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" Perfectionnements aux traitements thermiques du verre"
La présente invention est relative aux objets en verre qui ont subi des refroidissements plus ou moins rapides à partir de températures élevées, en particulier à partir de températures voisines du point de ramollissement.
Les recherches faites par la Société déposante l'ont amenée à la conclusion qu'à chaque température le verre possède une certaine disposition moléculaire préférée, et que si le verre est maintenu à toute température donnée pen- dant un temps suffisant, la disposition moléculaire corres- pondant à cette température sera obtenue.
Lorsque le verre est refroidi depuis une température élevée, par exemple, d'une manière rapide comme cela est communément mis en pra- tique dans la trempe, la rigidité ou la viscosité du verre s'élève si rapidement que le changement correspondant dans la disposition moléculaire prend du retard, et l'on produit ain- si la fixation dans le verre d'une disposition moléculaire
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qui est différente de celle que le verre aurait présenté si la température avait été abaissée suivant une loi de varia- tion parallèle à celle suivie par le changement dans la dis- position moléculaire.
On peut donc dire que-les objets en verre qui ont été refroidis à partir de températures élevées, et en particulier les objets dits trempés qui sont des objets refroidis rapide- ment à partir de températures voisines du point de ramollisse- ment, présentent à une température donnée, un arrangement moléculaire différent de celui de l'état stable à cette même température.
La Société déposante a découvert que ces ob.jets possé- daient, en ce qui concerne la viscosité ,des caractéristiques différentes de celles du verre à l'état stable; leur viscosi- té est moins élevée celle du verre stable.
Or, dans de nombreuses applications, il est important qu'à une température donnée ou température d'emploi, la visco- sité ait la plus grande valeur possible. C'est le cas, en particulier, des ohjets dits trempés, car ces objets tirent leurs propriétés avantageuses de résistance au choc thermique ou aux efforts mécaniques des contraintes d'ordre mécanique (compression en surface - extension à l'intérieur) qui y sont établies, et ces contraintes ne subsistent que si la viscosi- té du verre est suffisamment élevée. Cette condition est particulièrement importante pour les objets enverre trempé qui sont utilisés à une température élevée, comme c'est le cas de la verrerie culinaire.
La présente invention a pour but d'améliorer la qualité des objets en verre dans lesquels une grande viscosité,c'est- à-dire une grande rigidité est favorable, autrement dit,elle a pour but d'augmenter les qualités pyrémétriques de ces ob- jets.
Cette invention consiste, pour augmenter la viscosité de
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ces objets , à les soumettre pendant une période de temps li- mitée, à une température inférieure à la température de ten- sion du verre.
La température à laquelle on soumet l'objet est de pré- férence plus élevée que la température maximum à laquelle l'objet de trouvera soumis en service.
En outre, lorsqu'il s'agit d'objets qui doivent présen- ter des contraintes mécaniques de valeurs déterminées, comme c'est le cas pour les objets dits trempés dans beaucoup de leurs applications il convient de noter que ces objets, lors- qu'ils sont chauffés, selon l'invention, pour en augmenter la viscosité, peuvent perdre dans certains cas une partie de leur état de contrainte. La présente demande prévoit dans ces cas un procédé particulier pour l'application de l'invention.
Ce procédé consiste à tremper d'abord l'objet à un degré de trempe plus élevé que celui que l'on veut obtenir, c'est-à- dire à un degré où les contraintes sont plus fortes que celles que l'on désire pour l'objet fini. Puis on le soumet au trai- tement thermique qui constitue l'objet principal de l'inven- tion et qui a pour résultat d'augmenter la viscosité du verre.
On règle ce chauffage d'après l'excès de trempe que l'on a donné auparavant à l'objet, ou inversement on règle cet ex- cès de trempe d'après le degré de chauffage que l'on a en vue d'appliquer à l'objet après l'avoir trempé. Le but à atteindre dans l'un ou l'autre de ces réglages est que les deux opéra- tions se correspondent, c'est-à-dire que la quantité de trempe éliminée parole chauffage soit bien égale à celle que l'on a mise en excès au moment ou l'on a effectué l'opération de trempe proprement dite. En un mot, dans ce cas, l'objet est trempé à un degré plus élevé que requis et est alors soumis à un traitement thermique, à une température et pendant une période de temps qui réduisent le degré de trempe jusqu'à la valeur requise.
Par exemple, l'objet, lorsqu'il est établi en verre B, peut être trempé jusqu'à un degré lui donnant une
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valeur d'environ 4 kg/mm2, puis subir un traitement thermi- que à une température et pendant une période de temps qui ré- duiront sa trempe jusqu'à une valeur d'environ 3 kg/mm2.
Quant au traitement thermique, il peut consister en des périodes de chauffage relativement courtes à des tempéra- ou tures voisines de la température de tension, en des pério- des de chauffage relativement longues, à des températures plus basses de la marge indiquée.
L'invention est applicable à de nombreux types de verre, s'étendant depuis les verres à coefficients de dilatation thermique élevés jusqu'à ceux à coefficients de dilatation thermique faibles. Dans le tableau I ci-dessous, on a indiqué les compositions de certains de ces verres , à caractéristi- ques très différentes et auxquels la présente invention a été reconnue applicable. En raison de la diversité des composi- tions indiquées au tableau I, et des caractéristiques mention- nées dans le tableau II on doit estèmer que ladite invention est pratiquement applicable à tous les verres commercialement stables.
TABLEAU I.
