热弯玻璃的工艺控制及常见质量缺陷的探讨和分析

摘要：热弯夹层玻璃作为安全玻璃的一种，应用领域非常广泛，这种产品由两层或多层热弯玻璃经PVB胶片粘结而成，具有很高的强度和韧性，抗碰撞能力强，安全可靠，透明度高。另外一旦破碎，夹层玻璃承受高速冲击的强度高于钢化玻璃，玻璃破碎后无碎片飞溅，玻璃的碎片仍能粘接在PVB片上。鉴于此特点热弯夹层玻璃几乎应用于所有汽车玻璃的前风挡窗玻璃，同时也广泛应于建筑门窗幕墙、博物馆、陈列厅等相关领域。
　　　　
　　热弯夹层玻璃的生产主要经过以下几道工序:玻璃的热弯、合片、真空预热预压、高温高压等工艺过程。
　　
　　1热弯模具的选用
　　
　　热弯玻璃所使用的成型模具在热弯玻璃成型过程中起着至关重要的作用，热弯模具的种类主要分为三种：实心模、条框模、空心模，在此基础之上很多生产厂家在模具的加工上都有自已的特点。实心模，顾名思义模具中间为实心，用铁板制作成，此种模具的特点是容易保证玻璃的弯曲度和球面的一致，玻璃不会弯曲过头，对操作人员要求不高，缺点是模具的制作成本高，制作周期长，在热弯烧制过程中，模具吸热多造成升温慢，在烧制过程中容易造成玻璃表面出现麻点；空心模的制作采用角钢和扁钢制成，这种模具的制作相对简单，用材少，在热弯烧制过程中模具吸热少，在烧制过程中玻璃的中间采用弹簧进行支撑，制品表面不会出现麻点，采用此种模具对热弯的操作技术要求较高，由于热弯玻璃过程中有热滞后现象，制品很容易弯过头；条框模是介于实心模和空心模之间的一种模具，它的制作相对于实心模来说较为简单，对热弯操作要求也较低。
　　
　　2.热弯的操作过程
　　
　　目前，大多数玻璃加工厂家采用的是电加热式热弯炉，这种热弯炉温度控制方便，易操作，不污染玻璃，产品的质量和产品的一致性较高，且多数已采用计算机集成控制，通过对计算机各种参数设置，实现了对热弯工艺的程序化控制。
　　
　　热弯操作过程可以简单概括为将搭配好的大小片，且两片大小片间均匀洒上硅粉的玻璃放在凹模上面，然后对其进行加热，使玻璃达到软化点温度时，玻璃在自身重力或外部压力的作用下达到与凹模曲率一致后，停止加热，缓慢进行退火直至室温，至此完成热弯过程。玻璃热弯工艺过程中的控制，主要把握：玻璃预热时，应采用连续加热或缓慢加热的方式，使炉内温各处一致；要求两片重叠的玻璃弯曲的曲率半径相一致，否则会使夹层玻璃产生光学畸变；玻璃必须达到所要热弯成型时所需的温度；模具放置在承载小车上时，必须保证模具放置的水平；炉内温度达到玻璃成型时所需的温度640～710℃，这时玻璃将开始在自身重力的作用下开始变形，为了防止玻璃在接近软化温度时突然沉降，防止玻璃表面产生热弯波纹，这时操作人员必须时刻观察炉内玻璃的成形情况，通过观察来控制加热灯管的开关数量、区域和时间；玻璃的退火应采用缓慢冷却的方式，炉温必须降到100℃以下时再取出玻璃，玻璃在热弯成型时，原有应力已消除，为防止在降温过程中由于温度梯度而产生新的应力，应严格控制在退火温度范围的冷却速度，特别是在温度较高阶段，要玻璃慢冷到玻璃结构完全固定以后，以防止**应力的产生，退火曲线应该均匀变化，且出炉落架的玻璃不能放在车间风口或风扇直吹处。
　　
　　3热弯工艺过程中常见问题的分析
　　
