Как закалить стекло — «Приоргласс»

Закалить стекло требуется, чтобы сделать материал в 5 раз более прочным, повысить его устойчивость к перепадам температур и добиться безопасности применения. Для получения таких свойств в процессе обработки изделия подвергают химическому и термическому воздействию. Улучшенные прочностные показатели позволяют широко использовать материал при проведении строительных и отделочных работ:

• остекление фасадов зданий;
• производство лестничных ограждений, ступеней, парапетов;
• выпуск душевых кабин и перегородок;
• производство мебели;
• автомобилестроение.

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.

1. Листы режут, чтобы получить заготовки нужной конфигурации.
2. Стекло полируют по краям абразивным материалом.
3. Разогревают в печи до температуры 650–680 градусов.
4. Охлаждают с двух сторон мощными потоками воздуха.

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

• Повышенная прочность. Разбить закаленное стекло в 5–7 раз сложнее, чем обычное. К примеру, полотно толщиной 4 мм сохранит целостность при падении на него груза весом 45 кг с высоты 1 метра.
• Термостойкость. Материал выдерживает перепады температур от -70 до +250 градусов. По этой причине его часто используют для изготовления духовых шкафов и каминов.
• Устойчивость к вибрации. По этому показателю материал превосходит незакаленный аналог в 5 раз.
• Безопасность. Подвергнутые термической обработке изделия разбиваются на мелкие осколки, которые остаются на специальной пленке. По этой причине уменьшается риск получения травм.

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.

• Использование пленки. Способ защитить экран телефона или планшета от царапин и других внешних воздействий (не ударов). Купить пленку можно в любом магазине, где продают цифровые гаджеты.
• Отпуск. Способ снятия избыточного напряжения со стеклянных изделий. С помощью отпуска укрепляют стаканы, банки и другую посуду. Подробнее об отпуске расскажем ниже.

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.

• Проводите механическую обработку (резку, сверление отверстий) перед закаливанием. В противном случае поверхностное напряжение нарушится, лист разобьется, каленое стекло будет непригодно к дальнейшему использованию.
• Обязательно обработайте кромки полотна. При наличии мелких дефектов лист треснет в печи.

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.

1. Стекло отбирают, отбраковывая поврежденные листы.
2. Листы режут по ранее подготовленным чертежам.
3. Края изделия шлифуют.
4. Сверлят отверстия под фурнитуру и крепежные элементы.
5. Заготовки моют и сушат, затем оценивают на предмет дефектов.
6. Стекло закаливают и вновь проверяют на дефекты.
7. Материал упаковывают и отправляют на продажу.

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. Если вам требуется готовый материал, рекомендуем купить каленое стекло в Москве у производителя. Компания «Приоргласс» выпускает листы различных конфигураций и размеров толщиной 4–19 мм. Возможно изготовление полотен по индивидуальному заказу.

Как закаляют стекло — статьи компании Технопарк

Безопасное стекло – значит, закаленное. После обработки при высоких температурах стекло приобретает максимальную стойкость к повреждениям – такой эффект достигается за счет равномерного распределения внутреннего напряжения. В целом закаленное стекло намного надежнее в эксплуатации, чем обычное, благодаря следующим неоспоримым преимуществам материала:

• увеличение прочности в 8-10 раз;
• минимальная травматичность при разрушении – при разбивании стекло разлетается на мелкие осколки с тупыми краями;
• отличная термостойкость – закаленное стекло выдерживает колебания температур от +300 до -150 градусов.

Как выглядит рабочий процесс

Поэтапно рассмотрим, как закаливают стекло в специальных производственных цехах:

• Заготовки стекла разрезают и отправляют на закаливание с уже подготовленными и специально обработанными кромками в горизонтальной печи, где температура достигает +700 градусов.
• Разрезают стекло с учетом требуемых размеров для будущего изделия или, если нет конкретного проекта, то с учетом размера печи для закаливания.
• При термическом закаливании стекла используют современные технологии для компьютерного управления процессом и контролирования температурного режима.
• После сильного нагревания до +680 градусов стекло резко охлаждают в специальной камере сильным потоком холодного воздуха. Благодаря такой технологии на поверхности формируется защитная пленка, которая повышает прочностные характеристики листового стекла.

Виды закаленного стекла

Обработка у закаленного стекла может отличаться, но в общей сложности можно выделить 3 вида:

• Стандартное закаленное прозрачное стекло, которое используют для остекления окон, в промышленности и строительстве.
• Триплекс – многослойное закаленное стекло, которое не разбивается, а только трескается в случае повреждения.
• Стекло-протектор – закаленное стекло в виде тонкой пленки для экранов.

Оборудование для закалки стекла

Выше мы рассмотрели, как закаляют стекло в специальных печах. Какие бывают печи и чем они отличаются? Корпус таких печей защищен надежной теплоизоляцией, при обработке стекла в печи достигается оптический эффект верхнего слоя. Также в печах используют нити накала, дополнительно защищенные от перегрева, не имеющие спаек и служащие без сбоев годами.

