福耀玻璃：汽车玻璃生产工艺

福耀玻璃（14）：汽车玻璃生产工艺(2011-01-0516:53:04)转载标签：杂谈分类：工程机械/家电/混合注：以下资料均摘自网络，仅供参考。a、汽车玻璃的生产材料主要有：汽车用浮法玻璃，PVB(聚乙烯醇缩丁醛)胶片、银浆、油墨、辅助材料有：舌片、底座、托架、包边条。其中我司采用的是一级汽车用浮法玻璃，主要从国内如上海耀皮、深南玻、大连浮法进一级白片与绿片，从印尼和新加坡进口灰玻，马来西亚、台湾、法国等国家、地区进口兰玻或SOLA绿玻。我司的PVB胶片主要采用日本积水公司与美国杜邦公司的PVB胶片。银浆、油墨从韩国、美国杜邦与日本进口，辅助材料从全球采购。b、生产工艺：汽车玻璃主要有以下两大生产工艺。1、夹层汽车玻璃生产工艺：切大片靠模切割磨边洗涤干燥喷粉烘弯印刷清粉拉膜（PVB）调湿初压高压修边包装粘底座1)、切大片：原片玻璃必须先开成毛坯，毛坯玻璃通常比实际规格大30-50mm，以利于四周的掰边。注意事项：毛坯切割时要注意玻璃的淋子方向，保证二片玻璃都是竖淋子方向，才能保证驾驶员的视觉失真少，也不易疲劳。2）因为浮法玻璃的两个面是不同的，在生产过程中一面和锡槽中的锡接触，一面和氨气接触我们通常称为锡面和空气面。玻璃的空气面和PVB的粘接力要比锡面和PVB粘结力强，所以在生产中外片的空气面朝内,内片的空气面朝外叠合。这样才能保证两个空气面与PVB接触。3）切割：由于弯夹层玻璃是由内外二层玻璃一起弯曲成型的，因此玻璃的内片一般要比外片在长度上短，短多少，取决于玻璃的曲率，球面大小。不管是数控切割还是样板切割都要区分玻璃的大小片，配成对后才能进入烘弯程序。在切割时还得正确使用切割油控制切割压力以及吃刀深度。使用切割油是防止掰边困难，因为空气中水分的渗入刀口后使刀口与空气隔绝。为保证切割质量（没有爆边玻璃屑或缺口，刀口透明、连续、均匀）就必须控制切割压力不能过大与过小（视切割产品的厚度而定），同时刀轮的力度大小与选择的刀轮角度大小也有关，通常2m/m玻璃用a＝136°的刀轮，4m/m的用a＝150°。夹层2m/m玻璃的切割压力一般在0.18-0.2MPA之间。吃刀深度太深会使玻璃破碎，太浅会切不开玻璃。4）磨边：目的是除快口、不割手，也除去一些细小的裂纹，一般夹层玻璃只需倒边，随着工艺要求越来越高，很多裸露边玻璃的出现，夹层玻璃也开始采用精磨边，如A6、B5等。5）洗涤干燥：玻璃在磨边后要消除其表面的灰尘、油污、杂质，确保最好的粘着力。洗涤是夹层工艺透明度与成品率控制的重要环节。6）喷粉：为防止二片玻璃叠合层，在烘弯过程中粘片，通常在玻璃的表面喷一层薄薄的粉，通常使用直径为0.8微米的二氧化硅。7）烘弯：烘弯过程决定玻璃的最终形状，是夹层玻璃生产的关键工序。烘弯是用弯模热弯成各种形状并经退火而成的夹层玻璃半成品，一般在烘弯炉内进行，烘弯炉一般分为上下两层，上层用于预热，弯曲成型，下层用于退火冷却，方模具。注意事项：一定要传动平稳防止两片叠合玻璃前后错位，因为夹层玻璃用户的要求，周边必需有大于4N的压应力，中部必须退火要好，其张应力值小于7N，如果中心部的张应力过大，玻璃在安装时会破碎。8）清粉：在玻璃与PVB合片时，必须将喷在玻璃两面的粉清除，包括玻璃边部，这样才不会产生气泡和麻点状玻璃。9）PVB的拉膜：将PVB均匀加热，同时拉伸成扇形，然后均匀冷却将PVB的弯形“冻结”成永久弯形。10）调湿：PVB的含水率对夹层玻璃的性能影响很大，含水率越高，它和玻璃的间的粘接力就越小，反之含水率太低，粘接力较强，其抗穿透性就越小。11）合片：将需要置入PVB膜的玻璃放入合片机上，用真空吸盘吸起上片，清除后放入PVB薄膜，放下上片玻璃，并割去多余的PVB膜片边料。12）初压：一般采用压辊方式或减压方式。目的：尽量从呈三明治状积层的玻璃和中间膜之间排出空气并密封周围，以防止在高压工序时热煤油或气泡浸入玻璃中去。使玻璃与膜片初步粘合在一起，高压时，各层间不至于有错动现象，使水分不会渗入叠片玻璃内部。