при какой температуре закаляют стекло

Технология закалки стекла

Технология закалки стекла — способ увеличить механическую прочность и термостойкость материала. В среднем он становится в 5–7 раз прочнее обычного, и способен выдержать скачки температуры в диапазоне от 60 до 300 °C.

Основной метод — термический, предполагающий нагрев до 650–680 °C, после которого лист равномерно и быстро охлаждается воздухом сразу с двух сторон. Такая процедура создает остаточные механические напряжения в поверхностных слоях.

Существует химическая закалка стекла, основанная на замещении малых ионов натрия большими ионами калия. Однако этот способ сегодня не слишком востребован.

Преимущества закаленного стекла

Преимущества закаленного стекла:

Применение закаленного стекла

Применение закаленного стекла охватывает самые разные сферы. Из данного материала изготавливают:

Процесс закалки стекла

Основные этапы

Процесс закалки стекла, предусматривающий термическую обработку для создания поверхностного напряжения, включает 3 основных этапа.

Оборудование для закалки стекла

Оборудование для закалки стекла — специальные печи, имеющие ряд конструктивных особенностей:

Самыми современными являются горизонтальные печи закалки, оснащенные принудительными конвекторами и защитой стекла от термического шока (закрытые нагревательные элементы).

Закалка стекла в домашних условиях

Особенности

Сразу стоит оговориться: полноценная закалка стекла в домашних условиях, эквивалентная заводской, невозможна.

Однако существует два метода, с помощью которых можно получить некий упрощенный аналог.

Проблемы при закалке стекла

Проблемы при закалке стекла дома связаны с риском, что материал лопнет. Работая по методу отпуска, потребуется соблюдать 2 правила:

Источник

Что такое закаленное стекло и как его делают

Эксперименты по упрочнению стекла увенчались успехом еще в начале 20 века и разработанные технологии нашли свое применение в различных областях промышленности. Стекло после закалки получает новый набор качеств, сохраняя преимущества обычного стекла, чем и объясняется стабильное увеличение спроса на данную продукцию.

Что такое закалка стекла?

Закалкой стекла называют технологию обработки, включающую в себя термическое, химическое или комбинированное воздействие на материал, результатом которого становится повышение его прочностных характеристик.

Для закаливания подходит обычное (сырое) стекло. Под воздействием химикатов или нагрева с последующим быстрым охлаждением изменяются его физические свойства: во внутренних слоях появляется напряжение растяжения, а во внешних – напряжение сжатия. Благодаря упрочению материала, расширяется область его применения и повышается безопасность использования.

Какие свойства приобретает стекло при закалке?

Закаленное стекло (сталинит) проходит более длительный технологический цикл, что повышает его стоимость. Но это вполне обосновано, поскольку закалка придает стеклу уникальные свойства:

Преимущества закаленного стекла

Закаленное стекло объединяет в себе все достоинства обычного сырого стекла и свойства, приобретенные после закалки, а именно:

ВНИМАНИЕ! Прочность на изгиб, растяжение и сжатие у закаленного стекла сопоставима с показателями стали.

При использовании сталинита в составе триплекса многократно увеличиваются его прочностные характеристики, звукоизоляция и энергосберегающие свойства. Также повышается уровень безопасности при разрушении, что обосновано тем, что между слоями каленого стекла расположен полимер, который удерживает на себе осколки, не давая им разлетаться в стороны.

У закаленного стекла есть и небольшой недостаток, а именно: после закалки его нельзя резать или сверлить – это приводит к его разрушению. Несколько иная ситуация со стеклом, упрочненным химическим путем. Стекло, прошедшее ионообменное упрочение, можно разрезать. Но следует учитывать, что область около 2 см от места реза становится менее прочной.

Технологии изготовления закаленного стекла

Закалка стекла осуществляется посредством термического или химического воздействия.

Метод термообработки

Чаще других используется термический способ закаливания, который включает в себя три последовательных этапа:

Нагрев происходит в горизонтальных или вертикальных печах, а вот для охлаждения используют различные варианты:

Закалка стекла в жидкой среде более эффективна, поскольку скорость отдачи тепла выше, чем при воздушном обдуве.

