Закалка стекла в домашних условиях

ликбез от дилетанта estimata

Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.

среда, 9 сентября 2020 г.

Закалка стекла в домашних условиях

Закаленное, или упрочненное стекло — это стекло, которое было отожжено с целью сделать его прочнее, повысить его жаропрочность и предотвратить его хрупкое разрушение, которое может привести к ранениям.

Существует два способа закаливания стекла:

химический способ – процесс замещения мелких ионов натрия крупными ионами калия посредством электрофореза в специальных ваннах. Этот способ практически не востребован в наше время из-за энергоёмкости процесса.
термический способ – процесс нагревания и охлаждения стекла

Термический способ закалки стекла

Для получения закаленного стекла его необходимо подвергнуть нагреву до температуры в пределах 600-680 °C и быстро, но равномерно охладить с обеих сторон.

Поэтапная технология закалки стекла:

Резка материала для придания необходимой формы, вырезание отверстий для фурнитуры и крепежа. Это необходимо сделать до закалки, поскольку после нее стекло может треснуть и разрушиться при резке.
Проверка поверхности на наличие дефектов – трещины, сколы и пустоты могут привести к разрушению стекла в процессе закалки.
Обработка краев абразивным материалом (например, наждачной бумагой). Таким образом вы удалите заусенцы и неровности, оставшиеся после порезки стекла.
Помойте стекло. Это удалит мелкие зерна абразива, оставшиеся на поверхности стекла после его обработки наждачной бумагой, а также грязь, могущую повлиять на процесс закалки.
Равномерное нагревание стекла в отжиговой печи. Поверхность стекла разогревается до температуры, приближенной к температуре плавления стекла. Стекло начинает деформироваться, но не размягчается полностью. Куски стекла можно разогревать, помещая их в печь партиями либо по одному.
Охладите стекло. Оно должно обдуваться мощными вентиляторами с разных сторон.
Помимо воздуха в качестве эффективной закалочной среды могут быть использованы жидкости, которые способны придать ускорение теплоотдаче, благодаря чему толщина закаленного стекла получается небольшой, а ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) более низким. Например, это может быть минеральное масло. Но в этом случае может быть и минус:горячее стекло вызывает кипение, что приводит к резкому изменению тепловой отдачи материала и процесс закалки может быть нарушен.

Как видно из технологии, произвести закаливание стекла в домашних условиях практически невозможно, поскольку требуется наличие специального оборудования в виде отжиговой печи и мощных вентиляторов для обеспечения полного охлаждения материала буквально за несколько секунд. Самостоятельно можно попробовать только упрочнить стекло.

Упрочнение стекла в домашних условиях

Немного повысить прочность материала можно 2-мя способами:

посредством специальной пленки (всем известный пример — наклейка плёнки на экран смартфона)
методом отпуска

Пленку для закалки стекла прекрасно защищает от различных потертостей и царапин, но обладает пониженной устойчивостью к ударным нагрузкам. Поэтому малейшее механическое повреждение может повлечь за собой его разрушение.

Отпуск – отличный способ упрочнения стеклянных изделий (банки, стаканы, салатницы и другая посуда) в домашних условиях. Метод заключается в нагреве до кипения воды и медленном охлаждении материала. Последовательность:

подготавливается металлическая емкость, соответствующая размерам отпускаемого изделия
на дно насыпается песок
стеклянное изделие устанавливается на песок
наливается вода
емкость ставится на небольшой огонь и медленно доводится до кипения
время кипения – не менее 20 мин.
дать немного остыть и засыпать горсть соли, после чего все снова должно прокипеть в течение получаса
медленное остывание, желательно при комнатной температуре без сквозняков и резких перепадов температуры

Чем меньше скорость нагрева и последующего охлаждения, тем эффективнее результат – увеличенная термостойкость посуды

Как закалить стекло

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.

Листы режут, чтобы получить заготовки нужной конфигурации.
Стекло полируют по краям абразивным материалом.
Разогревают в печи до температуры 650–680 градусов.
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.

