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PERFECTIONNEMENTS DANS LA FABRICATION DES OBJETS EN VERRE TREMPE.
Cette invention est relative à la trempe des articles en verre et a pour objet l'obtention de produits en verre trempé de qualité et le procédé pour obtenir ceux-ci.
L'invention est particulièrement avantageuse dans le cas d'articles en verre dans lesquels l'épaisseur n'est pas uni- forme ou qui, dans leur forme, présentent des courbures de faible rayon ou de rayon non uniforme.
Quand des objets ayant ces particularités sont trempés à la manière usuelle, c'est à dire par un chauffage suivi d'un re- froidissement rapide, on rencontre des difficultés à obtenir d'une manière certaine que les contraintes (compressions et extensions) qui constituent l'état dit de trempe soient uniformes dans toutes les parties de l'objet, Par suite, tandis que l'article peut avoir dans la majeure partie de sa surface le degré de trempe convenable,
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il se peut qu'en un point existent des contraintes notablement plus élevées, qui peuvent provoquer la rupture spontanée de lien- semble du restreindre les possibilités d'emploi de l'objet.
L'invention consiste, après avoir chauffé et soumis 1' objet à un refroidissement rapide pour le tremper, à l'amener à une température à laquelle le verre est capable de relâcher ses tensions dans une certaine mesure, ce traitement étant appliqué pendant une durée suffisante pour que les contraintes maxima exis- tant dans l'article soient réduites à la valeur désirée. A cet effet, l'article peut être transporté dans un four ou un tunnel chauffant dès la fin du refroidissement qui donne la trempe, l'ob- jet pouvant éventuellement être encore à ce moment là à une ner @ température relativement élevée.
Si le verre est porté à une température à laquelle exis- tent pour lui certaines possibilités de relâchement, le degré de relâchement en chaque point dépend de la valeur de la contrainte en ce point. pour un degré de contrainte donné, c'est à dire de tren pe, on peut trouver une température à laquelle dans un temps déter- miné il y a un relâchement mais si faible qu'il n'a pratiquement aucune influence.
Dans ce cas, au contraire, une tension plus for- te que la trempe considérée se relâchera davantage. par suite, on peut trouver une température et un temps de chauffage qui produi- sent, d'une part dans les parties de l'objet qui ont les contrain- tes les plus faibles un relâchement des contraintes qui est négli- geable ou en tous cas permis, tandis que d'autre part les contrain- tes trop élevées sont réduites de manière effective, de façon à correspondre à la valeur désirée, l'état de trempe de l'article étant finalement rendu plus uniforme sans que pour cela les ten- sions de la majeure partie de l'ensemble aient été diminuées d'une manière appréciable.
Dans le cas où l'on veut avec le plus de sécurité possi- ble uniformiser les tensions et où il n'est pas indispensable d'obtenir pour la tension uniforme la plus grande valeur possible, la température, ou mieux encore la durée du chauffage après trempe,
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est augmentée de telle sorte que l'on produise une légère réduc- tion de la tension minimum et, par suite, de la tension uniforme finale, mais proportionnellement une plus grande réduction des tensions élevées.
La température du traitement d'uniformisation est une température à laquelle le verre est généralement considéré comme rigide car elle est bien au-dessous de la température de recuit .
Cependant, sous l'effet des contraintes qui existent dans le ver- re trempé, le verre peut céder au point de vue plastique. Il est impossible pratiquement de donner des indications précises quant aux températures et aux durées convenables, car celles-ci dépen- dent de conditions très variables telles notamment que la composi- tion du verre et dépendent également de la valeur elle-même des tensions. Toutefois,pour déterminer les valeurs convenables des température et durée du traitement on pourra, par exemple opérer comme suit ou d'une façon analogue :
Avant d'être traité, l'article trempé est brisé et on examine les dimensions des fragments. A titre d'exemple un article de verre sodo-calcique courant ayant une épaisseur de 16 mm. et qui a été trempé à un degré élevé donne lieu lorsqu'on le brise à de très petits fragments de l'ordre de 0,8 cm2.