Химический метод

Альтернативным методом упрочнения стекла является ионообменный. Суть метода состоит в том, что при погружении стекла в расплав соли щелочного металла, ионы калия из расплава замещают ионы натрия с поверхностного слоя стекла. Такую процедуру проводят при температуре 420 °C, что ниже температуры отжига стекла.

После химической закалки стекло приобретает повышенную прочность, но остается опасным при разбивании, разлетаясь на острые удлиненные осколки, по форме напоминающие поплавки. Поэтому изделия, упрочненные ионообменным методом, применяют только при условии их последующего ламинирования.

Поиск наиболее эффективных методов упрочнения стекла продолжается. Ученые используют методы травления, ионного обмена и закалки в различных комбинациях, некоторые из которых показывают хорошие результаты и в перспективе могут быть использованы для массового производства.

СПРАВКА! Отжиг – один из видов термообработки стекла, который заключается в нагреве материала до температуры, при которой стекло достигает граничного состояния между твердым и вязким, после чего его медленно охлаждают. Температура отжига сырого стекла варьируется в пределах от 470 до 530 °C.

Оборудование для закалки

Выбор оборудования зависит от выбранной технологии изготовления стекла. Для наиболее распространенного способа – термической закалки – удобнее всего использовать производственную линию, включающую в себя несколько элементов:

ВНИМАНИЕ! Если закалка выступает отдельным технологическим процессом, то дополнительно понадобится моечно-сушильная машина для обеспечения чистоты сырого стекла.

Область применения

Благодаря свойствам, которое приобретает стекло после закалки, расширяется сфера его использования, в частности, сталинит:

СПРАВКА! Посуда из сталинита обладает функциональностью и долговечностью. Яркий образец такой посуды – граненый стакан. Он не обладает изяществом бокалов, но значительно прочнее при ударах и температурном воздействии.

Как отличить закаленное стекло от обычного?

Разница между обычным и каленым стеклом очевидна при разбивании, но можно обойтись и без кардинальных методов. Для определения вида стекла испробуйте один из способов:

Можно ли закалить стекло в домашних условиях – особенности, проблемы

Без мощного специализированного оборудования достичь результатов, аналогичных закалке в условиях промышленного производства, невозможно. Но можно добиться улучшения прочностных характеристик.

Метод отпуска применяют для упрочнения стеклянной тары – стаканов, банок, бутылей, чашек. Для этого придерживаются последовательности действий:

После такой процедуры закаленным стекло не станет, но прочность и термоустойчивость изделий повысится.

ВНИМАНИЕ! Температура кипения соленой воды немного выше, чем пресной. При добавлении 40 грамм соли на литр воды, температура кипения увеличивается на 1 градус.

Встречаются рекомендации использовать для закалки плавиковую кислоту. Но без специальных навыков и защитного костюма – это небезопасная процедура. Стекло, упрочненное методом вытравливания плавиковой кислотой, действительно становится прочнее по многим параметрам, но даже при незначительном повреждении рассыпается в пыль или на множество мелких осколков. Поэтому изделие после травления нужно обязательно ламинировать.

Еще один способ связан с использованием муфельной печи. Он подойдет тем, у кого есть к ней доступ, например, работникам лабораторий. Для охлаждения изделий подойдет минеральное масло. Покупать такое оборудование для разового или нерегулярного применения нецелесообразно, так как дешевле обойдется приобретение готового изделия из сталинита.

В домашних условиях любые действия по упрочению стекла можно осуществить только с небольшими по размерам изделиями. Чтобы закалить даже обычное оконное стекло, нужно мощное профессиональное оборудование

Заключение

У закаленного стекла много преимуществ, но от обычного стекла его отличают прочность, термостойкость и безопасность. Сложность, габариты и дороговизна оборудования не рассчитаны на работу в домашних условиях. Лучший выход – обратиться в компанию, занимающуюся производством каленого стекла. Так вы получите качественную продукцию с нужными параметрами и по доступной цене.

