Дипломная работа: Химическая устойчивость натрий-кальциевых и химико-лабораторных стекол

Вырабатываются изделия:

диаметром 15—160мм;

высотой 25—300мм;

вместимостью 5—4500мл.

Стекломасса при свободном выдувании принимает форму шара, а при выдувании в форме — очертания внутренней полости этой формы.

Ручным и механизированным выдуванием изготавливают как тонкостенные (порядка 2 мм и менее), так и крупные, толстостенные изделия (сортовое, художественное, электровакуумное, светотехническое стекло, тара большой емкости).

Тонкостенные изделия это разнообразная столовая, химико-лабораторная и медицинская посуда, колбы для электро- и радиоламп, облегченная стеклотара, художественно-декоративные изделия для украшения интерьера, ламповые изделия, зеркала. Также тарное и сортовое стекло.

Неоценимое преимущество способов выдувания стерла - возможность формовать самые различные по виду и назначению полые изделия, однако выдувание на трубке малопроизводительно и трудно механизируемо, а способ двойного выдувания хотя и высокопроизводителен, но не обеспечивает высокого качества изделий (наличие шва от створчатых форм) и расширение их ассортимента (эффективен при выработке изделий простой формы).

1.1.5  Прессование стеклоизделий

Еще во втором тысячелетии до нашей эры из несовершенной по качеству, плохо проваренной, непрозрачной, трудно текучей вязкой стекломассы самыми примитивными приемами прессования и прокатки (раскатывания на плите) уже формовали простейшие изделия из стекла (бусы, серьги, браслеты и флаконы для косметики). Таким образом, прессование и прокатку можно считать древними способами формования стекла, (еще более ранними чем выдувание) которые, вероятно, были заимствованы из других более развитых в то время технологий (керамики, металлургии). [12]

Прессование стекломассы относится к циклическим способам формования штучных изделий и осуществляется на ручных, автоматических и полуавтоматических прессах в металлических формах под давлением. Ручное прессование применяют для формирования изделий крупногабаритной или сложной конфигурации.

Порция стекломассы, помещенная в окончательную (чистовую) форму, воспринимая давление опускающегося в нее пуансона (охлаждаемого изнутри водой), формуется в изделие заданной конфигурации, внешний контур которой определяется формой, а внутренний — пуансоном . Для формования верхнего края изделия и предотвращения выхода стекломассы из формы на нее сверху накладывают (и прижимают механизмом пресса) формовое кольцо. После короткой выдержки, необходимой для снижения деформируемости изделия, пуансон вместе с формовым кольцом поднимают в исходное положение, а изделие после охлаждения и затвердевания.

Удаляют из формы посредством поддона — выталкивателя.

Прессование ведут в неразъемных или раскрывных (створчатых) формах, когда прессуют сложные асимметричные изделия. Неразъемных и раскрывные формы выполняются из легированной стали или чугуна, внутри поверхность форм полируется и смазывается. Изделия прессуются металлическими кернами, которые определяют внутреннюю конфигурацию изделия.

Сверху формы закрываются горловым кольцом для фиксации края изделия. При использовании нераскрывных форм в нижней части устанавливается подвижный поддон, при помощи которого при окончании прессования изделия извлекают из форм.

Прессование весьма распространено, механизировано, поскольку это простой, надежный и высокопроизводительный способ формования разнообразного ассортимента сплошных (массивных) или полых изделий с точно регулируемыми размерами:

- диаметром 10—650мм,

- высотой 10— 350мм,

- толщиной 3—50мм,

- массой 0,02—15кг.

Прессованные изделия легко отличаются от выдутых характерными мелкими неровностями на поверхности, в том числе и на внутренней. Изделия имеют плоскую, цилиндрическую, коническую форму, расширяющуюся в верхней части. Толщина стенки более 3мм. На поверхности можно заметить швы - место соединения частей разъемных форм. Изделия получаются более толстостенными, менее прозрачными, имеют рельефные украшения. Некоторое однообразие прессованных изделий стремятся преодолеть за счет создания легкого рельефного узора на поверхности (фактурный пресс), прессования без верхнего кольца, позволяющего получить разный у каждого изделия свободно сформированный край, сочетания прессования и гнутья (пресс-моллирование).

