汽车玻璃生产工艺

2018-2-81汽车玻璃生产工艺2018-2-82•了解浮法玻璃的基本特性(与汽车玻璃相关部分)•了解汽车安全玻璃的种类•了解夹层玻璃基本特性及加工工艺•了解钢化玻璃基本特性及加工工艺2018-2-83第一章浮法玻璃的知识点（与汽车玻璃相关部分）第二章夹层玻璃生产工艺第一节夹层玻璃基本知识第二节夹层玻璃生产工艺第三章钢化玻璃生产工艺及设备第一节钢化玻璃基本知识第二节钢化玻璃生产工艺第三节钢化玻璃生产设备第四章各厂房设备生产能力汇总目录2018-2-84•一、浮法玻璃工艺及相关知识点•浮法玻璃是平板玻璃的一种，因生产过程是“漂浮”在锡液面上而得名。平板玻璃生产工艺有垂直引上工艺（处于淘汰边缘）、平拉工艺（如压花玻璃）、浮法工艺（因质量好大量应用于加工行业），浮法工艺是世界上目前最先进的平板玻璃生产工艺方法。用于汽车玻璃的浮法玻璃原片厚度一般有2mm、3mm、3.5mm、4mm、5mm、6mm。　第一章浮法玻璃的知识点　2018-2-85•浮法玻璃生产过程概述：是将经过合理调配的原料送入高温（约1050-1150℃）的玻璃熔窑获得均匀的玻璃液，再将玻璃液送入充满氮氢保护气体的锡槽，漂浮在锡液 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面上，自然摊平、展薄、抛光、冷却后，最后进入退火窑，经退火后的玻璃产品即为浮法玻璃。•同锡液接触的玻璃表面称为锡面，自然摊平的另一面称为空气面。空气面比锡面具有更好的性能和更高的表面质量。2018-2-86•横淋子浮法玻璃在生产过程中玻璃液的前进方向就是淋子方向，下图即为横淋子方向。2018-2-87竖淋子淋子方向由于横淋子在前挡风玻璃中易使驾驶员视觉失真且易疲劳，故前挡风玻璃尽量使用竖淋子。2018-2-88二、浮法玻璃成分浮法玻璃成分主要有：SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Na2O。成分特点：高钙、中镁、低铝、微铁。2018-2-89•三、浮法玻璃颜色•浮法玻璃有透明玻璃（俗称白玻）和颜色玻璃。•颜色玻璃有：兰玻、绿玻、灰玻、茶玻、黑玻。•颜色玻璃是在透明玻璃的原料中加入着色剂而制成。如：兰玻是加入了CoO，绿玻璃是加入了Fe2O3。2018-2-810•四、浮法玻璃的退火与淬火•退火就是消除或减小玻璃中热应力至允许值的热处理过程。浮法玻璃本身的生产过程是经退火窑退火后而成。通俗地讲退火就是先加热再缓慢冷却。•淬火就是使玻璃表面形成压应力的热处理过程，淬火玻璃即是（物理）钢化玻璃。通俗地讲淬火就是先加热再快速冷却。2018-2-811•五、应力、自裂（夹层玻璃）、自爆（钢化）•应力是玻璃结构排列的不均匀在力学上的　　　反映。•自裂：夹层玻璃出现的自然破裂现象，是由于玻璃内部存在不均匀的残余应力所致。•自爆：钢化玻璃出现的自然破裂现象，主要原因是由于玻璃张应力层存在的NiS（硫化镍）在常温下相变引起体积膨胀所致。2018-2-812•什么是夹层玻璃•夹层玻璃是由两层或两层以上的玻璃用一层或数层透明的粘结材料粘合而成的玻璃制品。•夹层玻璃的特性•玻璃与PVB粘结力高，当玻璃破碎后，玻璃碎片仍然粘在PVB上不剥落，不伤人，具有安全性。•高抗冲击强度，受撞击后，脆性的玻璃破碎，但由于它和有弹性的PVB相结合，使夹层玻璃具有高的抗穿透能力，仍能保持一定的能见度。•耐光、耐热。第二章夹层玻璃生产工艺及设备第一节夹层玻璃基本知识2018-2-813•夹层玻璃的用途•汽车挡风玻璃•建筑玻璃和顶棚•防弹玻璃、耐压观察窗等2018-2-814•夹层玻璃主要原材料•玻璃采用浮法玻璃,透光度好；平整度好、无波纹;退火均匀,机械强度高。•粘合材料目前夹层玻璃粘合材料主要用PVB，由聚乙烯醇缩丁醛、增塑剂、添加剂组成;它具有透明、无色、耐光、耐寒，粘结性能好等特性。PVB与玻璃粘结机理：Si-OH基与COH基形成氢键2018-2-815•PVB种类•按厚度分有0.38、0.63、0.76、1.52mm，其中汽车安全玻璃用的PVB为0.76mm。•世界著名的PVB膜片生产厂家主要有美国杜邦、首诺及日本积水2018-2-816•汽车用PVB•厚度:0.76mm•颜色:A:有色带如GC表示绿带透明PVBB:无色带如C:透明PVB.