Источник

Закалка стекла: технологии и методики производства

Преимущества закаленного стекла

Преимущества закаленного стекла:

Применение закаленного стекла

Применение закаленного стекла охватывает самые разные сферы. Из данного материала изготавливают:

Как изготавливают сталинит

Некоторые наши клиенты не знают, что значит закаленное стекло. Поэтому стоит рассмотреть процесс изготовления такой продукции подробнее. Эти запчасти проходят специальную закалку. Для того, чтобы их закалить, нужно нагреть деталь до очень высокой температуры. Она может достигать 680 градусов. Затем автостекла для иномарок и российских машин быстро охлаждают методом обдувания холодным воздухом. В процессе охлаждения формируется напряжение сжатия на поверхности запчасти. Оно увеличивает механическую прочность материала и его устойчивость к перепадам температур.

Некоторые производители тонируют готовую продукцию, но не больше 5% затемнения. Поэтому определить на глаз оттенок тонировки достаточно сложно. Если вы не знаете, как проверить цвет запчасти, возьмите лист белой бумаги и подложите его под стеклянную деталь. Бумага сразу же приобретет бледно-голубой или светло-зеленый оттенок.

Очень высокая прочность — основное отличие закаленного стекла от обычного. По этой причине материал используется не только в автомобильной промышленности. Из него делают:

Оборудование для закалки стекла

Закаленное стекло — всегда востребованный материал. Ему находят применение в архитектуре, транспорте, производстве потребительских товаров (бытовая техника, электроника, осветительные приборы и декор). Автоматизировать производство и точно контролировать качество готовой продукции помогут профессиональные печи для закалки стекла.

Из каталога VEGA вы можете выбрать оборудование ведущего китайского производителя Gangxin. Оборудование компании обеспечивает полный цикл автоматического выпуска тонкого закаленного стекла с высокой энергоэффективностью и производительностью. Данную продукцию можно приобрести во всех регионах России через ближайшие филиалы VEGA. Также доступна доставка заказов по СНГ.

Принцип работы

Большинство установок для закаливания представляют собой единую систему из транспортировочного конвейера, секций нагрева, закалки и охлаждения. Роликовый транспортёр приводится в движение сервоприводами с гибкой регулировкой частоты и скорости. У установок для моллирования стекол есть также дополнительная формовочная секция, следующая за нагревательной камерой.

В основе процесса закалки стоит нагрев стеклянной заготовки до 650-700 °С. Прогревается она с обеих сторон с последующим охлаждением. Для равномерного прогрева загруженного листа горячий воздух от ТЭНов распределяется обдувочными вентиляторами. Охлаждение готового изделия также воздушное.

Стекла после закалки примерно в 5-10 раз прочнее обычных, и, что немаловажно, травмобезопасны. Закаленное стекло разбивается на мелкие фрагменты в виде гранул с гладкими краями, о них практически невозможно пораниться.

Для закалки плоских стекол

Универсальны, т.к. подходят для загрузки изделий размером от 50×100 мм до 3500×8000 мм. Обладают внушительной производительностью, вплоть до 400 м²/ч. В зависимости от конструкции, используют конвекционное охлаждение от вентиляторов или обдувку сжатым воздухом от компрессора. Все модели данного типа могут работать низкоэмиссионным (энергоэффективным стеклом).

Для закалки изогнутых стекол

Применяются для изготовления стекол, монтируемых на транспорте, а также декоративных и фасадных. В зависимости от ориентации гибочных валов, встречаются модели продольной и поперечной гибки. Также данные машины могут гнуть края листа ассиметрично (с одной стороны) или симметрично (с двух).

Толщина заготовок для последующей гибки ограничена 4-12 мм, площадь также меньше, чем в плоских закалочных печах — не выше 3000×5000 мм. Средняя производительность печей для закалки изогнутых стекол составляет 50 загрузок в час.

Комбинированные

Сочетают преимущества 2 предыдущих типов, но применяются исключительно для обработки тонких листов до 6 мм в высоту.

С двойной камерой нагрева

Для них характерна максимальная производительность. Данные машины производят в 1,6-1,8 раз больше продукции, чем стандартные печи для плоских стекол. Чаще используются для обработки листов большой толщины.

С двойной конвекцией

Модификация конвекционных печей для выпуска больших объемов энергосберегающих стекол. Вмещают столь же крупные по площади заготовки. Отлично подходят для закалки листов, применяемых в фасадном остеклении, стеклянных навесах и крышах.

