DE752981C

DE752981C - Verfahren zum Haerten von Glas

Info

Publication number: DE752981C
Application number: DEC52447D
Authority: DE
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1935-07-31
Filing date: 1936-07-02
Publication date: 1953-02-02

Description

Verfahren zum Härten von Glas Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Härten von Glas, d. U. zum Überführen: von Glas in den Zustand, der durch Erwärmen des Glases: bis nahe an den Erweichungspunkt und anschließendes Abschrecken erreicht wird.
Es ist bereits bekannt, zum Hänt!en von Glase Bäder aus geschmolzenen anorganischen Salzen oder Mischungen solcher Salze zu verwenden. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung der Verwendung solcher Bäder zum Erwärmen oder zum Abschrecken oder zum Erwärmen und Abschrecken von Glas.
Die Erfindung besteht darin, daß einem zum Härten: verwendetem Bad der genannten Art, in das die zu härtenden Glasgegenstände beim Erwärmen und/oder Abschrecken eingetaucht werden, in gleichmäßiger Verteilung ein pulver-förrniger Stoff zugesetzt wird, der bei der Temperatur des Bades nicht schmilzt und das. Bad chemisch, nicht angreift, der jedoch .die Geschwindigkeit des Wärmeaustausches zwischen dem Bad und dem Glasgegenstand verändert.
Es ist möglich, Bäder aus anorganischen Salzen herzustellen, die innerhalb sehir weiter Temperaturgrenzen flüssig bleiben, beispielsweise von 96° an, und die man infolgedessen als Bäder für das Erwärmen und auch als Bäder zum Abschrecken verwenden kann. Diese Bäder bieten. bei ihrer Verwendung zum Abschrecken den Vorteil, daß sie mit großer Genauigkeit den dem Glasgegenstand mitzuteilenden Härtegrad einzustellen gestatten. Indem man die Temperatur des Bades ändert, kann man den Grad der Härtung innerliall> «-eiter Grenzen ändern.
So vorteilhaft derartige Bäder zum Einstellen eines genauen Härtegrades auch sind, so weisen diese Bäder im allgemeinen den Nachteil auf, daß sie sich bis zu einem gewissen Maße zersetzen bzw. dissoziieren. wenn nianr sie auf höhere Temperaturen bringt. Außerdem steigt bei höheren feinperaturen die Gefahr, daß durch Verdampfen Verluste im Bad eintreten.
Durch die Erfindung werden diese Nachteile vermieden, und außerdem wird der Verwendungsbereich der Bäder aus anorganischen Salzen. erweitert. Wenn man gemäß der Erfindung dem Bad einen pulverförmigen Stoff zusetzt, der bei der Temperatur des Bades nicht schmilzt und das Bad chemisch nicht angreift, so erhält man ein Bad, in welchem der Wärmeaustausch, zwischen: dem Bad, und den Glasgegenständen verlangsamt wird.
Bei gleichen Temperaturen ergibt, ein erfindungsgemäß lierg°stelltes. Bad zum Abschrecken. von Glasgegenständen eine langsamere Abkühlung als ein Bad, das. aus: dem gleichen Salz besteht, jedoch keinen. Zusatz des pulverförmige n Stoffes enthält. Man kann also durch Bäder aus dem gleichen Salz bzw. Salzgemisch, bei gleichen Temperaturen eine Reihe von Abschreckbädern erhalten, die voneinander verschiedene Härtegrade ergeben, wobei diese verschiedenen Grade mit großer Genauigkeit geregelt werden können.
Weiter gestattet die Erfindung die: Verwendung von Bädern mit niedrigerer Temperatur, da die durch die niedrige Temperatur bedingte Beschleunigung der Abkühlung durch den. Zusatz des pulverförmigen Stoffes ausgeglichen werden kann. Auf diese Weise kann bei einem erfindungsgemäß behandelten Bad die Temperatur um ioo° niedriger gehalten werden als bei einem Bad, dem kein pulverförmiger Stoff zugesetzt ist. Der Grad der Härtung, die dem vorgewärmten Glasgegenstand durch. Eintauchen in das Bad. erteilt wird, ist im wesentlichen der gleiche, wie der Grad der Härtung, die in einem gewöhnlichen Bad ohne Zusatz des pulverförmigen Stoffes bei erhöhter Badtemperatur dem Glasgegenstand verliehen wird. Diese Senkung der Badtemperatur ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft, beispielsweise für die Erleichterung der Regelung, Ersparnis an Heizung, Verringerung oder Ausschaltung von Verlusten durch Verdampfen oder Zersetzen.
Wendet man die Erfindung auf Erwärmungsbäder an, so ergibt sich eine allmählichere Erwärmung der Glasgegenstände und damit die Verminderung der Gefahr des Zerspringens.
Um die angegebenen Wirkungen zu erzielen, setzt man dem Bad feinverteilrte Stoffe zu, die in dem geschmolzenen Bad in Suspension: gehalten werden können, und, die das Glas chemisch nicht angreifen. Diese trägen Stoffe dürfen wohlverstanden selbst bei der höchsten in Anwendung kommenden Temperatur nicht schmelzen, auf die das Glas und infolgedessen auch das Bad gebracht wird. Als Stoffe, die vorzugsweise verwendet werden, sind beispielsweise Calciumsulfat (Ca S 04), Tonerde (M203), Kieselerde (Si02), Magnesia (M-0), Kaolin, Feldspat und andere ähnliche Stoffe zu nennen, die gegenüber dem Glas, chemisch völlig unwirksam sind und selbst bei den höchsten. in: Betracht kommenden Temperaturen nicht schmelzen.
