陸騰

（眾泰汽車(chē)工程研究院，浙江 杭州 310018）

汽車(chē)鋼化玻璃生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量控制淺析

陸騰

（眾泰汽車(chē)工程研究院，浙江 杭州 310018）

鋼化玻璃在滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外龐大的汽車(chē)市場(chǎng)需求的同時(shí)，也因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊導(dǎo)致制造成本增加，給企業(yè)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，只有從提高自身的產(chǎn)品質(zhì)量入手，制訂科學(xué)規(guī)范的工藝管理制度，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，滿(mǎn)足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求。本文對(duì)鋼化玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行闡述及分析，從而制定合理的解決措施。

鋼化玻璃；缺陷；解決措施；輥道

汽車(chē)鋼化玻璃作為汽車(chē)安全玻璃的一個(gè)類(lèi)別，主要應(yīng)用于除汽車(chē)風(fēng)窗玻璃以外的其他汽車(chē)玻璃區(qū)域，如車(chē)門(mén)玻璃、車(chē)門(mén)角窗玻璃、背門(mén)玻璃等。鋼化玻璃在滿(mǎn)足龐大的汽車(chē)市場(chǎng)需求的同時(shí)，也因?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊導(dǎo)致制造成本增加，給企業(yè)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)，只有從提高自身的產(chǎn)品質(zhì)量入手，制訂科學(xué)規(guī)范的工藝管理制度，才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，滿(mǎn)足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求。

1 鋼化玻璃質(zhì)量問(wèn)題及解決措施

汽車(chē)鋼化玻璃的生產(chǎn)過(guò)程中存在玻璃質(zhì)量問(wèn)題，以下內(nèi)容主要就在生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的一些產(chǎn)品質(zhì)量缺陷進(jìn)行分析，如鋼化玻璃炸裂、彎曲度變形、麻點(diǎn)、凹坑、劃傷、磨損等，并制定合理的解決措施。

1.1 鋼化玻璃炸裂

鋼化玻璃炸裂的原因如下。

（1）玻璃原片質(zhì)量缺陷的影響。玻璃原片的破壞程度與材料中存在的裂紋尺寸成反比。裂紋中心區(qū)域及周邊區(qū)域的受力極限遠(yuǎn)小于其他區(qū)域，當(dāng)它受到外力作用超過(guò)玻璃的負(fù)荷極限時(shí)，裂紋會(huì)快速擴(kuò)展造成鋼化玻璃的炸裂。玻璃表面或者內(nèi)部存在的各種缺陷，如雜質(zhì)、劃傷、結(jié)石等，是裂紋產(chǎn)生的源頭。玻璃內(nèi)雜質(zhì)的周邊區(qū)域，往往是玻璃的薄弱處，也是應(yīng)力集中區(qū)域，在鋼化后應(yīng)力集中效應(yīng)將成倍的增長(zhǎng)，這種薄弱處將成為玻璃自行破碎的中心。玻璃表面劃傷會(huì)形成玻璃的網(wǎng)狀開(kāi)裂，在加熱的邊緣邊會(huì)引起環(huán)向裂縫的出現(xiàn)。玻璃中的結(jié)石對(duì)玻璃的強(qiáng)度有不同程度的影響。結(jié)石周?chē)话愣加形⒓?xì)裂紋存在，而且結(jié)石存在的位置非常重要。結(jié)石在玻璃表面或接近玻璃表面區(qū)玻璃不炸裂，結(jié)石在玻璃的中間區(qū)玻璃大部分炸裂，因中間區(qū)是張應(yīng)力區(qū)，在外力作用下，極易導(dǎo)致鋼化玻璃炸裂。結(jié)石的大小不同，不是主要的，分布在壓應(yīng)力區(qū)即使尺寸是 1.1mm 大的結(jié)石也不會(huì)炸裂。但是分布在張應(yīng)力區(qū)的結(jié)石，即使尺寸小于 0.1mm，玻璃也存在炸裂風(fēng)險(xiǎn)。（2）玻璃加熱、冷卻不均勻的影響。由于加熱與冷卻不均勻，同時(shí)造成鋼化玻璃應(yīng)力分布不均勻或應(yīng)力偏移，其結(jié)果導(dǎo)致鋼化玻璃炸裂。如爐溫低于 580℃時(shí)，玻璃在鋼化時(shí)（激冷時(shí)）會(huì)崩裂。因加熱溫度過(guò)低，玻璃未加熱到可塑狀態(tài)，這種情況一般是在鋼化（激冷）的前10～30s內(nèi)破裂，而且碎塊較大。若爐溫較高，加熱時(shí)間短，玻璃未加熱透，表面接近軟化點(diǎn)，開(kāi)始變形，但內(nèi)部仍然處于脆性狀態(tài)，這種情況多發(fā)生在冷卻后期，碎片形狀較小。（3）鋼化程度的影響。鋼化程度即是鋼化應(yīng)力級(jí)數(shù)。它同鋼化玻璃的機(jī)械強(qiáng)度呈線性關(guān)系。若盲目提高鋼化程度會(huì)產(chǎn)生大量的破裂現(xiàn)象。實(shí)踐證明，風(fēng)壓大時(shí)玻璃炸裂情況增多。鋼化玻璃炸裂如圖1所示。

