SE427267B - Sett att behandla rorformiga metallinlegg for flerglasrutor - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 ha 7811341-9 2 _ glas eller om planglas eller fönsterglas. Det synes med andra ord som om mängden gas som utvecklas från de glas- försedda inläggen beror på sammansättningen hos det glas som använts vid glasöverdragning av inläggen samt dess smältnings- och luttringshistoria.

Fastän de förfaranden som beskrivs i de ovannämnda patentskrifterna har visat sig vara effektiva vid appli- .cering av ett glasöverdrag på metallinläggens yta, har det inte alltid visat sig tillfredsställande när det gäller att åstadkomma en hermetisk försegling mellan gränsytorna hos inläggen och den sammansmälta kanten hos glasrutan på grund av de gasformiga inneslutningarna däri: Man har upptäckt att sammansmältningen av glas- skiktet på inläggen med glasskivan hos flerglasrutan kan förbättras genom de nya förfarandena enligt föreliggande uppfinning både med avseende på gasformiga inneslutningar i metallinläggets glasskikt och beständighetens hos glas- skiktet mot försämring nnaef lagring före användning, dvs exponering för temperatur- och fuktighetsbetingelser under en tidsperiod.

I korthet undanröjer de nya stegen för behandling av de rörformiga metallinläggen i enlighet med uppfin- ningen de ovannämnda nackdelarna genom att de skapar en kontinuerlig trestegsoperation vid förhöjd temperatur, varvid det skikt av glasfritta som fysikaliskt häftar till ett rörformigt metallinlägg, avgasas i vakuum, följt i nämnd ordning av att ett metalloxidskikt skapas på det rörformiga inlägget och att skiktet av glasfritta glasas, varvid de båda sistnämnda stegen utföres i en reglerad atmosfär. l Ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förbättrat rörformigt inlägg, som används för att skapa en öppning i en flerglasruta helt i glas, för att bilda en hermetisk försegling mellan gränsytorna mellan inläg- get och glasrutans sammansmälta kanter.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett nytt sätt att behandla rörformiga metallinlägg, in- begripet avgasning av skiktet av glasfritta i vakuum för 10 '15 20 25 '30 35 7811347-9 _ 3 eliminering av gasformiga inneslutningar däri, och mel- lan nämnda skikt och glasskivorna under tillverkning av flerglasrutor helt i glas. Ännu ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att behandla metallinlägg, varvid vakuumavgasningen, oxidationen och glasningen av metall- inläggen utgör en kontinuerlig operation.

Ytterligare ett ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett förfarande för oxidation av den underlig- gande ytan hos metallinlägget under reglerade betingel- ser för att uppnå enhetlighet hos bindningen mellan gla- set och metallinlägget.

Pâ de bifogade ritningar visar fig l en perspektiv- bild av ett rörformigt metallinlägg, som används för att skapa en öppning, vilken utnyttjas vid tillverkning av en flerglasruta helt i glas. Fig 2 är en sidovy av en trumlingsapparat, i vilken metallinläggets ytterytor fysiskt mottager ett sammanpressat skikt av glaspartik- lar. Fig 3 är en förstorad delvy i tvärsektion som visar väggen hos ett metallinlägg med ett skikt av glasfritta, som är fysiskt sammanpressat därpå. Fig 4 är en schematisk bild av en vakuumugn för avgasning av skiktet av glas- fritta, som häftar till de rörformiga metallinläggen.

Fig 5 är en tvärsektionsvy motsvarande fig 3, men visar väggen hos metallinlägget försedd med ett oxidskikt och ett glasat glasskikt. Fig 6 är en tvärsektionsvy motsva- rande fig 3 och 5, men visar glasskiktet på metallinläg- get efter det att skiktet har glasats. u Enligt föreliggande uppfinning åstadkommas ett sätt att behandla rörformiga metallinlägg av den typ som har ett skikt av glasfritta fysikaliskt häftat till sin ytter- yta för användning vid bildning av öppningar i flerglas- rutor helt i glas, kännetecknat därav, att de med fritta överdragna metallinläggen upphettas i vakuum till en tem- peratur, som är tillräcklig för att avlägsna varje löst och absorberad gas från skiktet av glasfritta, som är fy- sikaliskt vidhäftad därtill,_varpa de överdragna, avgasade metallinläggen upphettas i en syre-inertgasatmosfär till 7311347-9¿ D, L _ l0 15 20 25 30 35 4 en temperatur under glasfrittans sintringstemperatur, vilken temperatur är tillräcklig för att utveckla ett skikt av metalloxid på metallinläggens yta utan att sam- mansmälta glasfrittaskiktet, och att de med fritta över- dragna metallinläggen upphettas vid en förhöjd tempera- tur i en inert atmosfär för att sintra och glasa skiktet av glasfritta utan att förstöra skiktet av metalloxid.