Unter den, Stoffen, die erfindungsgemäß dem Bad aus anorganischen Salzen zugesetzt «erden, um seine Erwarmungs- und Abschreckfähigkeiten zu regeln, bieten einige noch den Vorteil, die Alkalitä t des Bades zu neutralisieren. Bei erhöhten Temperaturen tritt in den: Salzen. häufig eine Zersetzung bzw. Dissoziation ein. Da beispielsweise bei den Nitraten der Alkalimetalle eine solche Zersetzung bzw. Dissoziation bei Temperaturen von etwa joo° und darüber vollständig erfolgt, hat das Bad! bei Verwendung dieser Salze in geschmolzenem Zustand die Neigung, alkalisch zu werden, wenn man es zum Härten von solchen Gläsern benutzt, die solche hohen Temperaturen erforderlich machen. Diese Alkalität, die wahrscheinlich auf einer. Zersetzung des Bades und der Bildung von Oxyden des Alkalinietalls beruht, bringt die Gefahr mit sich, daß die Glasoberfläche angegriffen wird. Diese Gefahr wird dadurch beseitigt, daß man als Zusatz einen Stoff verwendet, der ein Säureradikal enthält, und der also imstande ist, die Alkalität des Bades zu neutralisieren. Zu diesem Zweck geeignete Stoffe sind solche, die sauren Charakter haben, beispielsweise Wolframoxyd (WO.), Siliciumdioxyd (SiO2) und Boroxyd (B203), oder auch Salze, die aus einer starken Säure und einer schwachen Base gebildet werden, z. B. Calciumsulfat (Ca S 04) oder Magnesiumsulfat (M,-,S04).
Hier est zu, bemerken, daß selbst diejenigen Zusatzstoffe ohne sauren Charakter, die also nicht imstande sind, die Alkalität des Bades auszugleichen, dennoch die Wirkung haben, die Alkalität zu verringern, da sie das Härten bei niedrigeren Temperaturen ermöglichen, bei denen. die Neigung des Bades zum Alkalischwerdengering er ist. Die Erfindung ist auf Erwärmungsbäder oder auch Abschreckbäder und auch auf solche Bäder anwendbar, die sowohl zum Erwärmen als auch zum Abschrecken benutzt werden.
Auf ein Abschreckbad, das. beispielsweise aus einem eutektischen Gemisch von Natrium-und Kalivmnitratbesteht, kann die Erfindung bei Temperaturen zwischen 200 und 525'° oder mehr angewendet werden. Bei diesem Bad kann der erfindungsgemäße Zusatz eines Stoffes, der bei der Temperatur dies Bades nicht schmilzt uild das Bad chemisch nicht angreift, z. B. Calciumsulfat, in einer Menge bis zu 5 % des. Bades erfolgen. Dieser Zusatz verändert in der bereits beschriebenen Weise das Abschreckvermögen des Bades und neutralisiert gleichzeitig eine gegebenenfalls auftretende Alkalitiit desselben.
Als Beispiel .für ein Erwärmungsbad, auf dass die Erfindung anwendbar ist, kann ein Gemisch aus: 67 Gewichtsteilen Natriumsulfat und 33 Gewichtsteilen Kaliumchilorür dienen.
Für die Erwärmungs- und die Abschreckbäder können: die Salzmischungen bzw. die Salze so ausgewählt werden, daß die Dichte des Bades etwa die Dichte des zu härtenden Glases erreicht, wodurch Deformationen der Glasgegenstände beim Eintauchen in das Bad verhindert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum, Härten von Glas, wobei das Erwärmen: und/oder Abschrecken der zu härtenden Glasgegenstände in: Bädern aus. anorganischen Salzen oder Mischung solcher Salze vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad, in welches die zu härtenden. Glasgegenstände eingetaucht werden, in gleichmäßiger Verteilung ein pulverförmiger Stoff zugesetzt wird, der bei der- Temperatur des Bades. nicht schmilzt und das Bad chemisch nicht angreift, z. B. Ton, Kaolin, Magnesia us.w., der jedoch die Geschwindigkeit des Wärmeaustausches zwischen dem Bad und, dem Glasgegenstand verändert.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bad ein Säurerest oder ein Stoff mit einem Säurerest zugesetzt wird, z. B. Calciu.msulfat, Borsäure usw., der die bei Erwärmung entstandene, durch Zersetzen des Bades bedingte Alkalität des Bades neutralisiert.. 3. Verfahren nach denn Ansprüchen i und 2, bei welchem .das Bad zum Abkühlen aus einer Mischung von Natrium-und Kaliumnitrat besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad als zusätzlichen Stoff Calciumsulfat enthält.
Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteitungsverfahren folgende Druckschriften in: Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift N r. 5:18 159; L a n d o 1 t -B ö r n s, t e i n, »Physikalischchemische Tabellen«; Sprechsaal 1931, Nr. 22, S. 413 bis q.17.