圖1 鋼化玻璃炸裂缺陷

減少或防止炸裂的措施:①提高玻璃原片的質(zhì)量，使用優(yōu)質(zhì)浮法玻璃，特別應(yīng)注意玻璃中結(jié)石的位置，若處于張應(yīng)力區(qū)則不能使用；②嚴(yán)格玻璃鋼化工藝制度，定制合理有效的工藝參數(shù)；③嚴(yán)格技術(shù)操作規(guī)程，提高技術(shù)水平；④保證設(shè)備完好率，建立巡回檢查制度；

1.2 鋼化玻璃彎曲度變形

鋼化玻璃彎曲度是控制玻璃型面精度的重要手段。彎曲度變形主要區(qū)分為兩種情況：鋼化玻璃板的起始端和末端上翹，玻璃呈凹形；鋼化玻璃的起始端和末端下沉，玻璃呈凸形，如圖2所示。

圖2 鋼化玻璃凸形彎曲

玻璃彎曲呈凹形的原因：玻璃下表面溫度過(guò)低，下部冷卻風(fēng)壓過(guò)高。

玻璃彎曲呈凹形的原因：玻璃下表面溫度過(guò)高，下部冷卻風(fēng)壓過(guò)低。

玻璃彎曲呈凹形的解決措施：如下部風(fēng)壓與上部風(fēng)壓在同等條件下，可通過(guò)調(diào)節(jié)加熱功率來(lái)提高加熱爐底部溫度。如加熱爐底部溫度與頂部溫度的設(shè)置在一個(gè)合適的比例，可通過(guò)增大上部風(fēng)壓和減小下部風(fēng)壓來(lái)平衡玻璃的冷卻速度。

玻璃彎曲呈凸形的解決措施與彎曲成凹形的解決措施類(lèi)似，通過(guò)增大下部風(fēng)壓和減小上部風(fēng)壓來(lái)平衡玻璃的冷卻速度。

1.3 玻璃表面麻點(diǎn)、凹坑

玻璃鋼化后表面存在麻點(diǎn)、凹坑的主要原因：

（1）由于玻璃在未及時(shí)清理的加熱爐輥道表面，輥道上殘留的玻璃碎粒與玻璃表面接觸形成麻點(diǎn)和凹坑缺陷，如圖3所示。（2）加熱爐累計(jì)使用二氧化硫時(shí)間超過(guò) 500h后，二氧化硫會(huì)在輥道表面形成不均勻分布的硫酸鈉，硫酸鈉與加熱玻璃接觸會(huì)使玻璃表面形成麻點(diǎn)和凹坑缺陷，如圖4所示。解決措施：定期對(duì)加熱爐輥道表面進(jìn)行徹底的清洗：選用 800 目細(xì)砂紙對(duì)輥道進(jìn)行打磨，然后用炳酮水或軟化水清洗輥道表面。

圖3 輥道上殘留的玻璃碎塊

圖4 輥道上的二氧化硫污點(diǎn)

1.4 玻璃表面劃傷、磨損

玻璃在鋼化后表面劃傷的主要原因是由于玻璃在加熱爐內(nèi)振蕩時(shí)，由于正反轉(zhuǎn)切換時(shí)的加減速度過(guò)快，玻璃在輥道上打滑造成的。劃傷缺陷如圖5所示。

圖5 鋼化玻璃劃傷缺陷

輥道上有異物未及時(shí)清理或輥道磨損，導(dǎo)致材料受熱膨脹不均勻也是引起玻璃表面劃傷的重要因素。

解決措施：（1）修正輥道運(yùn)行線速度，減小加減速度。（2）加大二氧化硫的用量。（3）清洗或更換輥道。

玻璃在鋼化后表面磨損的主要原因?yàn)椋翰Ａг阡摶袷帟r(shí)破損，碎片均勻且大，碎片中心沒(méi)有應(yīng)力層呈現(xiàn)，主要是由于出爐溫度過(guò)低或風(fēng)壓過(guò)大引起的。

解決措施：（1）提高加熱爐爐溫設(shè)置，延長(zhǎng)加熱時(shí)間。（2）降低風(fēng)壓。

1.5 玻璃表面波紋、霧痕及缺角

玻璃成型后，放在高光區(qū)域玻璃表面呈現(xiàn)波浪形的缺陷，即為波紋，如圖6所示。

玻璃在鋼化后表面存在波紋缺陷的主要原因是由于玻璃在傳送過(guò)程中，加熱爐輥道與鋼化段輥道不在一條水平線上，存在高度階差，引起玻璃表面產(chǎn)生波紋狀的紋理。