Технология изготовления закаленного стекла

Технология закалки стекла предполагает выполнение двух ключевых процессов. Вначале материал обжигают в печи до размягчения. После чего охлаждают под струями воздуха, который подается равномерно с нескольких сторон. Опишем процесс подробнее.

Чтобы закалить обычное стекло чаще всего применяют воздух, поступающий из воздухоструйной решетки. Есть и другие способы, например, ионная закалка, когда стекло помещается в специальную камеру, где происходит ионный обмен. В данном случае температура вообще не играет никакой роли в отличие от воздушной закалки.

Закаленное стекло vs обычное: основные отличия

Основные отличия касаются не внешнего вида, а свойств материала. Он становится более устойчивым к любым механическим воздействиям и температурным перепадам. При этом визуально стекло остается таким же — оптические свойства изделий сохраняются на 99 %.

Изображение №1: так выглядит закаленное и обычное стекло при разрушении

По этой причине отличить закаленное стекло от обычного по внешним признакам практически невозможно. Самые простые способы — посмотреть на поверхность под мощным источником света (отблеск на плоскости будет слегка рябить) или разбить (отсутствие острых осколков говорит о том, что материал подвергался закаливанию).

Изображение №2: как ведет себя обычное и закаленное стекло при механических повреждениях

Характеристики материала

Как закалить стекло в домашних условиях

Закалить стекло в домашних условиях, если, конечно, у вас нет муфельной печи и мощной вентиляционной установки, не получится. Можно только немного повысить прочностные свойства изделий. Для этого есть два способа: использование специальной пленки и отпуск. Коротко об обеих методиках.

Как видите, речь не идет о процессе закалки. Только о незначительном повышении прочностных свойств некоторых изделий.

Обязательное оборудование

Чтобы сделать закаленное стекло в домашних условиях, потребуется мощное промышленное оборудование: муфельные печи и вентиляторы. Их покупка для разового применения нерациональна, поскольку готовый материал обойдется дешевле расходов на его изготовление.

Фотография №1: муфельная печь для закалки стекла

Обратите внимание! Просверлить закаленное стекло в домашних условиях или разрезать готовый лист тоже не получится. Вся обработка проводится предварительно, до закалки. В противном случае возможно образование трещин и сколов на листе.

На производстве используют мощные установки, рассчитанные на закалку полотна размерами до 6000*3210 мм. Печи марки Keraglass имеют камеры предварительного нагрева и конвекции. В камере предварительного нагрева постепенно увеличивают температуру стекла до 300 градусов. Затем материал попадает в камеру основного нагрева, где доходит до 700 градусов. Завершается процесс принудительным охлаждением. Наличие особых сканеров и ИК-датчиков позволяет оценить области прогрева.

Фотография №2: промышленная печь для закалки стекла

Расход материала

Закаленное стекло изготавливают из листов обычного. При обработке объем первоначального сырья сохраняется. Таким образом, из 1 кв. метра стекла можно изготовить 1 кв. метр закаленного. Также закаливание не влияет на оптические свойства и внешний вид полотна.

Как правильно закалить стекло: полезные рекомендации

Производство закаленного полотна имеет свои нюансы. Если не соблюдать их, возможно разрушение материала.

Почему не стоит делать закалку самостоятельно?

Сама процедура закаливания выглядит очень сложной. Однако перед работой на производстве материал также проходит предварительную подготовку. Незнание технологических процессов способно свести результат работы на нет. Итак, что происходит на производстве.

Обратите внимание! Отполировать закаленное стекло, которое прошло весь технологический цикл, также не получится. Велик риск повреждения полотна.

Как видите, есть слишком много нюансов и особенностей, которые невозможно учесть при работе.

Закалка стекла в домашних условиях

Многие люди задаются вопросом, как закалить стекло в домашних условиях? Сделать это невозможно, так как технология требует наличия специального оборудования. На некоторых сайтах можно найти информацию, что хорошо помогает плавиковая кислота, но работать с ней крайне нежелательно.

