ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 4
1.1 Соединения металл - стекло 4
1.2 Производство, классификация и свойства стекла 8
1.3 Механическая и химическая обработка поверхности стекла 15
1.3.1 Шлифовка стекла 15
1.3.2 Полировка стекла 17
1.3.3 Химическая обработка стекла с помощью фтористого водорода 19
2 МЕТОДИКИ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 22
2.1 Методика сварки металлов со стеклообразными материалами 22
2.2 Методика расчета толщины слоя стекол, снимаемого в единицу времени
выбранными фракциями абразива 23
2.3 Методика термической и механической обработки стекла 24
2.4 Методика оценки дефектности стекла 27
2.4 Оборудование 30
2.5 Материалы 32
2.6 Техника безопасности 34
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 36
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ 48
ВЫВОДЫ 49
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 51
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 54
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 55
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Для решения некоторых технологических задач необходима реализация механического сочленения стекла с другими материалами, например при изготовлении иллюминаторов, окон высокого давления, люков, смотровых приборов, наблюдательных окон и т.д. При производстве подобных изделий возникают трудности, напрямую связанные со свойствами стекла и особенностями его эксплуатации в контакте с другими материалами.
Цель данной выпускной квалификационной работы - определение оптимального температурного режима изготовления и производства смотровых окон высокого давления, а также исследовать параметры, влияющие на качество соединения материалов металл - стекло в рассматриваемых технологических процессах.
Задачи:
• провести анализ существующих технологических подходов в создании смотровых окон высокого давления;
• обосновать оптимальные режимы и материалы, используемые в технологическом процессе;
• изготовить экспериментальные образцы;
• провести механические испытания экспериментальных образцов на соответствие заявленным требованиям;
• разработать технологию изготовления смотровых окон высокого давления.
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были получены следующие результаты:
• Было обнаружено, что недорогие стали марки 08Х18Н10Т и Ст20 обладают свойствами, необходимыми для изготовления технологических окон высокого давления, а именно: не образуют дефектов в изделии при повышении температуры; обладают достаточной жаростойкостью, при этом их коэффициент термического расширения максимально близок к значениям выбранного стекла;
• Были проведены исследования влияния технологических параметров изготовления оптически прозрачных окон высокого давления на их механические свойства и прозрачность;
• Обнаружено, что отжиги в аргоновой среде приводят к уменьшению количества дефектов, улучшению прозрачности стекол и незначительному окислению оправки;
• Разработана форма замкнутого многоразового графитового тигля, обеспечивающего равномерный нагрев и охлаждение изделий во время термической обработки;
• Отжиги в замкнутом графитовом тигле обеспечивают равномерный нагрев и охлаждение образцов, препятствуют прилипанию стекла к подложке, чем обеспечивают минимальное количество дефектов и удовлетворительное качество поверхности стекла;
• Окончательная полировка поверхности стекол с последующим травлением во фтороводородном растворе обеспечивает низкую шероховатость поверхности и устраняет влияние поверхностных концентраторов напряжений на общую прочность готового изделия;
