RU2237621C1 - Способ закалки стекла - Google Patents
Способ закалки стекла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237621C1 RU2237621C1 RU2003102286/03A RU2003102286A RU2237621C1 RU 2237621 C1 RU2237621 C1 RU 2237621C1 RU 2003102286/03 A RU2003102286/03 A RU 2003102286/03A RU 2003102286 A RU2003102286 A RU 2003102286A RU 2237621 C1 RU2237621 C1 RU 2237621C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- air
- cooling
- mpa
- forced
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства стекла, а именно к способам термического упрочнения стекла путем его закалки. Изобретение направлено на увеличение производительности вследствие уменьшения длительности технологического процесса закалки стекла при условии сохранения его прочностных характеристик и возможности механической обработки без саморазрушения. Способ закалки стекла включает в себя нагревание стекла до закалочной температуры, принудительное интенсивное охлаждение стекла и выдержку при комнатной температуре в условиях естественной конвекции воздушных масс. Принудительное интенсивное охлаждение проводят воздухоструйным обдувом с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с не более 10 секунд. После выдержки при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 секунд проводят повторное принудительное интенсивное охлаждение до температуры 20-60°С путем воздухоструйного обдува с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к области производства стекла, а именно к способам термического упрочнения стекла путем его закалки.
Известен способ закалки, включающий разогрев стекла до начальной закалочной температуры t0 и последующее непрерывное охлаждение путем принудительного обдува воздухом [1-3]. Полученное таким образом стекло характеризуется высокой прочностью и специфическим (безопасным) характером разрушения, обусловленным высокой плотностью осколков при разрушении. При механической обработке (резке, сверлении отверстий, обработке кромок и т.п.) такое стекло саморазрушается, распадаясь на мелкие осколки.
Наиболее близким техническим решением является усовершенствованный способ изготовления упрочненного стекла, заключающийся в нагреве стекла до начальной температуры t0 и последующем двухстадийном охлаждении [4]. Стекло подвергают кратковременному воздухоструйному обдуву - не более 3 секунд. После этого стекло выдерживают в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение времени, необходимого для охлаждения до комнатной температуры. Стекло, полученное таким образом, имеет величину сжимающих поверхностных напряжений 60-90% от величины сжимающих напряжений в стекле, полученном при двухстадийном охлаждении. Величина внутренних растягивающих напряжений не превышает 15% от величины сжимающих напряжений, что обеспечивает возможность механической обработки стекла.
Однако известный способ является длительным технологическим процессом.
Изобретение направлено на увеличение производительности вследствии уменьшения длительности технологического процесса закалки стекла при условии сохранения его прочностных характеристик и возможности механической обработки без саморазрушения.
Это достигается в способе закалки стекла, включающем в себя нагревание стекла до закалочной температуры, принудительное интенсивное охлаждение стекла и выдержку при комнатной температуре в условиях естественной конвекции воздушных масс, в котором согласно предлагаемому решению принудительное интенсивное охлаждение проводят воздухоструйным обдувом с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с не более 10 секунд, а после выдержки при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 секунд проводят повторное принудительное интенсивное охлаждение до температуры 20-60°С путем воздухоструйного обдува с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что стекло принудительно охлаждают не более 10 с с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с, а после выдержки при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 с производят дальнейшее принудительное охлаждение до температуры 20-60°С с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию “новизна”. Трехстадийные с резким изменением интенсивности режимы закалки, а так же применение вышеуказанных режимов для закалки стекла, при сохранении прочностных характеристик и увеличении производительности, вследствие уменьшения длительности технологического процесса, неизвестны. Таким образом заявляемый способ соответствует критерию “изобретательский уровень”.
Экспериментально авторами установлено, что на сохранение прочностных характеристик стекла влияет принудительное охлаждение не более 10 с с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с. На понижение уровня внутренних напряжений (возможность механической обработки) влияет выдержка при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 с, а на увеличение производительности процесса за счет уменьшения времени закалки влияет дальнейшее принудительное охлаждение до температуры 20-60°С с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с. На фиг.1 представлен график изменения коэффициента теплоотдачи α от промежутка времени охлаждения стекла τ. Коэффициенты теплоотдачи α1 и α3, соответствующие интенсивному охлаждению стекла, могут быть неравны и отличаться как в большую, так и в меньшую сторону. Коэффициент теплоотдачи α2 соответствует охлаждению в условиях естественной конвекции. Промежуток времени интенсивного охлаждения τ1 не должен превышать 10, а промежуток времени выдержки в условиях естественной конвекции τ2 лежит в пределах от 20 до 180 секунд. Промежутку времени τ3 соответствует выдержка листового стекла в условиях интенсивного охлаждения с коэффициентом теплоотдачи α3. Длительность технологического процесса закалки определяется промежутком времени τ=τ1+τ2+τ3.
На фиг.2 представлена эпюра внутренних остаточных напряжений в стекле. В стекле толщиной d=4 мм действуют такие внутренние напряжения растяжения σр=14 МПа и сжатия σсж=62 МПа, которые обеспечивают высокую прочность стекла и возможность его механической обработки без саморазрушения.