Во-первых, это довольно опасное и токсичное вещество, при обращении с которым необходим специальный защитный костюм. А, во-вторых, стекло хотя и станет прочнее, но потеряет свою прозрачность, так что будет непригодным для дальнейшего использования. Поэтому можно лишь приобрести уже готовый материал и использовать для своих потребностей.

Области применения

Но используется стеклокерамика или закаленное стекло не только в автомобилестроении. Сфера его применения невероятно широка и распространяется настолько, насколько хватит фантазии у пользователя. В принципе этот материал можно устанавливать в любое место, даже вместо обычных оконных стекол. Но стоить это будет намного дороже, поэтому люди и не часто идут на такой шаг.

Фермеры практикуют теплицы из закаленного стекла, чтобы работники случайно не пострадали во время обработки растений или сборки урожая. Для личных потребностей ставить такое сооружение тоже будет дороговато, тем более, что теплицы часто служат лишь один сезон, а потом их разбирают за ненадобностью. Только фермеры возводят монолитные сооружения, которые будут служить много лет, потому что они регулярно занимаются выращиванием определенной культуры.

Технология изготовления защитного стекла не является тайной. Тем более, что на этапе получения не применяются никакие уникальные методы. Материал получается естественным образом, точно так же, как и стандартная разновидность. А закалку он получает уже в результате дополнительных манипуляций с температурой.

Защитное закаленное стекло можно без проблем найти в продаже. Материал не является дефицитным, так что любой пользователь сможет легко найти себе любое количество, необходимое ему для работы. Также есть вариант с оформлением индивидуального заказа на производство нестандартных форм. Дело в том, что после закалки элемент тяжелее поддается обработке, так что проще будет сразу вырезать нужные фигуры, а потом уже закалять их. Резка стекла такого типа возможна благодаря современным технологиям, но это довольно сложная процедура, так что и стоить она будет соответственно.

В офисах часто можно встретить перегородки из закаленного стекла. Они устанавливаются для того, чтобы сотрудники имели личное пространство и могли сосредоточиться на работе, не отвлекая других коллег. А выбирают именно защитное стекло, потому что его можно случайно разбить, и нужно, чтобы работник не получил травму от осколков. В некоторых фирмах стекло закрашивают непрозрачной краской, чтобы человек не отвлекался на посторонние движения и сконцентрировался на своих обязанностях.

Технология изготовления

Итак, закаленное стекло производится следующим образом:

Как закалить стекло

Процесс закаливания происходит по определенной технологии. Она предусматривает термическую обработку стеклянного предмета. Сначала стекло сильно нагревают, а затем быстро охлаждают. Для повышения интенсивности процесса обычно используют закалочные среды со специальными охлаждающими способностями. Наиболее часто в качестве такой среды применяют обычный воздух. В этом случае используют воздухоструйную обдувочную решетку.

Очень эффективной является методика, в которой в качестве закалочной среды применяются специальные охлаждающие жидкости. Они позволяют ускорить процесс теплоотдачи. Такими жидкостями могут быть расплавленные соли, металлы, минеральные масла и кремнийорганические растворы.

При использовании в закалочной среде жидкостей в зависимости от температуры условий меняется коэффициент теплоотдачи. Существенным минусом этого способа закаливания является недостаточная регулируемость процесса. Так, при попадании в охлаждающие жидкости горячего стекла происходит кипение. А это резко влияет на коэффициент теплоотдачи.

Еще один способ закалить стекло – с помощью расплавов металлов. Особенность этого метода заключается в большой теплоотдаче применяемых металлов. Главный недостаток такого закаливания – высокая плотность расплавов, которая существенно усложняет процесс погружения стекла.

Современные предприятия используют автоматизированные системы, которые дает возможность закалить стекло любого размера и толщины.

Как отличить калёное стекло от некалёного.

Так как с виду калёное стекло от сырого неотличимо

, порой приходится думать, а какое стекло принёс тебе заказчик, калёное или нет. Нам часто приносят изделия на подрезку, и естественно заказчик не знает закаленное оно у него или нет. Даже не смотря на то, что мы не несём ответственности за бой материала заказчика, нам неприятно если неполучается сделать свою работу качественно, поэтому поделимся с Вами секретом как отличить калёное стекло от некаленого.