含水率:0.3-0.7%2018-2-817第二节　夹层玻璃生产工艺流程原片切割预处理（切割、掰边、磨边、洗涤烘干）　丝印（喷粉、丝印、烘干）热弯　合片（切拉膜、套橡胶圈、初压）　　　高温、高压终检、修边包装2018-2-818原片切割•目的：将原片切成所需尺寸的毛坯，毛坯留边量通常为单边不少于12-15mm，以利于四周的掰边。2018-2-819–毛坯切割时注意玻璃的淋子方向，夹层玻璃最好采用竖淋子，以保证驾驶员视觉失真少，也不易疲劳。–区分玻璃的空气面和锡面，至少保证夹层玻璃内外片中的一片与PVB粘结面为空气面，以免影响粘结力。图一是在同样PVB含水率条件下玻璃两个面和PVB的粘结力对比曲线，玻璃的空气面和PVB的粘结力要比锡面和PVB粘结力高。–因此毛坯切割时，玻璃放在L型料架上，注意L型料架的玻璃空气面朝向必须一致。2018-2-820图　　一粘结力PVB含水率％递增递增空气面锡面2018-2-821PVB性能PVB含水率递增递增PVB抗穿透2260g/4mPVB粘结力图　　二2018-2-822　　将毛坯切割成所需形状。切割时注意切割压力及切割刀轮：根据玻璃厚度调整切割压力及选取择切割刀轮角度。异型切割边角料不少于12-15mm，以利于四周的掰边。2018-2-823•切割油的使用•在切割玻璃时，必须使用切割油（如煤油），且玻璃表面要干燥不能有水雾，因为切割时，空气中的水分会使玻璃的硅酸盐组成一种胶团，结果封闭了刀口，使掰边困难。切割油的渗透力强，切割后会渗入刀口，使刀口和空气隔绝，减少形成胶团的可能。但过量的切割油会污染玻璃表面，使洗涤不容易。2018-2-824切四刀、掰边去除边部多余的边料，由于切割时刀口没有通到玻璃边部，所以掰边前要先开刀口。2018-2-825–(3)磨边：–将周边锋锐的棱角磨去，不割手，也去除一些细小的裂纹。–常见的磨边种类按边部形状可分为倒棱边和圆边。倒棱边一般用于对边部质量要求不高的非裸露边，我司的夹层玻璃目前都是磨倒棱边。圆边一般用于对边部质量有要求的裸露边，不允许出现亮斑,我司的钢化玻璃目前都是磨圆边。客户有具体要求时依客户的要求而定。–一般采用金刚砂磨轮进行磨边，我司现用的磨轮截面形状有V型和U型两种，V型用于磨倒角边，U型用于磨圆边。2018-2-826磨边前（边部为直角）2018-2-827•　　　　　　　磨边后　　　倒棱边　　　　　　　　圆边　2018-2-828–4)洗涤烘干–(1)目的：用水将玻璃表面灰尘、油污、杂质清理干净。–(2)洗涤夹层玻璃严格来讲要使用去离子水，因为水中的Ca2＋和Mg2+离子会在玻璃上造成水迹，同时也会影响玻璃的PVB的粘结力。去离子水程度可用水的导电率来衡量，导电率越小，水越纯。2018-2-829–5)喷粉–(1)喷粉是指把玻璃经洗涤干燥后，在外片玻璃表面喷上分隔粉，防止二片玻璃叠合热弯时烧结在一起。–(2)通常采用湿喷，将粉和水按重量比1：10均匀混合，用泵打在玻璃上部的喷嘴，向下喷到外片玻璃表面。喷粉要求粉质细且能少量被PVB吸收，喷粉后必须做到硅粉均匀不结块，如有结成小块的粉夹在玻璃中，热弯过程中玻璃表面有小坑，在这个部位产生光畸变。2018-2-830–6）印刷及烘干–（1）目的：用丝网印刷方法将油墨印刷在玻璃上并将油墨烘干。–（2）夹层玻璃油墨是由低熔点玻璃粉（30%）、熔剂（30%）、色料（3%-4%）及有机物（35%）混合而成，油墨按烘干方式分红外线烘干油墨、紫外线烘干油墨，通常油颜色为黑色，也有白色、灰色、蓝色等，我司目前使用的是红外线烘干油墨。–（3）印刷质量受油墨粘度、刮刀压力和速度、印刷厚度及印刷环境等因素影响。2018-2-831–3、热弯–热弯就是把切割好尺寸大小的玻璃，放置在根据弯曲弧度设计的模具上，放入加热炉中，加热到软化温度，使玻璃软化，然后退火，即可制成热弯玻璃。热弯模具采用耐热钢材制成，其上部环沿与玻璃成品形状及曲率一致。由于热弯过程是决定玻璃的最终形状，因此是整个夹层玻璃生产的关键工序。2018-2-832–玻璃的热弯是在热弯炉内进行的，包括四个阶段，预热段、成型段、退火段、冷却段，连续热弯炉，分为上下两层，上层对玻璃进行预热、成型，下层用于对玻璃进行退火、冷却，小车是由矩形钢架、隔热材料做成的顶部敞开、其余周边密封的箱体。