the wiped material and the introduction of residues in the future laminated glass.

Организация уменьшения размеров частиц предохранительного покрытия за счет их окисления и деформации позволяет значительно повысить прилегаемость стекол друг к другу, что впоследствие исключает недопрессовку триплекса. The organization of reducing the size of the particles of the protective coating due to their oxidation and deformation can significantly increase the adherence of the glasses to each other, which subsequently eliminates the underpressing of the triplex.

Claims

METHOD FOR MILLING SHEET GLASS by applying a release coating on the surface of the sheets, stacking them in a bag, heating it and bending it, characterized in that, in order to improve the quality of bending due to the increased adherence of the glasses to each other and reduce the cost of glass by eliminating its washing , as a separation coating, powder of metal readily oxidized by heating is used.