Как можно отличить закаленное стекло от обычного?

В каких случаях закалку можно не делать:

Закалку можно не делать в случаях, когда не предполагается температурый нагрев стекла или физическое воздействие на стекло способное вызвать его бой, кухонные стеклянные фартуки обычно для экономии средств закаливают только за варочной поверхностью, стеклянные витрины по хорошему должны быть калёными, и любые габаритные изделия где возможно свободное падение стекла на человека, тоже должны быть прокалены или хотябы защищены плёнкой, чтобы куски стекла не разлетались, а оставались висеть на плёнке, стеклянные столешницы не всегда закаливают.

Отличия спектров пропускания солнечной энергии

Для наглядности различия оптических свойств разных материалов мы подготовили график, на котором представлены спектры пропускания солнечной энергии. Изучив его, можно придти к выводу, что особенно большие различия наблюдаются при длине волны от 190 до 380 нм — области ультрафиолета, а также в диапазоне от 780 до 2500 нм, который относится к инфракрасной области.

Как отличать закаленное стекло от обычного?

Вдоль кромки остаётся участок шириной 5-10мм без напряжения, который можно отшлифовать/отполировать на станке (к примеру слегка задели кромку и получили небольшую раковину).

А вот отверстия в калёном стекле делать нельзя, как и резать его. Вдоль кромки остаётся участок шириной 5-10мм без напряжения, который можно отшлифовать/отполировать на станке (к примеру слегка задели кромку и получили небольшую раковину).

Поясните, т.е на обычном прямолинейном станке можно прогнать пару раз и стекло точно не лопнет?*SCRATCH*

да, я пробовал загонять каленое стекло в кромочник. Из 10 раз 2 ломает. а 8 удается сточить.

Мало того калёное стекло. Периодически полируем закалённый триплекс, дабы ровненький торец глаз радовал.

А вот отверстия в калёном стекле делать нельзя, как и резать его. Вдоль кромки остаётся участок шириной 5-10мм без напряжения, который можно отшлифовать/отполировать на станке (к примеру слегка задели кромку и получили небольшую раковину).

Поясните, т.е на обычном прямолинейном станке можно прогнать пару раз и стекло точно не лопнет?*SCRATCH*

Сам в шоке был) Столько лет со стеклом, а только недавно узнал, что каленые стекла можно обработать на кромочнике. Оказывается кромка на 4-5 мм не прокаливается. Но риск есть всегда, и мало кому хочется потом чистить кромочник от осколков)

мало кому хочется потом чистить кромочник от осколков Чтобы не чистить можно какой нибудь оракалкой закатать.

На ленточнике СШЛС до 2 мм благополучно «подтачиваются» каленые стекла. Подтверждаю. От 4 до 10 мм толщиной. НО! Риск есть всегда — поэтому его нужно принимать во внимание!

мне недавно принесли стекло от электроплиты, от модной такой, хотели поставить в другую.. короче не влазила она на 12 мм с одного края.. я говорю клиенту — забудь и думать об этом, это я вообще фиг его знает что за стекло, и огнеупорное и каленное и еще Бог его знает какое.. он настоял чтоб я попробовал под его ответственность.. я простым стеклорезом чик и отламал как сырое.. ёмаё думаю, как так? я его потом и кромочником заделал.. Что это было за стекло? оно нанревается до 300°С и не лопает, на нем стоят кастрюли, сковороды — и не царапины.. а если по теме, то отличить очень просто — берешь молоточком в торец тыць, если посыпалось то каленное, если паутиной разошлось — значит сырое..

мне недавно принесли стекло от электроплиты, от модной такой, хотели поставить в другую.. короче не влазила она на 12 мм с одного края.. я говорю клиенту — забудь и думать об этом, это я вообще фиг его знает что за стекло, и огнеупорное и каленное и еще Бог его знает какое.. он настоял чтоб я попробовал под его ответственность.. Лет несколько назад с таким же предложением приехали ребята — восстанавливали какое-то авто. Марку не помню. Но восстанавливали наверное из хлама. Два боковых стекла сверху нужно подточить одно на 4 мм, второе на сантиметр.

Источник