　　3.1热弯玻璃在炉内炸裂的问题
　　
　　针对这个问题，可以从以下几个方面对玻璃进行分析：a.对进炉前的玻璃进行观察，看有无炸口和爆边现象。对于此方面，在玻璃切裁与磨边时必须要求：1）磨边时不允许有裸露边现象；对于玻璃边角掉角现象，掉角缺损小，修复后不明显，必须进行修复；2）掉角缺损大，无法修复的不允许存在；3）切割的接口处边部要通顺，不充许留有疙瘩凸起现象。b.玻璃在成型时使用的压辊；一些曲率半径大的产品，在玻璃成型时完全依靠重力无法达到要求的曲率和球面，必须借助压辊，压辊要用玻璃丝布完全包裹，在与玻璃接触时如果裸露金属直接与玻璃接触，会造成玻璃在炉内的破碎；另外，在施压玻璃时，如果压辊所缠绕的玻璃丝布中粘附有水迹或水珠，这样在压玻璃时也会造成玻璃在炉内的破碎；c.使用空心模时，玻璃中部在进炉前无支撑，特别是玻璃尺寸较大时，容易造成玻璃在炉内破碎，所以使用空心模具时玻璃中部必须进行支撑。d.玻璃在炉内的升温速度过快，容易导致玻璃在炉内受热不均匀，而出现玻璃炸裂。e.在玻璃成型时，辅助成型时的外力过大过猛，会使玻璃炸裂。对于一些曲率半径较大的产品，玻璃必须依靠辅助外力才能成贴合模具，每一个操作人员应当明白，玻璃的成型应当主要靠温度的调节来达到要求。
3.2热弯后玻璃吻合度超标
　　
　　a.模具曲率与检验胎具曲率不一致，这就要求每次在进炉生产之前对热弯模具进行校检，校检时将热弯模具平扣在检验胎具上，然后对四周进行观察，检验胎与热弯模具之间的缝隙不能超过1mm，如果缝隙超过1mm将影响玻璃的成型弧度，这时就必须要对模具的弧度进行调整，增大或减小模具的弯曲深度，如果模具沿上有过渡不顺的地方，做好标记，检验胎具抬下后，用磨轮将模具沿磨顺，磨时先用粗磨轮打磨，然后再用细磨轮进行刨光处理；b.玻璃在放置到模具上时，玻璃的中心与模具的中心不一致，这就要求每次进炉前玻璃放置到模具上时，一定要保证玻璃与模具周边的距离要均匀；c.热弯成型时温度过低、过高或成型时设定的时间过长、过短，热弯成型时的温度，一般在630-730℃之间，所要加工的玻璃厚度不同、曲率大小不同、尺寸大小不同，热弯成型时的温度都不同，热弯时成型温度的设定与成型时间的长短，都对玻璃的弯曲成型产生极大的影响，熟练掌握和控制热弯成型时的温度和时间，这就要靠操作人员不断的对实际经验进行总结，然后制定出适合于此热弯设备与此玻璃产品的工艺参数，使生产过程规范化标准化，这样才能*大程度的减少人为因素与经验因素对产品质量的影响；d.玻璃在热弯成型时过快或过慢也会造成产品吻合度的超标，热弯成型的快慢主要靠控制升温速率来进行调整。e.玻璃成型后在凹模上的出边量过大（<15mm），容易造成玻璃的边部弯曲，从而影响玻璃的吻合度，为了避免热弯时玻璃的边部出现弯曲现象，在热弯凹模的制作方面，要保证玻璃成型后出模具的边沿≤10mm；f.模具在承载小车上放置不水平，也会影响玻璃的成型弧度，这就要求在放置模具到台车上时必须将模具支平。f.玻璃弧度检验方式不一致，所测量的玻璃吻合度也有区别，玻璃在水平检验时由于玻璃自身重力的影响，与玻璃在立检时存在一定差异，所以为了使产品的吻合度达到顾客的要求，必须事先与顾客进行协商，双方要采用统一检验方式对产品进行检验，
　　