Des articles trempés sont alors chauffés à une tempéra- ture et pendant une durée que l'on présume être convenables, par exemple les articles dont il est question ci-dessus sont chauf- fés à 3800 Co pendant 12 heures.
Un ou plusieurs exemplaires des articles ainsi traités sont ensuite soumis à une épreuve de choc thermique consistant à chauffer l'article à une température élevée et à l'immerger dans de l'eau froide. A titre d'indication, les articles mentionnés ci- dessus sont chauffés à une température qui dépasse de 1300 celle de l'eau froide.
Un ou plusieurs autres exemplaires des articles traités sont par ailleurs brisés pour être examinés au point de vue des dimensions des morceaux produits par la rupture.
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Si les dimensions des fragments des articles brisés sont notablement plus grandes que celles obtenues avant le traite- ment et ont, par exemple, 1,6 cm2, ceci indique que les tensions maxima existant dans les articles trempés ont été @ réduites d'une manière effective, Si par ailleurs, tous les articles ont résisté à l'épreuve du choc thermique, le traitement thermique consécutif à la trempe est considéré comme satisfaisant.
Si dans le cas où il se forme des fragments de dimensions importantes, il s'en présente ayant 25 mmo de long,c'est une indi- cation que le chauffage a été excessif et, dans ce cas, les arti- cles risquent de se briser dans l'épreuve de choc thermique pour la raison que leur trempe résiduaire est insuffisante.
En pareil cas on diminuera l'action du chauffage en ré- duisant soit la durée, soit ou la température, soit les deux, les Épreuves définies étant ensuite répétées,
On peut ajouter que le traitement de chauffage doit être considéré comme insuffisant si les dimensions des fragments ne sont que légèrement plus grandes que celles de l'article non traité et si certains articles se brisent au cours de l'épreuve de choc thermique.
Pour obtenir le meilleur résultat possible, on augmen- te l'importante attribuée à l'épreuve du choc thermique et l'on fait varier le chauffage des objets trempés jusqu'à ce que, en fait, tous les articles résistent à cette épreuve et montrent une dimension de fragments plus grande que celle donnée par l'ar- ticle non traité.
On peut encore substituer ou ajouter à l'épreuve de choc thermique consistant à faire tomber une bille d'acier sur l'article à partir d'une hauteur allant en croissant.
La chute de température dans l'épreuve de choc thermi- que dépend de l'épaisseur et de la forme de l'article, et la valeur maximum de cette température pour chaque article sera dé - terminée par un essai. pour tenir compte des variations qui se présentent ha-
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bituellement au cours d'une fabrication industrielle, on adopte pour cette épreuve de choc thermique une température inférieure à ce maximum donné par les essais prémentionnés, et également on don- ne au chauffage qui fait l'objet de l'invention une valeur un peu supérieure à celle qui correspondrait simplement aux meilleurs ré- sultats donnés par les essais.
La durée du chauffage requise pour réduire les tensions maxima d'une quantité donnée varie dans des limites assez larges suivant la température de chauffage. Ainsi, pour le verre sodo- calcique et l'exemple déjà mentionné, on obtient le même résultat en opérant à 480 et pendant 1/2 heure.
Comme il a été dit, l'invention s'applique plus particu- lièrement aux objets de forme ou d'épaisseur irrégulières, car c' est surtout dans ces objets qu'une opération de trempe conduite à la manière habituelle, simplement par chauffage suivi d'un refroi- dissement brusque a tendance à produire en certains endroits des contraintes trop élevées. Il va de soi pourtant que l'invention est aussi applicable à des objets d'épaisseur ou de forme réguliè- re, telles que les feuilles de verre, dans lesquels, pour une rai- son ou pour une autre, l'opération simple de la trempe a introduit des contraintes non uniformes et,'par suite, en certains endroits des excès de trempe.