Читать еще: Как правильно смазывать бур перфоратора?

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.

Стекло отбирают, отбраковывая поврежденные листы.
Листы режут по ранее подготовленным чертежам.
Края изделия шлифуют.
Сверлят отверстия под фурнитуру и крепежные элементы.
Заготовки моют и сушат, затем оценивают на предмет дефектов.
Стекло закаливают и вновь проверяют на дефекты.
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.

Технология закалки стекла и способы применения материала

Стекло является одним из наиболее востребованных материалов в современном мире. Из него изготавливают много предметов для бытовой жизни и промышленного производства. Выполняемые функции диктуют свойства элемента и его технические характеристики.

Закаленное стекло является востребованным в автомобильной промышленности, так как из него делают окна. Его основная особенность состоит в безопасности, потому что при разбивании материал не разлетается на осколки, а просто рассыпается на кубики с неострыми гранями. Дело в том, что при авариях люди часто страдали от порезов, поэтому и было изобретено такое стекло, которое позволило бы решить этот вопрос.

Закалка стекла в домашних условиях

Многие люди задаются вопросом, как закалить стекло в домашних условиях? Сделать это невозможно, так как технология требует наличия специального оборудования. На некоторых сайтах можно найти информацию, что хорошо помогает плавиковая кислота, но работать с ней крайне нежелательно.

Во-первых, это довольно опасное и токсичное вещество, при обращении с которым необходим специальный защитный костюм. А, во-вторых, стекло хотя и станет прочнее, но потеряет свою прозрачность, так что будет непригодным для дальнейшего использования. Поэтому можно лишь приобрести уже готовый материал и использовать для своих потребностей.

Единственный вариант для самостоятельного использования — пленка для закаливания экранного стекла. Этот элемент можно легко установить в домашних условиях. Пленка продается в магазине аксессуаров для мобильных устройств и стоит совсем недорого. Она позволит уберечь экран от царапин и потертостей, но сильный механический удар не выдержит.

Области применения

Но используется стеклокерамика или закаленное стекло не только в автомобилестроении. Сфера его применения невероятно широка и распространяется настолько, насколько хватит фантазии у пользователя. В принципе этот материал можно устанавливать в любое место, даже вместо обычных оконных стекол. Но стоить это будет намного дороже, поэтому люди и не часто идут на такой шаг.

Фермеры практикуют теплицы из закаленного стекла, чтобы работники случайно не пострадали во время обработки растений или сборки урожая. Для личных потребностей ставить такое сооружение тоже будет дороговато, тем более, что теплицы часто служат лишь один сезон, а потом их разбирают за ненадобностью. Только фермеры возводят монолитные сооружения, которые будут служить много лет, потому что они регулярно занимаются выращиванием определенной культуры.

Технология изготовления защитного стекла не является тайной. Тем более, что на этапе получения не применяются никакие уникальные методы. Материал получается естественным образом, точно так же, как и стандартная разновидность. А закалку он получает уже в результате дополнительных манипуляций с температурой.

Защитное закаленное стекло можно без проблем найти в продаже. Материал не является дефицитным, так что любой пользователь сможет легко найти себе любое количество, необходимое ему для работы. Также есть вариант с оформлением индивидуального заказа на производство нестандартных форм. Дело в том, что после закалки элемент тяжелее поддается обработке, так что проще будет сразу вырезать нужные фигуры, а потом уже закалять их. Резка стекла такого типа возможна благодаря современным технологиям, но это довольно сложная процедура, так что и стоить она будет соответственно.

Читать еще: Как определить тантал в домашних условиях?

В офисах часто можно встретить перегородки из закаленного стекла. Они устанавливаются для того, чтобы сотрудники имели личное пространство и могли сосредоточиться на работе, не отвлекая других коллег. А выбирают именно защитное стекло, потому что его можно случайно разбить, и нужно, чтобы работник не получил травму от осколков. В некоторых фирмах стекло закрашивают непрозрачной краской, чтобы человек не отвлекался на посторонние движения и сконцентрировался на своих обязанностях.