К недостаткам данного способа относятся невозможность получения изделий с тонкими стенками (менее 2мм) и невысокое качество их поверхности (кованость, тонкая матовость), обусловленное ее резким охлаждением и твердением в ходе прессования.

Недостатки прессованных изделий:

1.  Большая толщина стенок,

2.  Наличие швов,

3.  Невысокое качество поверхности,

4.  Нечеткий рисунок.

Преимущества прессованных изделий:

1.  Дешевизна производства

2.  Высокая прочность (13)

Таким методом получают строительное, строительно-архитектурное (строительные блоки, плитки) и светотехническое стекло (колпаки), тарное и сортовое стекло (посуда, стеклотара), и также экраны кинескопов и изоляторы.

1.1.6  Прессовыдувные изделия

Прессовыдувание характеризуется тем, что формование изделий проходит две стадии: их формуют в пресс-форме, и в горячем виде — воздухом. Например:

1) стеклянные банки, полость сосуда выдувается, а его горлышко подвергается прессованию;

2) рюмочные изделия - чашу выдувают, а донышко и ножку прессуют и сваривают с чашей.

Это процесс циклического формования полых штучных изделий—преимущественно широкогорлой (диаметр горла более 30мм) толстостенной стеклотары самого разнообразного назначения и видов (банки, бутыли и пр.) диаметром 30—170мм, высотой 50—290мм и вместимостью 0,1—5л.

Способ прессовыдувания совмещает в сущности два процесса прессование из капли стекломассы горла и пульки будущего изделия в черновой форме с помощью пуансона, формового кольца и горловой формы и последующее выдувание пульки до требуемой конфигурации изделия в чистовой форме.

Прессовыдувание - эффективный способ формования, который интенсивно развивается и распространяется в производстве узкогорлых полых тонкостенных изделий -облегченной стеклотары, посуды и пр.

Недостатком данного способа является известная сложность процесса и его аппаратурного (формового) выполнения, однако он обеспечивает точное регулирование толщины выдуваемых изделий. [12]

Прессовыдуванием изготовляют стаканы и разнообразную посуду сложных форм — графины, флаконы, рюмочные изделия и др.

1.1.7  Термическая обработка стеклоизделий по режиму ОАО «Дружная горка»

В стекле при нагревании, охлаждении, механическом воздействии возникают внутренние напряжения. Напряжения могут быть временными и остаточными. Временные напряжения исчезают при охлаждении стекла. Остаточные напряжения остаются в стекле и значительно снижают их характеристики: резко снижается прочность стеклянного изделия, стекло делается неизотопным, т. е. свойства в разных направлениях стеклянной массы делаются разными.

Для ликвидации остаточных напряжений применяют отжиг стекла. Отжиг —это специальная термическая обработка всего стеклянного изделия, заключающаяся в нагревании до такой температуры, при которой частицы стекла становятся подвижными, но стекло еще не размягчается, и медленном охлаждении. Напряжения исчезают тем быстрее, чем меньше вязкость стекла. Например, при вязкости в 1-Ю13 —2,5-1013П напряжения исчезают за 7—15 мин, а при вязкости в 4-10|4П—за 4 ч.

Температуру, соответствующую вязкости 1-1013П, называют верхней температурой отжига. Температуру, соответствующую вязкости около 1015П (при такой вязкости практически напряжения не возникают), называют нижней температурой отжига. Весь процесс отжига делится на четыре стадии.

Первая стадия — нагревание или охлаждение до температуры отжига. Если изделие имеет комнатную температуру, то его постепенно нагревают, если же оно разогрето выше температуры отжига данного стекла, то его охлаждают до температуры отжига.

Вторая стадия — выдерживание при температуре отжига j(5-10)°C до исчезновения напряжений. Чем больше размеры изделия и толщина стенок, тем длительнее выдержка его при температуре отжига.

Третья стадия —медленное охлаждение до нижней температуры отжига. Самое главное —охлаждать с достаточно малой скоростью, чтобы не возникли новые постоянные напряжения.

Верхняя температура отжига молибденового стекла (С49-2) находится при 535—540 СС, до этой температуры его нагревают на первой стадии отжига и выдерживают; на третьей стадии это стекло медленно охлаждают до 410 °С —нижней температуры отжига.