Enligt uppfinningen âstadkommes också ett överdraget, rörformigt metallinlägg till användning vid bildning av öppningar i flerglasrutor helt i glas, vilket metallin- lägg framställts i enlighet med sättet för uppfinningen.

På ritningarna och isynnerhet fig 1 visas ett glas- överdraget, rörformigt metallinlägg 10, som används i en flerglasruta helt i glas (ej visad), vilket metallin- lägg har framställts genom det nya sättet enligt före- liggande uppfinning. Det rörformiga inlägget 10 inbegri- per allmänt ett rörformigt metallorgan ll med ett glasat skikt av glas 12, som är fritt från gasformiga inneslut- ningar och som är bundet till metallorganet ll. Den inre hâligheten hos metallorganet ll bildar den erforderliga tillträdesöppnïngen till det inre av glasrutan och kan vara tillstängd med kropp av hopsmältningsglas (ej visat) för att hermetiskt försegla glasrutans inre.

I de amerikanska patentskrifterna 3 027 607 och '3 557 400 utläres att det rörformiga metallorganet ll kan vara utformat av vissa metaller eller legeringar av så- 'dana metaller, vars värmeutvidgningsegenskaper är fören- liga med värmeutvidgningsegenskaperna hos flerglasrutans glasskivor. Så t ex har metallorgan ll av nickel-järn och nickel-järn-koboltlegeringar utnyttjats med framgång. De rörformiga organen ll iordningsställes för användning i flerglasrutan.genom att de först rengöras, varefter deras ytterytor iordningställes för att fysikaliskt mottaga ett skikt av glasfritta 13. Det inses också att de bästa resul- taten kan erhållas vid försegling av inläggen 10 i fler- glasrutan när det glasade glasskiktet l2, som är bundet på metallröret ll, har samma sammansättning som de glas- skivor som utnyttjas i flerglasrutan. I 10 15 20 25 30 så 7a11s47-9 5 .

Inledande behandling av metallröret ll krävs natur- ligtvis för att på rätt sätt iordningsställa dess ytter- yta innan glasfrittaskiktet 13 appliceras. Dylik behand- ling inbegriper konventionella kända förfaranden för grundlig rengöring av metallrörens ytor, avlägsnande av främmande partiklar därifrån, samt värmebehandling av metallorganen ll för att avkola metallen. Förutom de .förbehandlingssteg som anges i de ovannämnda patentskrif- terna, har man upptäckt att när de rörformiga organen ll trumlas i en massa av sand erhålles en förbättrad och enhetligt matt finish, som resulterar i en förbättrad fysikalisk bindning mellan de rörformiga organens ytor och det pulverformiga glasfrittaskiktet 13 (se fig 3).

En form av en trumlingsapparat som kan utnyttjas för att trumla de rörformiga inläggen i sand, visas i fig 2 och består av en kulkvarn 14 med en cylindrisk kam- mare 15, som är öppen vid en ände över vilken ett av- tagbart lock 16 är tättslutande fastsatt. Kammaren 15 är monterad på en roterbar axel 17 och diagonalt anordnad relativt därtill. Ändarna på axeln l7 är lagrade i ett par upprätta pelare 18 och axeln roteras medelst en rem- skiva 19, som drivs av en ej visad motor. Rotation av axeln 17 trumlar och agiterar innehållet i kammaren 15, varigenom skapas en kontinuerlig stötpâverkan av sanden på de rörformiga organen ll.

Efter den ursprungliga rengöringsbehandlingen appli- ceras glasfrittaskiktet l3 (se fig 3) fysikaliskt på de rörformiga organens ytteryta. Såsom beskrivs i de tidi- 'gare nämnda patentskrifterna, är en föredragen metod att applicera glasfrittaskiktet 13 på organen ll att trumla organen i en apparat, såsom den ovannämnda kulkvarnen 14, tillsammans med små glasstycken av den önskade komposi- tionen. När glasstyckena och de rörformiga organen ll har trumlats tillsammans under en tidsperiod, kommer glas- styckena att pulveriseras och de rörformiga organen be- finnes vara fullständigt överdragna med ett fint pulver- formigt skikt av glasfritta 13 på ytterytan. _ En sådan överdragningsmetod har beskrivits i de ovan- 7811347~9 10 15 20 25 30 35 6 nämnda patentskrifterna och inbegriper följande steg: l) fyllning av kammaren till en trumlingsapparat till ungefär hälften med små partiklar av solitt glas med, lämplig sammansättning; 2) tillsättning av en mängd rör- formiga organ ll till kammaren 15 och trumling under en viss tidsperiod, t ex cirka 5 h; och 3) utsortering av de med pulverformig glasfritta överdragna, rörformiga organen ll.