Технология изготовления

Итак, закаленное стекло производится следующим образом:

1. Вначале выплавляется стандартный вид материала по известной технологии.
2. Затем его разрезают на нужные части. Толщина и размеры закаленного стекла зависят от его марки и предназначения. Под заказ пользователь может получить любые параметры, которые будут ему необходимы для последующей работы.
3. Далее полученные элементы подвергают тепловому воздействию в специальных печах. Температура обработки колеблется в пределах 650-680 градусов по Цельсию.
4. После выхода из печи материал мгновенно охлаждают воздухом со всех сторон. В результате таких манипуляций на поверхности образуется защитный слой, который повышает ударную и термическую стойкость, а также дает возможность не разбиваться стеклу в беспорядочном стиле, а рассыпаться на кубики с неострыми гранями, чтобы минимизировать риск нанесения резаных травм человеку.

Виды материала

Выделяют три основных вида материалов, которые используются на практике:

— закаленное стекло триплекс, которое представляет собой многослойный материал, а защитную функцию играет эластичный клей, который не позволяет осколкам рассыпаться. При разбивании стекла оно просто трескается по всему периметру, но осколков не будет;
— закаленное стекло-протектор, которое представляет собой пленку для экрана;
— и обработанное термическим методом стандартное стекло.

Цена закаленного стекла зависит от марки и габаритов изделия, которые могут различаться в широком диапазоне.

Резка каленого стекла в домашних условиях

Стекло каленое считается одним из самых распространенных материалов. Для его повышения прочности применяется технология закалки. После проведения подобной процедуры степень обрабатываемости материала существенно снижается. При рассмотрении того, можно ли резать каленое стекло отметим, что только при применении специальных технологий можно избежать появления дефекта. Сегодня резка каленого стекла может проводится в домашних условиях, для чего применяются самые различные инструменты.

Свойства каленого стекла

Прежде чем будет проводится обработка закаленного стекла, следует рассмотреть его основные свойства. К ним можно отнести:

Структура характеризуется высокой механической прочностью. За счет этого они могут применяться при остеклении балконов и лоджий.
Прочность и твердость позволяют использовать материал при изготовлении мебели и другой продукции.
Для улучшения обычного стекла проводится термическая обработка в специальной печи. Нагрев среды проводится до температуры 670 °C.
Существенно повышается показатель термической стойкости. При изготовлении различных приборов, которые эксплуатируются при повышенной температуре, часто применяется стекло закаленного типа. При нагреве показатель твердости остается неизменным.

Применение каленого стекла

Как показывают результаты проводимых исследований, показатель прочности закаленного стекла в 7 раз больше, чем у обычного.

Именно поэтому повредить материал и провести его механическую обработку достаточно сложно.

Подготовительный этап

При рассмотрении того, как резать каленое стекло, следует учесть подготовительный этап. Тщательная подготовка позволяет достигнуть высокого качества. Резка каленого стекла в домашних условиях проводится с учетом нижеприведенной информации:

При производстве материала образуются зоны с внутренними областями напряжения. При быстром нагреве и охлаждении подобные области перераспределяются. Внутри стекло становится более вязким в сравнении с внешним слоем.
На момент обработки заготовка должна быть надежно закреплена. Для этого могут применяться самые различные приспособления.
Поверхность каленого стекла должна быть очищена от загрязняющих веществ. Примером можно назвать масла или краску, которые могут существенно снизить качество обработки.

В целом можно сказать, что подготовка к работе достаточно проста. Однако, без специального инструмента и оборудования провести резку будет не возможно.