圖6 鋼化玻璃波紋缺陷

解決措施：調(diào)整加熱爐與鋼化段的輥道，保持水平一致；傳送速度設(shè)置平緩、穩(wěn)定，從而降低玻璃傳送過(guò)程中晃動(dòng)的頻率，減少波紋缺陷的發(fā)生。

玻璃在鋼化后表面存在霧狀印痕、缺角的缺陷的原因是由于對(duì)玻璃下表面的加熱過(guò)急，在加熱玻璃表面上產(chǎn)生較大的熱膨脹，引起玻璃的柱面形變，如圖7所示。印痕的產(chǎn)生加大了玻璃下表面中心與輥道間的摩擦力，形成霧狀印痕。同時(shí)會(huì)增大了玻璃邊部同加熱爐輥道間的摩擦，造成玻璃缺角，如圖8所示。

圖7 鋼化玻璃霧痕區(qū)域

霧痕解決措施：（1）減小加熱爐內(nèi)下部加熱功率或加熱時(shí)間。（2）增大加熱爐內(nèi)上部加熱功率或增加加熱爐上部溫度設(shè)置。（3）加大二氧化硫的用量。

如果鋼化后的成品玻璃在上下風(fēng)壓正常的情況下向上彎曲，但又有碰角的現(xiàn)象存在，用以下的方法可以解決缺角問(wèn)題。

缺角解決措施：（1）提高加熱爐下區(qū)的爐溫設(shè)定值 5 ～ 10℃，相對(duì)應(yīng)的降低加熱爐上區(qū)的爐溫設(shè)定值。（2）提高加熱爐下區(qū)電能功率設(shè)定值5%～10%，相對(duì)應(yīng)的提高加熱爐下區(qū)的爐溫設(shè)定值 5 ～ 10℃。

1.6 鋼化玻璃碎片大小

鋼化玻璃碎片大小需符合 GB9656-2003 中 5.13條的規(guī)定，如圖8所示，玻璃碎塊不滿(mǎn)足法規(guī)的要求。

保證玻璃鋼化后碎塊大小的主要因素為玻璃的溫度、加熱時(shí)間、加熱爐的溫度設(shè)置，冷卻風(fēng)壓及風(fēng)柵與玻璃之間的距離。要使玻璃鋼化后碎塊較小，必須使玻璃有較高的溫度或較大的壓力或者較小的風(fēng)柵高度，或合并以上三項(xiàng)同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，才能獲得符合法規(guī)要求的鋼化碎塊。

圖8 不合理的鋼化玻璃碎塊大小

1.7 鋼化玻璃翹角

玻璃鋼化時(shí)翹角的原因分析：鋼化玻璃翹角的主要原因是因鋼化爐加熱溫度冷卻壓力不匹配，或加熱爐輥道與鋼化輥道標(biāo)高不一致造成的。

玻璃鋼化翹角排除加熱爐輥道與鋼化輥道標(biāo)高不一致的原因之外，其主要原因還是加熱爐上下區(qū)的溫度設(shè)置偏差較大及下區(qū)溫度較低，玻璃在加熱后出加熱爐口時(shí)上表面的溫度高于下表面的溫度，在激冷時(shí)上下溫差大，玻璃向較熱的一面彎曲，又因?yàn)橄虏匡L(fēng)壓設(shè)置較大，在冷卻過(guò)程中，玻璃激冷時(shí)間短，定型快，上彎玻璃難以平行，從而形成翹角現(xiàn)象。

解決措施：（1）適當(dāng)提高加熱爐下區(qū)的爐溫設(shè)定值 7 ～ 10℃，或增加下區(qū)電能功率 5%～ 10%。（2）相對(duì)降低加熱爐上區(qū)的爐溫設(shè)定值 5 ～ 10℃，增加下區(qū)電能功率 5%～ 10%。（3）適當(dāng)調(diào)整鋼化上下部風(fēng)壓，使鋼化玻璃在加熱爐到鋼化段的溫度壓力相匹配。

2 結(jié)語(yǔ)

本文 簡(jiǎn)要闡述了汽車(chē)鋼化玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制方法。對(duì)鋼化玻璃在生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行闡述及分析、并制定合理的解決措施，說(shuō)明了汽車(chē)玻璃鋼化要以完善玻璃預(yù)處理、加熱方式及冷卻方式為基礎(chǔ)，以?xún)?yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量為目的，深化玻璃的鋼化工藝，使汽車(chē)鋼化玻璃的產(chǎn)品質(zhì)量得到不斷的提高。

[1]GB9656 － 2003,汽車(chē)安全玻璃 [S].

TQ171.732

A

1671-0711（2017）03（下）-0030-02