В горизонтальных печах закаливания устанавливают принудительные конвекторы – полезный функционал для формирования конечного продукта при минимальных отходах и повышения производительности до 40%.

Для закалки рифленого или энергосберегающего стекла с минимальным эмиссионным напылением чаще всего используют конвекционные печи, укомплектованные специальными вентиляторами, подающими горячий воздух от нагревательных ТЭНов. Процесс закалки стекла, как уже говорили выше, контролируется через компьютер и специальный интерфейс, где отображаются все рабочие данные.

Получить больше информации о преимуществах закаленного стекла и технологии закаливания, а также узнать цены на готовую продукцию можно у менеджеров нашей компании.

Автор: Технопарк

Основная наша специализация – обработка стекла и зеркал. Мы располагаем собственным современным промышленным оборудованием и производственными мощностями, поэтому готовы предложить Вам полный комплекс услуг в одном месте.

Все статьи автора

Методы упрочнения стекла — Abrisa Technologies

Упрочнение стекла может быть выполнено с помощью трех основных процессов; закалка, термоупрочнение и химическое упрочнение с целью повышения термостойкости и общей прочности стекла.

Термическая закалка

Закаленное или закаленное стекло представляет собой тип безопасного стекла, подвергаемого контролируемой термической обработке для повышения его прочности по сравнению с обычным стеклом. Закалка приводит к сжатию внешних поверхностей и растяжению внутренних поверхностей. Такие напряжения заставляют стекло при разрушении рассыпаться на мелкие зернистые куски, а не раскалываться на зазубренные осколки, как создается листовое стекло (также известное как отожженное стекло). Гранулированные куски с меньшей вероятностью могут причинить травму.

Благодаря своей безопасности и прочности закаленное стекло используется в самых разных областях, включая окна пассажирских транспортных средств, душевые двери, архитектурные стеклянные двери и столы, поддоны для холодильников, в качестве компонента пуленепробиваемого стекла, для водолазных масок, и различные типы тарелок и посуды.

Термозакаленное стекло доступно в размерах 160” x 92” (4064 мм x 2336,8 мм). Этот процесс можно выполнять на стекле с минимальной толщиной 1/8 дюйма (3,175 мм) и максимальной толщиной 1/2 дюйма (12,7 мм), (толщиной 1 дюйм для более мелких деталей — до 30 дюймов x 24 дюйма или 762 мм x 6090,6 мм). В процессе термозакалки стеклянная подложка помещается на роликовый стол, а затем проходит через печь, нагревая стекло выше температуры отжига примерно до 720°C в некоторых случаях. Затем стекло быстро охлаждают (закаливают) принудительной вентиляцией.

Термическое упрочнение

Процесс термической обработки обычного флоат-стекла заключается в нагревании стекла выше его точки размягчения (свыше 600°C) и последующем быстром охлаждении. Это охлаждение замораживает внешние поверхности в их расширенном состоянии, позволяя внутреннему материалу втягиваться при падении температуры, тем самым создавая прочность на сжатие во внешних слоях и напряжение во внутреннем слое. Прочность на сжатие в закаленном стекле выше, чем в термоупрочненном стекле.

Термоупрочненное стекло доступно в размерах 168 x 96 дюймов (4 367,2 мм x 2 438,4 мм). Этот процесс может быть выполнен на стекле с минимальной толщиной 1/8 дюйма (3,175 мм) и максимальной толщиной 1/2 дюйма (12,7 мм), (толщина 1 дюйм или 25,4 мм для более мелких деталей — до 32 дюймов x 25 дюймов или 812,8 мм x 635 мм). В процессе термоупрочнения стеклянная подложка обрабатывается аналогично полностью закаленной детали, за исключением того, что температура и время цикла, а также параметры закалки меняются.

Химическое упрочнение

Стекло с высоким ионным обменом или HIE™ компании Abrisa Technologies — это химически упрочненное стекло, которое имеет повышенную прочность в результате химического процесса на выходе. Стекло погружают в ванну с калиевой солью (обычно нитратом калия) при температуре 300°C. Это приводит к тому, что ионы натрия на поверхности стекла замещаются ионами калия из раствора ванны. Эти ионы калия больше, чем ионы натрия, и поэтому вклиниваются в промежутки, оставленные меньшими ионами натрия, когда они мигрируют в раствор нитрата калия. Эта замена ионов приводит к тому, что поверхность стекла находится в состоянии сжатия, а сердцевина — в компенсирующем растяжении. Поверхностное сжатие химически упрочненного стекла может достигать 690 МПа. Этот процесс обычно увеличивает прочность стекла в 6-8 раз по сравнению с флоат-стеклом. Процесс ионного обмена создает глубокий компрессионный слой на поверхности стеклянной конструкции, уменьшая появление дефектов после включения в конечный продукт и ввода его в эксплуатацию.