13）高压：由于玻璃叠片初压后虽基本胶合，但仍有一部分气体在初压温度下还不可能赶走，胶合的牢固度不强，要使叠片中的气泡完全排出和牢固粘合，应施以较大的均匀的压力和较高的可达到胶片软化所需的温度，使其在高压釜内加温加压，以彻底排除气体和使玻璃与PVB膜完全粘合，透明。2、钢化玻璃生产工艺切割（数控、靠模）磨边（手磨、仿型）钢化成型冷钻孔（手动、数控）（风冷）包装焊舌（一）钢化原理：1）工艺过程：钢化玻璃是将玻璃加热到接近软化化温度（这时处于粘性流动状态）——这个温度范围我们称为钢化温度范围（620℃—640℃），保温一定时间，然后骤冷而成的，下面简单叙述钢化玻璃在加热和骤冷过程中的温度变化及应力形成过程。a.开始加热阶段：玻璃片由室温进入钢化炉加热，由于玻璃是热的不良导体，所以此时内层温度低，外层温度高，外层开始膨胀，内层未膨胀，所以此时外层的膨胀受到内层的抑制表面产生了暂时的压应力，中心层为张应力，由于玻璃的抗压缩度高，所以虽然快速加热，玻璃片也不破碎。注：从这里可以了解到玻璃一进炉，由于玻璃内外层有温差造成了，玻璃内外层的应力，因此厚玻璃要加热慢一点，温度低一点，否则因内外温差太而造成玻璃在炉内破裂。b.继续加热阶段：玻璃继续加热，玻璃内外层温差缩小等内外层都达到钢化温度时玻璃板内等应力。c.开始骤冷阶段（在开始吹风的前1.5—2秒）玻璃片由钢化炉进入风栅吹风，表面层温度下降低于中心温度，表面开始收缩，而中心层没有收缩，所以表面层的收缩受到中心层的抑制，使表面层受到暂时张应力，中心层形成压应力。d.继续骤冷阶段：玻璃内外层进一步骤冷，玻璃表面层已硬化（温度已降到500℃以下），停止收缩，这时内层也开始冷却、收缩，而硬化了的表面层抑制了内层的收缩，结果使表面层产生了压应力，而在内层形成了张应力。e.继续骤冷（12秒内）玻璃内外层温度都进一步降低，内层玻璃在此时降到500℃左右，收缩加速，在这个阶段外层的压应力，内层的张应力已基本形成，但是中心层还比较软，尚未完全脱离粘性流动状态，所以还不是最终的应力状态。f.钢化完成（20秒内）这个阶段内外层玻璃都完全钢化，内外层温差缩小，钢化玻璃的最终应力形成，即外表面为压应力，内层为张应力。2）钢化玻璃的应力分布：a.钢化玻璃生产的工艺过程中的六个阶段的应力分布见图1b.钢化玻璃的最终应力分布说明钢化玻璃最终应力分布图，外表面具有最大压应力，从外层到中心层压应力渐渐减少，中心层存在最大张应力，从中心到外层张应力渐渐减少，在e点张应力和压应力都为0。参考资料：汽车钢化玻璃生产工艺汽车窗玻璃与建筑玻璃是使用同样的玻璃原板，但除具备一般窗玻璃的功能外，还要求在运行过程中保持必要的视野，破损时确保必须的最小限度的视野，出现事故时，即使人体撞击在玻璃上，也不致于出现太大的伤害，有效地防止外来物品进入等。早期的汽车窗玻璃使用未钢化的单片玻璃，由于未钢化的普通玻璃是一种脆性材料，强度低，破碎后碎片呈尖刀状，在车祸中常造成人身伤亡事故，因此取而代之的是风冷钢化玻璃。50年代初，美国最先使用曲面钢化玻璃作汽车前风挡玻璃。整块曲面钢化玻璃视野开阔，外形美观，很快推广到世界各国。后来在使用中发现一旦玻璃破碎，不能保住驾驶员的视野，而且小颗粒碎片将造成对眼睛的严重伤害，以致不能有效地采取刹车措施，导致二次事故的发生。60年代中期，日本、美国、西德开始生产区域钢化玻璃，世界许多国家相继进行生产。区域钢化玻璃的优点是破碎后仍然保住视线，避免二次事故发生。英国、西德、荷兰和日本在法律上规定前风挡允许使用区域钢化玻璃和夹层玻璃。夹层玻璃问世于本世纪初，1910年英国特立普勒克斯公司正式生产，最初使用的中间膜是硝酸纤维和醋酸纤维素，其缺点是随着时间增加出现变色脆化的老化现象。从1930年末开始，中间膜采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB），使夹层玻璃的性能和寿命显著提高。60年代中期，美国和西德研制出一种高抗穿透性夹层玻璃，简称HPR夹层玻璃。