　　3.3.热弯后玻璃油墨颜色出现变化
　　
　　一些经过丝网印刷的热弯玻璃，在高温烧制后会出现丝印区域油墨颜色有深浅色差或油墨颜色整体发红。解决此类问题，主要控制：a.为了避免热弯后玻璃油墨的颜色出现深浅色差，我们要选择正确的热弯油墨。玻璃热弯成型时的温度在580-650℃，所以要选择油墨烧结温度合适，专门用于热弯玻璃的油墨；b.丝印时将油墨印刷到浮法玻璃的粘锡面，会造成热弯后油墨颜色整体发红。为了避免此类缺陷的产生，丝印时要分清玻璃的粘锡面与非粘锡面，避免将油墨印刷到玻璃的粘锡面。对于一些异型玻璃，在对玻璃切裁时，为了避免此类缺陷，就要对玻璃的切割状态进行调整。
　　
　　3.4.玻璃内外片的叠差过大
　　
　　解决玻璃内外片的叠差问题，主要控制玻璃的切裁和热弯的曲率两个方面。对叠差的控制要注意以下几个方面：a.在产品的试制阶段，在玻璃切裁时，可以内外片玻璃切裁的大小一样，试制时热弯的吻合度与球面达到要求时，这时就要测量内外片玻璃的叠差，把内外片的叠差大小精确的记下来，编制到工艺文件上；b.切割机切裁玻璃时，根据内片的切割图形和测量的叠差大小来设计外片的切割图形。如果用手工模板切裁玻璃，*好使用一个内片的模板切裁玻璃的内外片，因为手工制作的内外片切裁模板或多或少都会存在差异，一个模板切裁可以避免这些差异。另外，要将加米量标识到模板上，以免出错；c.对于老产品出现的叠差问题，这时就要考虑人员切裁（针对手工切裁）和热弯曲率。人为因素对叠差的影响很大，特别是手工切割时，每个人的下刀把握不一样，这样往住不同人裁出来的玻璃大小不一样，存在误差，会造成玻璃的叠差超标。另外，热弯的曲率变化也会影响到内外片玻璃的叠差；d.对于双曲面带有很大球面的玻璃，这时对外片的切裁左右方向和上下方向在尺寸上都需要进行加米，使用一个模板手工切裁的很难满足这种加米要求，此种产品*好运用切割机进行切裁；e.玻璃在放置到模具上时，先放置外片后再放置内片，内片放置在外片上的位置要居中且放正，内片的中心线与外片的中心线要相吻合，否则也会造成内外片叠差的出现。
　　
　　3.5热弯玻璃边缘的模具痕迹
　　
　　热弯玻璃边缘的模具痕迹会影响玻璃整体的外观质量，为了减轻和避免热弯玻璃边缘的模具痕迹，我们应从四个方面入手：a.在制作热弯模具时，模具与玻璃的接触边缘必须打磨光滑，去除锐利的边棱.b玻璃成型时，如果使用过大的外力来施压玻璃、帮助玻璃成型，会造成玻璃边部明显的痕迹印，所以在玻璃成型时，尽量通过温度的调节来控制玻璃的成型，尽量减小外部对玻璃的压力来使玻璃成型。c.*好在热弯模具的边缘（特别是支撑玻璃重力的模具边缘），包覆不锈钢模具布。d.对于弧度较大的热弯玻璃建议采用开口模具，减小玻璃在成型时与模具边的摩擦。
　　
　　3.6热弯玻璃出炉后的自爆现象
　　
　　玻璃在热弯时退火过快，会造成后期成品玻璃的自爆发生，玻璃在热弯成型时，原有应力已消除。为防止在降温过程中由于温度梯度而产生新的应力，应严格控制在退火温度范围的冷却速度，特别是在温度较高阶段，要玻璃慢冷到玻璃结构完全固定以后，以防止**应力的产生，退火曲线应该均匀变化，且出炉落架的玻璃不能放在车间风口或风扇直吹处。玻璃的退火应采用缓慢冷却的方式，炉温必须降到100℃以下时再取出玻璃。