Четвертая стадия — охлаждение до комнатной температуры. При падении температуры ниже нижней температуры отжига напряжений в изделии не возникает, поэтому охлаждение на данной стадии может проходить с достаточно большой скоростью, практически со скоростью остывания печи.

Скорость нагревания на первой стадии и охлаждения на четвертой определяется размером и толщиной стенок изделий.

1.1.8  Анализ ассортимента изделий из известково-натриевых и известково-калиевых стекол

Ассортимент стеклянных товаров достаточно динамичен и изменяется в связи с постоянным развитием науки, состоянием технологии производства, характером потребительского спроса, сменой стилевых направлений.

Ассортимент изделий бытового назначения классифицируют по назначению и условиям эксплуатации, составу и окраске стекла, методу формования и характеру термической обработки, видам (наименованиям), размерам, фасонам изделий, методам и сложности декорирования, комплектности.

По назначению бытовые товары подразделяют на посуду и декоративные изделия для сервировки стола и украшения интерьера, хозяйственную посуду для хранения пищевых продуктов и домашнего консервирования, кухонную посуду для приготовления пищи, ламповые изделия (столовые лампы, ламповые резервуары, ламповые стекла) и зеркала.

По составу стекла различают посуду из натрий – кальций - силикатного, специального бытового и хрустального стекла.

Столовую посуду изготовляют из натрий – кальций - силикатного стекла, хрусталя различных видов, а также из глушенного боросиликатного стекла; хозяйственную посуду — из натрий – кальций - силикатного стекла с добавками, повышающими химическую и термическую устойчивость; кухонную — из специального бытового стекла и ситаллов.

По окраске различают посуду из стекла бесцветного, цветного (окрашенного в массе) и накладного (двух- и многослойного). Названия цветным стеклам дают по цветовому тону (желтые, зеленые, розовые и т.д.), по природе красителя (кобальтовые, марганцевые), по аналогии с драгоценными камнями: рубины (красные), топазы (желтовато-коричневые), сапфиры (светло-синие), смарагды (светло-зеленые).

По способу формования различают посуду ручного, свободного, машинного выдувания, прессованную, прессовыдувную, многостадийного формования, молнированную, центробежной выработки.

По способу термической обработки различают посуду не упрочненную, т. е. отожженную, и упрочненную закалкой.

Подавляющую массу изделий из сортового стекла и все хрустальные изделия выпускают отожженными. [1]

Закалка состоит в нагревании изделий до 700 °С и последующем быстром и равномерном охлаждении обдуванием воздухом. При этом в стекле возникают высокие, равномерно распределенные остаточные напряжения, повышающие прочность к удару в 5 — 8 раз, а термостойкость — в 2 — 3 раза. Упрочняют закалкой некоторые виды прессованной столовой посуды и кухонную посуду из жаростойкого боросиликатного стекла.

По размерам посуду подразделяют на мелкую, среднюю, крупную, особо крупную. Размер изделий характеризуется диаметром, длиной или высотой, а размер полых изделий — вместимостью.

По способу украшения различают посуду гладкую и декорированную. Декорированную посуду в зависимости от характера, сложности и художественных достоинств разделок делят на групповую и внегрупповую. Разделки групповой выдувной посуды из сортового бесцветного стекла подразделяют на 1—7-ю группы, из цветного стекла — на 3—8-ю, из накладного стекла — на 4—8-ю группы. Разделки хрустальных изделий относят к 4—10-й группам сложности. [2]

В группу объединяют рисунки одинаковой сложности, но различного сюжета. Их обозначают трехзначными номерами, в которых цифра сотен указывает на номер группы.

Вне групповые изделия характеризуются оригинальностью форм, сложными, часто комбинированными рисунками высокой художественной ценности. Они индивидуальны для продукции каждого завода.

Многие изделия с индексом «Н» и реализуемые по договорным ценам относят к вне групповым.

Разделки прессованных изделий на группы сложности не подразделяют.

