Обработка и соединение деталей из стекла

При необходимости силикатные стекла можно подвергать механической обработке (разрезке, точению, сверлению, фрезерованию) с применением абразивного и алмазного инструмента. Перспективными являются лазерная и ультразвуковая обработка.

Все силикатные стекла можно соединять неразъемно клеевым способом. Для склеивания и приклеивания силикатных материалов к другим материалам (металлу, дереву, пластмассам) применяют цементы (портланд-цемент) и различные вяжущие (клеевые) композиции на основе синтетических смол.

Неразъемное соединение стекол можно осуществлять сваркой и пайкой. Сварку осуществляют газовой горелкой с применением присадочного прутка из стекла, который, сплавляясь в зоне сварки, дает прочный шов, а пайку – путем нарева стекол до температуры, при которой вязкость снижается, и механического сдавливания. В результате происходит взаимное смешивание и в процессе охлаждения возникает прочное соединение.

Возможны и разъемные соединения деталей из силикатных материалов – резьбами, выполняемыми при формовании изделий, или с помощью фланцев и т.д.

 

 

КОНТРОЛЬ СВОЙСТВ СТЕКЛА

Плотность силикатных стекол определяют несколькими методами. Наиболее распространенным является метод гидростатического взвешивания. Для этого образец стекла 5-25 г взвешивают на весах в воздухе и в дистиллированной воде. Плотность стекла вычисляют по формуле:

d = ,

(1)

 

где m₁, m₃ – вес образца с проволокой соответственно в воздухе и

воде, г; m₂, m₄ – вес проволоки соответственно в воздухе и воде, г;

d - плотность воздуха при комнатной температуре. г/см³

Прочность стекла зависит от состава, температуры, состояния поверхности, размеров, условий испытаний, наличия дефектов и т.д. Значительное распространение получил контроль микропрочности путем вдавливания алмазной пирамиды прибора ПМТ-3. Микропрочность вычисляется по формуле:

НR = 6720 ,

(2)

где Р –нагрузка при вдавливании, гс; d –длина диагонали отпечатка алмазной пирамиды, мкм; l – длина диагональной трещины, мкм.

(Трещины проявляются при травлении в слабом растворе плавиковой кислоты).

Существуют различные виды твердости стекла: стеклометрическая,  вдавливанием, абразивная и т.д.

Критерием стеклометрической твердости служит ширина царапины, сделанной алмазной пирамидой под нагрузкой от 0,15 до 5,0 гс.

Критерием твердости вдавливанием (микротвердости) служит размер отпечатков, получаемых на поверхности стекла при вдавливании алмазной пирамиды с нагрузкой от 50 до 100 гс.

Продолжительность опускания и соприкосновения алмазной пирамиды с образцом должна быть одинакова во всех измерениях.

Микротвердость определяют прибором ПМТ-3, а численное ее значение находят по формуле:

Н = ,

(3)

 

где  Р – нагрузка на алмазную пирамиду, кгс; d – длина диагонали отпечатка (обычно не более 10 мкм).

Абразивная твердость измеряется объемом стекла, снятым данным абразивом c единицы поверхности стекла за единицу времени при определенном давлении и скорости шлифования.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Определить плотность стекла.

Подвесив образец стекла к весам тонкой проволокой (0.05-0,01 мм) взвесить его на воздухе и в дистиллированной воде, вычислить плотность по формуле (1).

2..Определить объемный вес образца из пеностекла путем взвешивания на весах и определения объема.

Численное значение объемного веса вычислить по формуле:

g =

3. Определить микропрочность стекла путем вдавливания алмазной пирамиды прибора ПМТ-З по формуле (2).

4.Определить микротвердость по формуле (3).

 

 

ПОРЯДОК ОФОРМЛЕНИЯ ОТЧЕТА

1. Указать цель работы.

2. Изучить и описать основные разновидности стекол.

3.Изучить и описать основные методы упрочнения стекла. 4.Изучить и описать основные методы контроля свойств стекла.

5.Результаты опытов занести в таблицу

 

Марка стекла	Основные свойства стекла
	Плотность, г/см^3	Объемный вес, кг/м^3	микропроч- ность, МПа	стеклометрическая твердость, мкм	микротвер- дость, МПа

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как получают стекло и каков его химический состав?

2. Какое строение имеет стекло?

3. Какие методы упрочнения стекла Вы знаете?

4. Какие существуют разновидности стекол и какое практическое применение они находят? 

5. Какие существуют способы соединения деталей из стекла? б. 6. Какие основные свойства стекла Вы знаете? Какими методами свойства стекла контролируются?

 

Лабораторная работа №7