Авторами установлено, что величина внутренних растягивающих напряжений σp не превышает 30% от величины сжимающих напряжений σсж. Столь низкая величина сжимающих напряжений σр обеспечивается выдержкой при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 с в уравновешенных сжимающими напряжениями σсж, обеспечивают возможность механической обработки без саморазрушения. При этом величина сжимающих напряжений σсж, обеспечивающих высокую прочность стеклу, составляет 60-80% от величины сжимающих поверхностных напряжений в стекле, получаемом известным способом, что обусловлено принудительным интенсивным охлаждением, которое проводят воздухоструйным обдувом с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с не более 10 секунд. Уменьшение длительности технологического процесса обеспечивается третьей стадией принудительного охлаждения, которое проводят до достижения стеклом температуры 20-60°С с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с.
Предлагаемым способом можно закалять стекла толщиной от 3 до 6 мм. В данном примере рассматривается закалка стекла толщиной 4 мм. Нагретое в закалочной печи (или отформованное, к примеру в ванне с расплавом металла) стекло, имеющее температуру Т0=660°С, охлаждают путем принудительного обдува воздухом в течение одной секунды. При этом воздух подается с давлением 0,1632 МПа и его скорость составляет 155 м/с (коэффициент теплоотдачи α1=600 Вт/(м2К). Далее стекло выдерживают при комнатной температуре в течение 30 секунд. Коэффициент теплоотдачи при этом составляет 30 Вт/(м2К). После чего стекло охлаждают путем принудительного обдува в течение 30 секунд. При этом воздух подается с давлением 0,1632 МПа и его скорость составляет 155 м/с (коэффициент теплоотдачи α1=600 Вт/(м2К)). На фиг.2 изображена эпюра закалочных напряжений в стекле, где величина напряжений сжатия составляет 62 МПа, а напряжений растяжения 14 МПа, время остывания до температуры 20-60°С равняется 61 с. В стекле закаляемым способом, описанным в прототипе, величина напряжений сжатия составляет 54 МПа, напряжений растяжения 11 МПа время остывания до температуры 20-60°С равняется 10 минут [4]. В результате предлагаемого способа получилось стекло, способное воспринимать механическую обработку без саморазрушения, а длительность технологического процесса, по сравнению с прототипом, уменьшилась ≈ 9.8 раз.
В таблице показано влияние заявляемых параметров в сочетании с предлагаемыми операциями на достижение результата.
Использование предлагаемого способа закалки стекла обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
увеличение производительности за счет уменьшения промежутка времени, необходимого для охлаждения стекла до стабилизации полученных свойств, по сравнению с промежутком времени, необходимым для этого при обработке стекла способом, описанным в прототипе.
Источники информации
1. Мазурин О.В. и др. "Отжиг и закалка стекла". Учебное пособие. - М.: Изд. МИСИ и БТИСМ, 1984, с.114.
2. Ванин В.И. "Отжиг и закалка листового стекла". - М.: Стройиздат, 1965, с.116.
3. "Стекло". Справочник./Под ред. Н.М.Павлушкина. - М.: Стройиздат, 1973, с.487.
4. Шутов и др. "Формирование заданных потребительских свойств листового стекла". Известия высших учебных заведений. Строительство. - Изд. НГАС, 1966, N 10, с.101-106.
Claims (1)
- Способ закалки стекла, включающий в себя нагревание стекла до закалочной температуры, принудительное интенсивное охлаждение стекла и выдержка при комнатной температуре в условиях естественной конвекции воздушных масс, отличающийся тем, что стекло принудительно охлаждают в течение промежутка времени не более 10 с воздухоструйным обдувом с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с и после выдержки при комнатной температуре воздуха в условиях естественной конвекции воздушных масс в течение 20-180 с производят повторное принудительное охлаждение до температуры 20-60°С путем воздухоструйного обдува с давлением воздуха 0,1420-0,1894 МПа, который подают со скоростью 30-340 м/с.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003102286/03A RU2237621C1 (ru) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | Способ закалки стекла |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003102286/03A RU2237621C1 (ru) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | Способ закалки стекла |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003102286A RU2003102286A (ru) | 2004-07-27 |
RU2237621C1 true RU2237621C1 (ru) | 2004-10-10 |
Family
ID=33537539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003102286/03A RU2237621C1 (ru) | 2003-01-27 | 2003-01-27 | Способ закалки стекла |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237621C1 (ru) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9296638B2 (en) | 2014-07-31 | 2016-03-29 | Corning Incorporated | Thermally tempered glass and methods and apparatuses for thermal tempering of glass |
RU2690591C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-06-04 | Кубади Сосланович Кулов | Способ закалки заготовок микроканальных пластин |
US10611664B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-04-07 | Corning Incorporated | Thermally strengthened architectural glass and related systems and methods |
