Способ упрочнения изделий из стекла

Способ упрочнения изделий из стекла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

«iц 5542l6

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Свита Советских

Социалистических

Республик (6,1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 23.08.74 (21) 2054931/33 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 06.07.77 (51) М. Кл. С ОЗВ 23/02

С ОЗС 17/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР йо делам изобретений и открытий (53) УДК 666,1,053.65 (088.8) (54) СПОСОБ УПРОЧНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СТЕКЛА

Изобретение относится к упрочнению изделий из стекла, например кварцевого, обладающих сжимающими напряжениями в поверхностном слое, и может быть использовано на предприятиях, производящих указанные изделия.

Известен способ создания остаточных напряжений в изделии путем изгибания материала в процессе закаливания (1).

Недостатком этого способа создания напряжений является то, что нагрев изделия до температуры закалки может вызвать внекоторых случаях изменение его физико-химических свойств, например у многих силикатных стекол, и в частности кварцевого стекла, при нагреве до температуры закалки (1500—

1600 С) кристаллизуются поверхности.

Кроме того, при упрочнении плоских изделий при нагревании до температуры закалки изделия становится пластичными и значительно изменяют свою форму под воздействием напряжений, возникающих при изгибе.

Цель изобретения — повысить степень упрочнения изделия при сохранении его первоначальной формы.

Это достигается тем, что на поверхность изделия перед нагреванием наносят покрытие из материала, в котором при нагревании напряжения релаксируют с более высокой скоростью и при более низкой температуре, чем в материале изделия. Для кварцевого стекла таким покрытием может быть покрытие на основе кварцевого стекла, например легированное кварцевое стекло или получен5 ное гидролизом тетрахлорида кремния.

Покрытие наносят любым известным способом. Оптимальная толщина покрытия 50—

150 мкм. Изделие нагревают до температуры релаксации напряжений в покрытии, изгиба10 ют и выдерживают при этой температуре до полной релаксации напряжений в покрытии.

Температурные и временные параметры зависят от вида покрываемого материала и использованного покрытия. При этом напряже15 ния в материале изделия не релаксируют или релаксируют в значительной меньшей степени. Затем изделие охлаждают и снимают нагрузку. Под воздействием упругих растягивающих напряжений в прилегающем к покрытию слое изделия в покрытии возникают сжимающие напряжения.

Пример, Создание сжимающих напряжений в поверхности диска из кварцевого стекла марки диаметром 50 мм и толщиной 5 мм.

-Ea поверхность диска наносят слой кварцевого стекла марки КСГ путем высокотемпературного гидролиза тетрахлорида кремния из паровой фазы с последующим сплавлением слоя. Температура размягчения кварцево30 го стекла марки КГС ниже, чем у стекла

554216

Составитель И. Чернявская

Редактор Э. Шибаева

Тсхред Л. Гладкова

Корректор Л. Брахнина

Заказ 1053/7 Изд. Ке 377 Тираж 582 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дела,", изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 марки КУ на 100 — 150 С, и релаксация напряжения при температуре выдержки 1000 С в стекле марки КСГ происходит на несколько порядков быстрее, чем в стекле марки КУ.

Толщина слоя покрытия 100 мкм. Диск с покрытием устанавливают в опорное кольцо, находящееся внутри печи, и нагревают до

1000 С, затем изгибают под нагрузкой 100кг, приложенной в центре диска. Образец выдерживают в нагруженном состоянии при этой температуре в течение 30 мин. Напряжения в покрытии из стекла марки КСГ релаксируют при этой температуре, в то время как растягивающие напряжения в стекле марки

КУ сохраняются практически полностью. 3атем диск вместе с печью охлаждают и нагрузку снимают. Среднее остаточное сжимающее напряжение в покрытии составляет

4 кг/мм, а прочность при изгибе возрастает с 7 до 12 — 14 кг/мм .

Предлагаемый способ позволяет упрочнить многие изделия из стекла: диски, пластины, стержни, т. е. увеличить в несколько раз их гарантированную или конструкционную прочность, тем самым уменьшить толщину изделия, снизить вес конструкции и сократить расход материала.

Нанесение покрытия, релаксация напряжений в котором происходит быстрее и при более низких температурах, чем в материале изделия, позволяет нагревать изделие, например, из кварцевого стекла до более низких температур, что делает этот способ достаточно технологичным.

10 Формула изобретения

Способ упрочнения изделий из стекла,.преимущественно кварцевого, путем одновременного нагревания и изгибания его и последу15 ющего охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения степени упрочнения и сохранения его формы, на поверхность изделия перед нагреванием наносят покрытие на основе кварцевого стекла, релаксация напряжений в котором во время температурной выдержки происходит с более высокой скоростью и при более низкой температуре, чем в материале .изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Xо 338498, кл.

С ОЗВ 27/00, 1968.