Термич.обработка стекла:отжиг и закалка.
Отжигом стекла называется термическая обработка, при которой внутренние остаточные напряжения удаляются или уменьшаются до допустимых пределов, зависящих от назначения изделий и условий их работы. Процесс отжига включает следующие стадии: 1) нагрев (или охлаждение) изделия до температуры отжига; 2) выдержка при температуре отжига до практически полного удаления напряжений; 3) ответственное охлаждение — медленное охлаждение до низшей температуры отжига, предохраняющее стекло от возникновения остаточных напряжений, превышающих допустимые; 4) быстрое охлаждение изделия до комнатной температуры. Режим отжига стеклоизделий определяется свойствами стекла, формой и размерами изделий, технологией их изготовления, конструктивными особенностями печи отжига. Параметры отдельных этапов отжига (температуры, продолжительности, скорости нагрева) выбирают исходя из допустимого для каждого конкретного изделия напряжения на основе законов возникновения, распределения и релаксации напряжений. Нагрев стекла до температуры отжига (I этап отжига) проводится с максимальной скоростью, ограниченной возможностью разрушения изделия. Возникающие при быстром нагреве временные термоупругие напряжения накладываются на остаточные напряжения, образовавшиеся в изделии при его формовании, и могут превысить предел прочности стекла. Разрушающие напряжения без учета их знака условно принимают равными 70 МПа. Выдержка при температуре отжига (II этап) приводит к выравниванию температур в изделии и релаксации имеющихся в нем остаточных напряжений. Температуру выдержки в зоне отжига Тот выбирают таким образом, чтобы предотвратить деформацию изделий (ниже Тв), но обеспечить достаточно высокую скорость релаксации напряжений (выше Тн). Обычно время релаксации напряжений при температуре отжига — от 3 до 20 мин, т. е. Тот близка к Тв. Ответственное (медленное) охлаждение (III этап отжига) является важнейшей его стадией, поскольку именно на ней в изделии могут вновь образоваться постоянные напряжения. Допустимые остаточные напряжения в изделиях различного типа по ГОСТам и ТУ соответствуют разности хода лучей А, нм/см: оптические стекла 2—50; полированное стекло, полученное методом плавающей ленты, 25—30; листовое стекло, полученное методом непрерывного проката, 20—60; листовое стекло ВВ 20—95; стеклянная тара 50—400; закаленное листовое стекло 1350—2400. Быстрое охлаждение стекол ниже Тн (IV этап отжига) проводится со скоростью, лимитируемой только возникающими временными термоупругими напряжениями, т. е. термостойкостью изделия. На этой стадии — от Гн до комнатной температуры — вероятность релаксации термоупругих напряжений и появления остаточных напряжений пренебрежимо мала. Следует отметить, что в промышленных условиях температура в отжигательных печах изменяется настолько плавно, что четкое разграничение этапов отжига отсутствует. Закалкой называется процесс создания в стекле значительных постоянных внутренних напряжений путем быстрого охлаждения стекла от температуры, лежащей выше температуры стеклования. Образующиеся при такой обработке напряжения сжатия в поверхностном слое стекла существенно повышают его механическую прочность и термостойкость. Прочность закаленного стекла в 4—6 раз превышает прочность отожженного. Основной причиной этого является создание в поверхностных слоях стекла напряжений сжатия. Характер влияния толщины стекла на его прочность зависит от степени закалки. Прочность стекол, закаленных на воздухе, определяется главным образом остаточными напряжениями и поэтому растет с увеличением толщины стекла (как и напряжения). Прочность интенсивно закаленных стекол, как правило, падает с увеличением толщины, несмотря на рост напряжений сжатия. Это, с одной стороны, связано с более сильным снижением Ro толстых стекол, а с другой — с ростом глубины образующихся трещин (опасности дефектов) при увеличении толщины и интенсивности охлаждения стекла. ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|