US11097974B2 (en) | 2014-07-31 | 2021-08-24 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
US11485673B2 (en) | 2017-08-24 | 2022-11-01 | Corning Incorporated | Glasses with improved tempering capabilities |
US11643355B2 (en) | 2016-01-12 | 2023-05-09 | Corning Incorporated | Thin thermally and chemically strengthened glass-based articles |
US11697617B2 (en) | 2019-08-06 | 2023-07-11 | Corning Incorporated | Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same |
US11708296B2 (en) | 2017-11-30 | 2023-07-25 | Corning Incorporated | Non-iox glasses with high coefficient of thermal expansion and preferential fracture behavior for thermal tempering |
US11795102B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-10-24 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
-
2003
- 2003-01-27 RU RU2003102286/03A patent/RU2237621C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9296638B2 (en) | 2014-07-31 | 2016-03-29 | Corning Incorporated | Thermally tempered glass and methods and apparatuses for thermal tempering of glass |
US9776905B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-03 | Corning Incorporated | Highly strengthened glass article |
US9783448B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-10 | Corning Incorporated | Thin dicing glass article |
US9802853B2 (en) | 2014-07-31 | 2017-10-31 | Corning Incorporated | Fictive temperature in damage-resistant glass having improved mechanical characteristics |
US9975801B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-05-22 | Corning Incorporated | High strength glass having improved mechanical characteristics |
US10005691B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-06-26 | Corning Incorporated | Damage resistant glass article |
US10077204B2 (en) | 2014-07-31 | 2018-09-18 | Corning Incorporated | Thin safety glass having improved mechanical characteristics |
US10233111B2 (en) | 2014-07-31 | 2019-03-19 | Corning Incorporated | Thermally tempered glass and methods and apparatuses for thermal tempering of glass |
US11891324B2 (en) | 2014-07-31 | 2024-02-06 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
US10611664B2 (en) | 2014-07-31 | 2020-04-07 | Corning Incorporated | Thermally strengthened architectural glass and related systems and methods |
US11097974B2 (en) | 2014-07-31 | 2021-08-24 | Corning Incorporated | Thermally strengthened consumer electronic glass and related systems and methods |
US11643355B2 (en) | 2016-01-12 | 2023-05-09 | Corning Incorporated | Thin thermally and chemically strengthened glass-based articles |
US11795102B2 (en) | 2016-01-26 | 2023-10-24 | Corning Incorporated | Non-contact coated glass and related coating system and method |
US11485673B2 (en) | 2017-08-24 | 2022-11-01 | Corning Incorporated | Glasses with improved tempering capabilities |
US11708296B2 (en) | 2017-11-30 | 2023-07-25 | Corning Incorporated | Non-iox glasses with high coefficient of thermal expansion and preferential fracture behavior for thermal tempering |
RU2690591C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-06-04 | Кубади Сосланович Кулов | Способ закалки заготовок микроканальных пластин |
US11697617B2 (en) | 2019-08-06 | 2023-07-11 | Corning Incorporated | Glass laminate with buried stress spikes to arrest cracks and methods of making the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2424987C2 (ru) | Устройство и способ закалки листов стекла | |
US4913720A (en) | Glass sheet modulated quenching | |
RU2237621C1 (ru) | Способ закалки стекла | |
DE50106482D1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer vorgespannten glasplatte | |
RU2151750C1 (ru) | Способ закалки стекла | |
US2311846A (en) | Tempering glass | |
US4414014A (en) | Method of producing a bubble-free vitreous material | |
US6986268B2 (en) | Method for the preparation of plate glass having low residual stress | |
CA2452647A1 (fr) | Piece en acier bainitique, refroidie et revenue, et son procede de fabrication | |
RU2003102286A (ru) | Способ закалки стекла | |
RU2255137C1 (ru) | Способ термической обработки изделия или заготовки из двухфазных титановых сплавов | |
CZ2014405A3 (cs) | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli | |
JP3869172B2 (ja) | 脆性材の表面強靭化方法 | |
JP3201500B2 (ja) | 金型の表面硬化熱処理方法 | |
US20200255317A1 (en) | Methods for producting thermally strengthened glass with enhanced strength properties | |
JP2004534716A (ja) | 強化窓ガラスの熱処理法 | |
KR970069186A (ko) | 자동차용 티타늄 배기 밸브 제조 방법 | |
JPH11279647A (ja) | 円筒状ワークの焼もどし方法 | |
RU2151109C1 (ru) | Способ отжига стекла в лере | |
SU901339A1 (ru) | Способ обработки листовых материалов из сплавов на основе алюмини | |
RU2690591C1 (ru) | Способ закалки заготовок микроканальных пластин | |
RU2221075C1 (ru) | Способ термообработки деталей из алюминиевых сплавов | |
CS249270B1 (cs) | Způsob tvrzení plochého skla, zejména tlouštky pod 3,5 m | |
SU1548260A1 (ru) | Способ изготовлени изделий | |
SU1456473A1 (ru) | Способ термической обработки проката |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060128 |