EMI4.1
<tb>
Verre <SEP> A. <SEP> B. <SEP> C. <SEP> D. <SEP> E. <SEP> F. <SEP> G. <SEP> H.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
SiO2 <SEP> 81. <SEP> 0 <SEP> 56.4 <SEP> 60. <SEP> 5 <SEP> 80. <SEP> 1 <SEP> 71.0 <SEP> 72.5 <SEP> 61.9 <SEP> 68.8
<tb>
<tb>
<tb> B2O3 <SEP> 13. <SEP> 0 <SEP> 5. <SEP> 0 <SEP> -- <SEP> 11. <SEP> 4 <SEP> 15. <SEP> 0 <SEP> 12.2 <SEP> 0.2 <SEP> 2.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> A12O3 <SEP> 1.7 <SEP> 23. <SEP> 0 <SEP> 21.4 <SEP> 2.1 <SEP> 5.0 <SEP> 4.5 <SEP> 1. <SEP> 9 <SEP> 1.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Na2O <SEP> 4. <SEP> 4 <SEP> 0. <SEP> 8 <SEP> 0. <SEP> 6 <SEP> 5.7 <SEP> 7.5 <SEP> 8.4 <SEP> 10.9 <SEP> 14.7
<tb>
<tb>
<tb> CaO <SEP> -- <SEP> 4.1 <SEP> 8.7 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 6,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> MgO <SEP> -- <SEP> 10.7 <SEP> 5. <SEP> 8 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> --
<tb>
<tb>
<tb> F1. <SEP> -- <SEP> -- <SEP> @5 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> --
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> K2O <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 0.
<SEP> 6 <SEP> 1.5 <SEP> 2.3 <SEP> 1.0
<tb>
<tb>
<tb> Li2O <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 0. <SEP> 1 <SEP> -- <SEP> -- <SEP> --
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> PbO <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 24.0
<tb>
<tb>
<tb> Zn.O <SEP> --- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> -- <SEP> 7.0
<tb>
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TABLEAU II.
EMI5.1
<tb> Verre <SEP> Température <SEP> de <SEP> Tension <SEP> Dilatation <SEP> x <SEP> 107
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 517 <SEP> 32
<tb>
<tb>
<tb> B <SEP> 684 <SEP> 38
<tb>
<tb>
<tb> C <SEP> 672 <SEP> 41
<tb>
<tb>
<tb> D <SEP> 519 <SEP> 43
<tb>
<tb>
<tb> E <SEP> 506 <SEP> 57
<tb>
<tb>
<tb> F <SEP> 533 <SEP> 62
<tb>
<tb>
<tb> G <SEP> 419 <SEP> 87
<tb>
<tb>
<tb> H <SEP> 501 <SEP> 89
<tb>
On entend par température de tension la température à la- quelle le verre à l'état recuit possède une viscosité de 1014.6 poises.
On donne ci-dessous un exemple de l'application de l'in- vention à un plat de cuisson en verre trempé, de la somposition C, ayant une température de tension de 672 . Le plat est trempé dans une mesure plus élevée que requis, de sorte qu'il possède une trempe d'une valeur de par exemple 4 kg/mm2.Il est alors soumis à un traitement thermique qui réduit la trempe jusqu'à la valeur requise, savoir, par exemple, jusqu'à une valeur de 3 kg/mm2. Pour le verre en question, ce résultat est atteint en le chauffant à une température de 535 C. pendant deux heures, ou à une température de 510 C pendant sept heures.
Les résultats obtenus sur la viscosité pour des objets for- més des verres A à F, désignés dans le tableau 1, sont indiqués par les courbes des figures 1 et 2 qui montrent le changement réalisé dans l'objet lorsque celui-ci est maintenu à différentes températures pendant 100 heures.
Les courbes de la figure 1 sont relatives à des objets qui n'ont pas été traités selon l'invention. Celles de la figure 2 concernent les objets traités.
En prenant par exemple le verre C dans l'objet non traité, c.
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on voit que la perte de trempe en 100 heures débute à une tem- pérature de 375 C, alors qu'avec un article traité, elle ne commence pas avant 425 .
La température et le temps de traitement qui conviennent pous appliquer l'invention à un objet trempé sont au mieux déter- minés en se basant sur le pourcentage de trempe perdu par le traitement, l'objet étant tout d'abord trempé jusqu'à un degré élevé, et traité à une température et pendant une période de qui réduisent la trempe'de 25% à 50 % suivant le degré final de trempe désiré.
D'une manière générale, l'invention dans le cas où elle est appliquée aux objets trempés, comporte le plus souvent un obauf- fage qui détermine une perte de trempe ou un relâchement des contraintes. A ce sujet, on peut considérer que la température à laquelle la trempe commence à diminuer dans un objet fortement trempé est environ 1750 au-dessous de la température de tension du verre.
Il doit être entendu que l'invention est applicable dans tous les cas où il est utile d'augmenter la viscosité des ob- jets de verre qui ont été refroidis plus ou moins rapidement, que ce refroidissement ait créé des contraintes d'ordre mécanique comme dans les objets trempés, ou n'en ait pas créé.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour augmenter la viscosité d'un objet en -terre, caractérisé en ce qu'on soumet l'objet, pendant une période de temps limitée, à une température inférieure à la température de tension du verre.
2. Procédé suivant 1, caractérisé en ce que la température à laquelle on soumet l'objet est plus élevée que la température maximum à laquelle l'objet se trouvera soumis au service.
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