Необходимые инструменты

Как ранее было отмечено, резка каленого стекла может проходить только при использовании специального оборудования и инструментов. Оно следующее:

Специальная печь для обработки каленого стекла.
Терморегулятор.
Угольник.
Маркер для разметки поверхности.
Камень для шлифования.
Специальный стеклорез.
Стержень диаметром 6 мм, изготавливаемый из дерева.
Очки, предназначенные для защиты глаз. При резке может образовываться стружка, которая отлетает от зоны резания.

Резка каленого стекла болгаркой

При помощи специального оборудования вырезать закаленное стекло можно с точными размерами и высоким качеством торцов.

Инструкция по резке закаленного стекла

Высокая прочность и твердости поверхности определяет то, что при резке могут возникать довольно серьезные проблемы. При рассмотрении того, как отрезать каленое стекло следует уделить внимание нижеприведенным моментам:

Подготовка заготовки проводится путем отжига. Эта технология предусматривает равномерный нагрев поверхности. За счет этого ликвидируется напряжения, которое формируется внутри материала на момент его закалки. За счет подобного напряжения становится намного сложнее достигнуть требующихся размеров.
Процесс отжига предусматривает нагрев воды до определенной температуры, после чего в нее опускается заготовка. Стоит учитывать, разрезать автомобильное стекло или декоративного применения следует при различной температуре, все зависит от марки материала.
Время выдержки каленого стекла в воде может существенно отличаться. В некоторых случаях требуется около часа, самые тяжелые варианты исполнения выдерживаются в течении месяца.
После достижения требуемой температуры изделие медленно охлаждается. Работа выполняется медленно, за счет этого исключается вероятность появления даже мельчайших дефектов.
Как только температура поверхности снизилась, можно надеть очки и провести резание при применении стеклореза. Подобным образом можно обрезать стекло для телефона.
Прежде чем проводить резку следует провести нанесение разметки. Ровных и точных линий достигают при применении угольника и других измерительных приборов.
Нажимать на материал следует со средней силой, так как высокая нагрузка может привести к серьезным дефектам. Рез проводится быстро, повторно пытаться сделать линию не рекомендуется по причине того, что подобные действия могут привести к появлению раскола и трещин.
На момент резки следует быть осторожным, так как повторно сделать линию разреза уже не получится. После получения требующейся линии под ней размещается стержень, резким толчком изделие делится на две части.

При аккуратном выполнении работы можно получить качественный срез. Провести отделку торцевой поверхности можно шлифовальным камнем.

Читать еще: Как согнуть лист нержавейки в домашних условиях?

Нюансы при резке в домашних условиях

При рассмотрении вопроса, как разрезать каленое стекло в домашних условиях нужно уделить внимание выбору более подходящего инструмента. Распространение получили следующие стеклорезы:

Алмазные сегодня используются крайне часто. За счет использования прочного и твердого материала инструмент может прослужить в течение длительного периода. Время от времени нужно проводить заточку режущей кромки при применении специального точильного камня.
Роликовые. Резка закаленного стекла в домашних условиях часто проводится при применении подобного инструмента, так как он идеально подходит для проведения рассматриваемой работы. В комплекте может быть 6 роликов, которые зачастую изготавливают из кобальта и вольфрама. За счет сочетания большого количества роликов из прочного и износостойкого материала задача по резке существенно упрощается.
Масляный похож на вариант исполнения с роликами, но при этом конструкция имеет специальную емкость для хранения масла. При выполнении работы смазывающие вещества добавляются в зону резания, за счет чего существенно упрощается процесс резания. Именно поэтому подобный вариант исполнения применяется чаще других.

Перед непосредственным проведением работы нужно проверить степень заточки режущей кромки. При использовании изношенного инструмента качество обработки существенно снижается, есть вероятность того, что создаваемая линия реза будет иметь недостаточную глубину.

Как закалить стекло?

КАК ЗАКАЛИТЬ СТЕКЛО

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

Технология изготовления закаленного стекла

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

Закаленное стекло vs обычное: основные отличия

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

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.

Обязательное оборудование

Расход материала

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?

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

голоса

Рейтинг статьи