HPR玻璃抗穿透性能好，能有效地避免车祸或紧急刹车时乘员头部穿出前窗外的吊首事故。70年代汽车玻璃有了新发展，在保证安全前提下，不断追求多用途和外形美观的新品种，出现了印刷陶瓷电热玻璃、吸热钢化玻璃、无线夹层玻璃、电热丝夹层玻璃、遮阳夹层玻璃、导电膜夹层玻璃、顶蓬玻璃、防弹夹层玻璃、带耐磨塑料层的夹层玻璃、玻璃-塑料安全装配玻璃材料等。汽车玻璃的颜色也随之发生了变化，原先都以无色透明为主，为减轻司机眼睛疲劳，法国圣哥本公司采用青铜玻璃，此后其它各国也都普遍采用青铜玻璃。日本为蓝色兼有无色透明玻璃，美国则以绿色为主。为了节约能源，汽车玻璃已向轻量化方面发展，汽车轻量化的一个环节是汽车窗玻璃的薄板化。对载人客车窗玻璃所用的全部钢化玻璃，以前用厚5~6mm的板，现在降为3~3.5mm。以前日本的夹层玻璃使用2片3mm的板，现在以2mm+0.76mm中间膜+2mm为主；欧洲使用外侧2.5mm+0.76mm中间膜+内侧1.5mm的板；美国使用1.8mm+0.76mm中间膜+1.8mm的板。在薄板化的同时，考虑到薄玻璃在钢化时困难，制造上采取各种措施。对夹层玻璃必须考虑到对飞来物品的强度，制造和使用时的强度等。一、汽车玻璃的制造方法(一)钢化玻璃的生产方法随着科学技术的飞速发展，生产钢化玻璃的技术有了极大的提高，在广泛应用空气作冷却介质的基础上，又出现了许多新的、高性能、高效率的生产方法，根据钢化玻璃的制造方法可分为物理（热）钢化玻璃和化学钢化玻璃二种。1.物理钢化法物理钢化玻璃占所有钢化玻璃中的大部分。物理钢化玻璃又称热钢化玻璃。物理钢化的主要设备有钢化炉，它由加热和淬冷两部分构成。按淬冷介质的不同可分为风冷钢化，液体钢化和固体钢化。按玻璃的输送方式分为垂直钢化炉和水平钢化炉。(1)垂直钢化，国内外使用此法生产汽车玻璃已不常见，这里略去进行叙述。(2)水平钢化水平钢化生产线是由装片台、加热炉、冷却装置和卸片台组成，外加风机、增压用大空压机，储气罐、变频器、空气分配中心，电气控制柜及电脑终端等辅助设施。原片玻璃从一端装片入炉，经加热炉加热到钢化的温度，再进入冷却装置快速冷却，待玻璃冷却到适于包装的温度时，即从卸片台卸片。水平钢化炉的钢化工艺过程，全部由微机自动控制，因此钢化玻璃的质量与设备的先进程度有密切关系。水平辊道钢化生产钢化玻璃主要经过三个工艺过程：输送→加热→淬冷。输送系统采用的传动方式有齿轮传动、链条传动和摩擦传动。玻璃钢化中对加热系统的要求是必须使玻璃整个表面的受热温度保持均匀。可采用对加热元件进行合适的布置，计算机对加热元件实行精确调节及选用连续式可控硅型温度控制系统。对淬冷的基本要求是快速均匀冷却玻璃。淬冷工艺采用喷气形式，主要喷气类型有狭缝式、喷咀式和简单管道式。狭缝式喷气方式能使连续的高速气流通过狭缝喷向转动的玻璃表面。保证淬冷气流在玻璃表面形式合流，能减少彩虹的出现，在玻璃移出加热炉时必须以高速送往淬冷设备，缩短其输送时间，否则不能生产出平直的产品。(3)气垫钢化法就是将加热气体或燃烧产物如煤气之类在烧嘴中燃烧，将其燃烧生成物导入气箱内，气箱的顶部是由许多单位构成的床面，热气体由单位小孔喷出，气体温度约为650~680℃，压力约300~400mm水柱。这样，玻璃板在气垫床面上被热气体一边支承，一边加热到接近软化温度，然后由输送机构快速送入双面气垫冷却装置用压缩空气垫对玻璃进行急剧均匀冷却，再由转辊输送机将钢化好的成品玻璃送出。气垫法钢化系统主要有气垫加热床，加热炉及加热系统、电加热系统及热工控制，检测系统，冷却系统、传动装置及电气控制系统。介绍PPG公司气热炉床为合金床，由许多密布排列的合金喷嘴所组成，喷嘴上边缘处于同一平面，由鼓风机提供的室温压缩空气通过煤气或天然气燃烧加热，经小孔进入合金喷嘴的底部，并从喷嘴喷出。如在合金喷嘴放上一片玻璃，则由喷嘴组成的整个平面就形成受压状态，立即将玻璃向上托起，直到玻璃边缘周围通气，从而降低压力，而将玻璃悬浮距喷嘴上方0.01~0.02英寸（约0.