Отжиг стеклоизделий

  • Муфельная отжигательная печь
  • Быстрое охлаждение отформованного стеклоизделия может привести к созданию в нем внутренних напряжений. Эти напряжения возникают потому, что при быстром охлаждении нагретого стекла его наружные слои остывают быстрее, чем внутренние. В результате наружные слои стремятся к сжатию, в то время как более нагретые внутренние препятствуют этому. Когда процесс охлаждения заканчивается и температура наружных и внутренних слоев выравнивается, внутренние напряжения могут остаться (тогда они называются остаточными) или исчезнуть (такие напряжения называются временными).
    Остаточные и временные напряжения возникают при разных температурах охлаждения стекла. Остаточные, или как их еще называют постоянные, возникают в стекле в процессе его перехода из пластичного в хрупкое, т. е. твердое состояние. Временные напряжения образуются в процессе дальнейшего охлаждения уже твердого стекла.
    Как временные, так и остаточные напряжения в изделиях нежелательны. Остаточные напряжения, как правило, служат причиной разрушения изделий при механической обработке последних или воздействии на них внешних нагрузок.
    На возникновение напряжений влияют различные факторы, например скорость охлаждения изделий, их массивность. Так, при медленном и равномерном охлаждении изделия напряжения в нем почти не возникают и, наоборот, чем быстрее остывает изделие, Тем больше в нем возникают напряжения. В массивных фигурных изделиях чаще возникают напряжения, чем в маленьких и простых по форме.
    Для того чтобы в изделии не было опасных для эксплуатации напряжений, его подвергают тепловой обработке — отжигу.
    Стекло может разрушиться, если остаточные напряжения в нем достигают 700 кгс/см2. В процессе отжига эти напряжения снижаются до 35 кгс/см2, т. е. до 5%.
    Для каждого вида стекла в зависимости от его конфигурации и химического состава устанавливают свой режим отжига. Для этого определяют прежде всего температурный интервал, в котором могут возникнуть или исчезнуть остаточные напряжения. Этот интервал, называемый зоной отжига стекла, ограничивается высшей и низшей температурой отжига.


    Под высшей температурой отжига подразумевают ту температуру, которая отвечает вязкости стекла 1013 П. При этой температуре напряжения в стекле уменьшаются в 10 раз за  время,  равное 5 мин. Эта температура соответствует границе хрупкого состояния стекла. Под низшей температурой отжига подразумевают температуру при которой вязкость стекла соответствует 1015 П. При этой температуре напряжения уменьшаются в 10 раз за время, в 100 раз большее, чем при верхней температуре отжига, т. е. за 500 мин. Разница между высшей и низшей температурами отжига для обычных стекол составляет 100° С,   а для оптического стекла — 150° С. Процесс отжига стекла состоит из четырех стадий (рис. 18).


    Рис. 18. Графики отжига: а — штучных изделий, б — листового стекла; I—IV — стадии отжига

    I стадия — предварительный нагрев или охлаждение (отрезок I). Изделия доводятся до заданной высшей температуры отжига со скоростью, не вызывающей их разрушения. II стадия — выдержка при постоянной температуре (отрезок II). Изделия выдерживают при высшей температуре отжига в течение времени, достаточного для заданного уменьшения напряжений. III стадия — медленное охлаждение (отрезок III). Изделия охлаждаются с достаточно малой скоростью, не допускающей возникновения новых остаточных напряжений, превышающих заданные. IV стадия — быстрое охлаждение (отрезок IV). Изделия охлаждаются со скоростью, обеспечивающей допустимые временные напряжения.
    Температура, скорость охлаждения и продолжительность каждой стадии зависят от вида изделия, его конфигурации, химического состава. Поэтому для каждого производственного процесса устанавливают свой особый режим отжига.
    При отжиге листового стекла, вырабатываемого машиной ВВС, II стадия отсутствует. При изготовлении стеклоизделий большое значение имеет контроль качества отжига. Методы контроля качества отжига основаны на том, что в стекле под действием внутренних напряжений возникает двойное лучепреломление, которое проявляется в виде окраски при просмотре в полярископе.


    Производство стекла


    © Stroitelstvo-New.ru 2006-2015 Копирование без прямой ссылки запрещено | Политика конфиденциальности | Написать администратору |