Химически упрочненное стекло имеет минимальную толщину 0,30 мм (0,012 дюйма) и максимальную толщину 19 мм или (0,75 дюйма). Минимальный размер 25,4 мм x 25,4 мм или (1″ x 1″), а максимальный размер 1168,4 мм x 736,6 мм (46″ x 29 мм). ″). Максимальный размер по диагонали 1056,8 мм x 736,6 мм или (42″ x 29″) — примерно 51″ по диагонали.

Изменение свойств вследствие упрочнения стекла

Изменение термического отпуска

Изменение термического упрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического упрочнения (16 часов)

Imp акт Сопротивление*

от 5 до 6x

от 3 до 4x

от 4 до 5x

Изменение термозакалки

Изменение термоупрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического упрочнения (16 часов)

Прочность на изгиб*

4–5x

2,5–3x

Изменение теплового отпуска

9 0002 Изменение термического упрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического упрочнения (16 часов)

Термостойкость*

1,8–2,5x

1,8–2,5x

Изменение теплового отпуска

Изменение термоупрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического упрочнения (16 часов)

Твердость по Виккерсу*

Изменение термического отпуска

Изменение термического упрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического усиления (16 часов) )

Максимальная температура

Изменение теплового отпуска

Изменение термоупрочнения

Изменение химического упрочнения (8 часов)

Изменение химического упрочнения (16 часов)

Ср. Напряжение сжатия на поверхности**

>69 МПа

От 24 МПа до 69 МПа

Среднее >165 МПа

Среднее >325 МПа

*Относительное увеличение по сравнению с отожженным стеклом. 5x означает в 5 раз больше.
**По данным измерительного прибора FSM 6000.

Пристальный взгляд на процесс закалки стекла

Как известно специалистам в области коммерческого и жилищного строительства, закаленное стекло почти в 5 раз прочнее обычного отожженного стекла. Закалка означает нагрев стекла до экстремальных температур и быстрое охлаждение под высоким давлением.

Эта процедура создает нагрузку на стекло, что, в свою очередь, создает напряжение, которое начинается в центре изделия и распространяется дальше. Затем напряжение сжимается на внешних краях, что придает стеклянному листу прочность.

Как закаляется стекло? Вот «закулисный» взгляд на пятиэтапный процесс закалки стекла.

Процесс закалки стекла

После изготовления стекло готово к закалке.

Процесс закалки стекла включает следующие этапы:

1. Резка
2. Осмотр
3. Удаление загрязнений и необработанных краев
4. Экстремальный нагрев
5. Быстрое охлаждение

Вот более подробное описание каждого шага и его уникального назначения: 

1. Придание стеклу желаемой формы

Первым шагом является придание стеклу желаемой формы. Изготовление, такое как окантовка или травление, должно быть завершено до закалки, иначе целостность конечного процесса может быть нарушена.

2. Осмотр стекла

Закалка – это процесс при экстремальных температурах, поэтому лист стекла не должен иметь дефектов, которые могут ослабить его структуру.

Обученный инспектор внимательно осматривает стекло на наличие пузырьков или трещин, которые могут помешать закалке стекла.

3. Загрязнения и острые края удаляются

Наждачная бумага или мягкий абразив удаляет все острые края со стекла. На этом этапе могут выполняться различные работы по шлифовке и изготовлению, в том числе выбор из множества стилей обработки кромки.

Затем деталь тщательно промывают, чтобы удалить все оставшиеся зерна стекла, образующиеся во время этого процесса, и любые другие частицы грязи, которые могут ослабить окончательный закал.

4. Стекло нагревается до экстремальной температуры

Стекло подается в печь для закалки партиями или в рамках непрерывного процесса подачи. Промышленная стандартная температура для закалки составляет 620° по Цельсию или 1148° по Фаренгейту.

5. Быстрое охлаждение или закалка

Стекло подвергается быстрому охлаждению под высоким давлением. Этот процесс длится всего несколько секунд, поскольку потоки воздуха из точно расположенных сопел быстро охлаждают внешние поверхности стекла.

По мере того как центр охлаждается, он пытается отступить, что оставляет его в напряжении, в то время как внешняя поверхность сжимается. Именно эта дихотомия придает закаленному стеклу его впечатляющую прочность.

ПРИМЕЧАНИЕ: Другим возможным процессом является химическая закалка, но она дороже, чем традиционная процедура нагрева и охлаждения. Здесь на стекло наносятся различные химические вещества для создания ионного обмена на его поверхности, что создает необходимое сжатие. New Angle Beveling не предлагает эту услугу.

Ресурс: Хотите узнать, что еще может сделать производитель стекла? Загрузите наш справочник по услугам и возможностям:

Преимущества закалки стекла

После закалки стекло проходит окончательную проверку качества перед доставкой заказчику. Закаленное стекло имеет много преимуществ, в том числе:

• Прочность: Этот процесс делает закаленное стекло в четыре-пять раз прочнее, чем незакаленное стекло, потому что при растяжении стекло ломается примерно в пять раз легче, чем при сжатии.
• Гибкость: Закаленное стекло можно разрезать на несколько форм, размеров и рисунков.