Sedan de rörformiga organen ll har överdragits fysi- kaliskt med glasfrittaskiktet 13 och uttagits ur kul- kvarnen l4 upphettas de överdragna rörformiga organen ll' enligt.uppfinningen på ett sådant sätt att eventuella gasformiga inneslutningar avlägsnas från glasfrittaskik- tet 13. Denna avgasning kan åstadkommas genom att införa de överdragna rörformiga organen ll' i en vakuumugn 20 (se fig 4) och upphetta den till en temperatur under sintringstemperaturen för glasfrittaskiktet 13 under en tidsperiod som är tillräcklig för att avlägsna even-w tuella lösta eller absorberade gaser från huvudmassan och ytorna hos det finfördelade frittaskiktet 13. Vid detta steg är det viktigt att avgasningstemperaturen inte- når en sådan nivå att glasskiktet 13 börjar sintra.

Såsom visas i fig 4 kan en lämplig form av vakuum- ugn 20 bestå av en kammare 21, som är öppen vid en ände, varvid ett avtagbart lock 22 är tättslutande fastsatt _ över öppningen. Locket 22 kan vara försett med en inlopps- öppning 23, som är ansluten till en ej visad vakuumpump _ för evakuering av kammaren 21. Detta steg kan utföras -genom_att träda en mängd överdragna rörformiga organ ll' på en tråd 24, uppstöda ett antal av de med rörformiga organ försedda trådarna i en ställning 25 och placera ställningen 25 i kammaren 21 till vakuumugnen 20. Man har funnet att tillfredsställande avgasning av det pulverfor- miga gasfrittaskiktet 13 erhålles genom att driva ugnen20 vid ett tryck av 0,020 mm Hg (absolut) vid en tempe- ratur av s66°c under en tia av cirka 3 n. Det sken emel- lertid påpekas att dessa parametrar för tryck, temperatur och tid kan varieras så länge ingen sintring av det pul- 10 15 20 25 _30 ö5 781-1347-9 7 verformiga glasskiktet l3 inträffar.

Efter avgasningssteget upphettas de med glasfritta överdragna, rörformiga organen ll' isen oxiderande atmos- fär för att alstra ett skikt av oxid av metallen på yt- terytan till inlägget ll. Det inses att, såsom beskrivs i den amerikanska patentskriften 3 557 400, metalloxid- skiktet verkar för att förbättra vätningen och total- bindningen hos ett sintrat glasfrittaskikt 12 till ytan på ett rörformigt metallorgan. Såsom visas i fig 5, är sålunda ytterytan hos det rörformiga organets ll vägg w försedd med ett skikt x av oxid av metallen, vartill det pulverformiga glasfrittaskiktet 13 häftar. För att erhål- la fördelarna med metalloxidskiktet x måste man vara noga med att säkerställa att det inte är så tjockt att det o flisas sönder eller så tunt att de efterföljande opera- tionerna, såsom glasning av den pulverformiga glasfrittan eller sammansmältning av det glasade inlägget l0 med fler- glasrutan, upplöser skiktet. En lämplig tjocklek på oxid- skiktet x kan erhållas genom att uppvärma det avgasade, med fritta överdragna, rörformiga~inlägget ll' vid en för- höjd temperatur i en reglerad eller syntetisk atmosfär vid atmosfärstryck, och upphetta de överdragna organen ll vid den förhöjda temperaturen under viss tidsperiod.

I enlighet därmed frigöras undertrycket i kammaren2l och en syre-kväveatmosfär med atmosfärstryck införes 1_ kammaren genom inloppsöppningen 23. Man har funnet att ett lämpligt oxidskikt x kan bildas på ytan av det rör- formiga organet ll i en atmosfär, som varierar från så litet som två procent (2 %) syre (02) och nittioåtta procent (98 %L kväve (N2) till tjugo procent (20 %) syre och åttio procent (80 %) kväve. I båda fallen höjes tem- peraturen i ugnskammaren 21 till cirka 638°C under en tidsperiod av cirka 45 min för att bilda ett oxidskikt x med önskad tjocklek på ytan av metallinlägget ll. Para- metrarna för den syntetiska atmosfären, temperatur och tid är inte kritiska så länge metalloxidskiktet x inte är så tjockt att det flisas sönder, men likväl tillräck- ligt tjockt för att skapa en god bindning mellan ytan av 7811347-9 10 l5 20 25 8 glasfrittaskiktet 13 och det rörformiga organet ll.