Современные тенденции в декоре стеклянной посуды — расширение гаммы цветных стекол, комбинация в накладе цветного и слабо заглушенного стекла, контрастные сочетания в рисунке элементов алмазной грани, матовой гравировки, люстра, широкое использование рисунков деколи и шелкографии различного сюжета, живописных разделок красками и золотом, часто в комбинации с матированием. По-прежнему популярны гутные разделки и изделия.

По комплектности различают штучные изделия, наборы (включают изделия одного вида — набор стаканов и т.д.), приборы (содержат изделия разных видов одного назначения) — для воды, варенья, крюшона, туалетные и др. Изделия комплектов характеризуются единством художественно-конструктивного решения.

Современная промышленность, как отечественная, так и зарубежная, выпускает самую разнообразную посуду из стекла. Ассортимент крупных производителей посуды может насчитывать сотни наименований различных изделий. Современное товароведение классифицирует подобные стеклянные товары сразу по нескольким признакам:

- по виду стекла (изделия из обычного, окрашенного, жаростойкого, хрустального стекла);

- по способу выработки (прессованные, выдувные, прессовыдувные изделия);

- по назначению (бытовая, хозяйственная, кухонная посуда, художественные изделия);

- по видам (кружки, тарелки, стаканы, фужеры, рюмки, бокалы, вазы и многое другое);

- по фасонам, которые определяются формой корпуса;

- по особенностям конструкции (с ручкой, на ножке и другие);

- по форме (полая и плоская).

- по размерам (таблице №1.2.);

Таблица №1.2. Параметры изделий из стекла [17]

- по емкости в кубических сантиметрах, высоте и диаметру (для ваз);

- по характеру и сложности украшения (украшения, наносимые в процессе производства и украшения, наносимые на готовые изделия).

- по комплектности (пара, набор, прибор, сервиз, гарнитур).

Ассортимент бытовой посуды можно отразить так:

а) столовая;

б) чайно-кофейная;

в) кухонная;

г) хозяйственная.

К столовой посуде относятся: блюда, вазы, салатники, масленки, селедочницы, стаканы для вина, воды, минеральных вод, напитков, соков, графины для вина н воды, кувшины, рюмочные изделия, кружки, наборы, и др. Широкое применение нашла цветная стеклянная столовая посуда (при ее изготовлении в стекломассу добавляют красящие вещества — люстрин, кобальт и др.). Внешне эффектная, обладающая высокими эстетическими достоинствами, эта посуда может стать органической частью оформления интерьера. Технология изготовления стекла значительно проще, чем хрусталя; стеклянная посуда дешевле и поэтому рекомендуется для применения в повседневной домашней практике.

Кухонной является посуда из жаростойкого стекла и ситаллов представлена кастрюлями различной вместимости, формами для запекания, жаровнями, сковородами.

1.1.9  Состав и свойства стеклянной продукции

Основными видами обыкновенных стекол в зависимости от названия главного стеклообразующего оксида - являются известково-натриевое, известково-калиевое, известково-натриевое - калиевое.

Фосфатные и боратные стекла используют главным образом в технических и специальных целях. Смешанные стекла, например боросиликатные, применяются для получения термически устойчивых изделий (кухонная посуда), в оптике и для других целей.

Одной из разновидностей специальных стекол является ситаллновый класс материалов, полученный направленной кристаллизацией стекол специальных составов и обладающий рядом специфических свойств.

Силикатные стекла включают такие разновидности как:

- известково-натриевые Na2O · CaO · 6SiO2 (для оконного стекла, стеклотары, частично посуды);

- известково-калиевые K2O · CaO · 6SiO2 (для производства бытовой и химической посуды);

- хрустальные стекла PbO · CaO · 6SiO2 (свинцовые и бессвинцовые - бариевый хрусталь) цветные стекла имеют в своем составе различные оксиды металлов, которые окрашивают стекла в различные цвета и оттенки (по таблице). Например, СоО дает интенсивный синий цвет (кобальтовый), сапфир - синий малой" интенсивности СиО 1-2%; Рубин золотой - АиСl3 частицы 5-10мкм; Рубин медный - Аи Сl3 частицы 10-13мкм; Топаз - золотисто-желтый с оттенками (оксид селена); Желтый - чистого желтого тона –(оксид церия); Зеленый - чистого зеленого тона, оксид урана, 4,5 оксида меди; и т.д.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12