För att sintra glasftittaskiktet 13 på det rörfor- miga organet ll och förse det med tillfredsställande glas under betingelser, som effektivt förhindrar för- lust av metalloxidskiktet x, inbegriper uppfinningen ett ytterligare upphettningssteg i en inert eller något oxiderande atmosfär. Följaktligen kan syre-kväveatmos- _fären i vakuumugnen 20 ersättas med en ren, torr kväve- atmosfärellerkväveatmosfärmedensyrehaltavcirka0,2-O,3%.

Temperaturen i ugnen höjs till 732-8l6°C och de be- handlade inläggen upphettas under cirka 0,5 h eller tills en fullständig glasning av glasskiktet 12 sker, d v s tills glatftittaskiktet 13 övergår till ett skikt av hårt glas 12. Glasinläggen 10 kyls företrädesvis i ugnen till en sänkt temperaturnivå av cirka 26000 innan ugns- atmosfären utsläppes.

Det förmodas att de glasade metallinläggen lO, som framställts enligt uppfinningen, uppnår sina överlägsna förseglande egenskaper genom att alla upplösta och ab- sorberade gaser elimineras från den pulverformiga glas- frittan 13 innan denna befinner stånd, så att vid efterföljande läggen 10 skall installeras i en flerglasruta helt i glas, ingen skumning sker mellan inläggen och flerglasrutans sig i sitt glasade till- återupphettning när in- glasskivor.

Claims (11)

lO 15 20 25 30 35 781-13 47-9 PATENTKRAV

1. Sätt att behandla rörformiga metallinlägg av den typ, som har ett glasfrittaskikt fysikaliskt vid- häftat till sin ytteryta och som är avsedda för använd- ning vid bildning av öppningar i flerglasrutor helt i glas, k ä n n e t e c k n a t av stegen att de med fritta överdragna metallinläggen upphettas i undertryok till en temperatur, som är tillräcklig för att avlägsna varje löst och absorberad gas från glasfrittaskiktet, som fysikaliskt häftar till metallinläggen, att de över- dragna, avgasade metallinläggen upphettas i en syre- inertgasatmosfär till en temperatur under glasfrittans sintringstemperatur, varvid temperaturen är tillräcklig för att utveckla ett metalloxidskikt på ytan av metall- inläggen utan att glasfrittaskiktet sammansmälter, och att de med fritta överdragna metallinläggen upphettas vid en förhöjd temperatur i en inert atmosfär för attt sintra och glasa glasfrittaskiktet utan att metalloxid- skiktet förstöres. I

2. Sätt enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att glasfrittaskiktet avgasas vid ett tryck av cirka 0,020 mm Hg absolut.

3. Sätt enligt kravet l eller 2, n a t därav, att metallinläggens ytteryta ursprungligen utsätts för stötar från glaspartiklar för att förse me- tallinläggens yta med nämnda skikt av finfördelad glas- fritta, som är fysikaliskt häftad till ytan.

4. Sätt enligt kravet 3, därav, att metallinläggen utsätts för stötar från sand- k ä n n e t e c k n a t partiklar innan de utsätts för stötar från glaspartiklar för att iordningsställa inläggens ytor för att fysika- liskt mottaga glasfrittaskikten.

5. Sätt enligt något av kraven l-4, k ä n n e - t e c k n a t därav, att metallinläggen och glasfritta- skiktet, som är fysikaliskt häftat därtill, upphettas till en temperatur av cirka 566°C under en tid av cirka k ä n n e t e c'k - 781154e7- 9 i 10 15 20 25 19 3 h vid ett tryck av cirka 0,020 mm Hg absolut för av- gasning av glasfrittaskiktet. I

6. Sätt enligt något av kraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a t därav, att metallinläggen och glasfritta- skiktet, som är fysikaliskt häftat därtill, upphettas till en temperatur av cirka 638°C under cirka 45 min in en reglerad syre-inertgasatmosfär för bildning av ett .ogidskikt på metallinläggen.

7. Sätt enligt kravet*6, k ä n n e t e c k n a t därav, att den reglerade syre-inertgasatmosfären vari- erar från en blandning av 2 % syre och 98 % kväve till 20 % syre och 80 % kväve. 7 ' 7

8. Sätt enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t-e c k n a t därav, att de överdragna metallinläggen upphettas vid en temperatur av cirka 732-8l6°C i en inert atmosfär under cirka 0,5 h för bildning av ett glasat glasöverdrag på metallinläggen.

9. Sätt enligt något av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den inerta atmosfären för sin- tring och glasning utgöres av rent, torrt kväve. '

10. Sätt enligt något av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den inerta atmosfären för sin- tring och glasning är något oxiderande och innefattar cirka 0,2-0,3 % syre, varvid resten är rent kväve.

11. ll. Sätt enligt kravet 8, -k ä n n e t e c k n a to därav, att de glasade metallinläggen kyls till en tempe- ratur av cirka 260°C innan den inerta atmosfären utsläppes.