生产时通过传送装置，使小车在热弯炉的上下两层循环运行。2018-2-833生产时，将相应的模具放在热弯小车内，在上片/下片段，操作工人将已经过预处理的合格半成品玻璃上到模具上，通过升降及传送装置使热弯小车升到热弯炉上层，依次经过预热段、成型段，在预热段玻璃从常温升高到略低于玻璃软化温度Tf（Tf一般为550-580℃之间），在成型段玻璃温度高于软化温度，玻璃基本已经软化处于较塑性状态，重力作用使玻璃逐渐2018-2-834下垂与模具四周相贴合形成球面，达到最终产品的弧度与球面要求。通过电脑终端操作根据玻璃的球面形成情况控制小车下降到下层的退火、冷却段时进行退火、冷却，退火的目的是尽量减少玻璃内部的张应力形成周边压应力，若张应力过大，则玻璃会破裂。冷却的目的在于进一步消除玻璃内部的张应力，形成周边压应力，同时将玻璃冷却到可以搬动的温度。经传送装置将热弯小车输送至上片/下片段，由操作工人将弯玻璃取出，放在相应库位的A型架上，整个热弯工序至此结束。2018-2-835–4、合片–1）清粉–目的：把玻璃之间的分隔粉用吸尘器或清水清理干净。–2）拉膜–目的：将膜片拉伸成所需要的弧度。–有些PVB有色带夹在挡风玻璃上部，可以遮阳，为了美观往往将PVB伸展，使色带弯曲，以符合玻璃上部形状。PVB伸展是将PVB均匀的加热，同时拉伸成扇形，然后均匀的冷却将PVB的变形冻结成永久变形。2018-2-836•3）切膜：•对于要求为平色带或无色带的PVB，则不需拉伸，直接切膜，切割长度为玻璃实际长度加上20--40mm左右，大小头交替切割可提高PVB的切裁率。切割好的PVB应叠放整齐，并用高压膜包好，以防止膜片变色、污染。2018-2-837•4）调湿•目的：PVB膜片的含水率对夹层玻璃的性能有很大的影响，PVB膜片的含水率越大，它和玻璃间的粘接力就越小，PVB膜片含水率越低，粘接力越强，其抗穿透性就越小，因此，PVB膜片在使用前均必须在室内调节含水率，以使膜片含水率符合要求，即膜片含水率在0.3-0.7%之间。•一般情况下，在温度18-25℃、相对湿度为18-23%之间这样的条件下可确保PVB膜片的含水率符合要求，因为温度、湿度直接影响PVB膜片的含水率。2018-2-838•5）合片•目的：在两片玻璃中间夹上膜片并把膜片边料修掉。•用小刀将PVB膜片多余的部分切掉，切割后PVB膜片周边应留余量约２—３mm，以免合片后膜片因收缩而产生缩胶，且合片时内、外片必须对齐，叠差不得超过1mm，为保证膜片含水率，合片室环境控制温度18-25℃，相对湿度18-23%之间。2018-2-839•6）初压•目的：把玻璃与PVB之间70%以上的空气抽掉并封边。•初压方式有辊压法或减压法，我司用的是橡胶环减压法，即根据玻璃大小先取合适的橡胶圈，将橡胶圈套在合好片的玻璃上，橡胶圈套上后周边无间隙，感觉略紧为宜。将玻璃竖起放在初压线传送带上，将抽头与真空管相接，在初压线上冷抽，冷抽的目的在于把玻璃与PVB间70%以上的空气抽掉，然后送到加热室里热抽，热抽的目的在于把玻璃与PVB周边封住，防止高压过程空气及水进入玻璃中间，使玻璃与膜片初步粘合在一起。2018-2-840•５、高压•目的：在高温高压下把玻璃与PVB紧密粘接在一起。•高压有三个过程：升温升压、保温保压、降温降压。•A.升温升压：温度由常温升到105℃，随着温度升高，压力升至3.5—5.0bar，此后温度升至130-150℃，开始补压10-13bar。•B.保温保压：温度在130-150℃，压力10-13bar，时间30-50分钟。•C.降温泄压：温度40-50℃，开始泄压。2018-2-841•６、终检、修边•检验玻璃外观后将边部PVB用小刀割除。•７、包装•装箱时，注意玻璃的四个角与木箱侧板必须留有一定的间隙，钉箱后，不允许有漏钉、透钉现象。2018-2-842•钢化玻璃生产工艺及设备•钢化玻璃基本知识钢化玻璃分物理钢化和化学钢化，我们通常所说的钢化玻璃均指物理钢化。2018-2-843•什么是全钢化玻璃？•玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，这时玻璃处于粘住流动状态，保温一段时间后将玻璃迅速送入冷却装置，低温高速气流对玻璃均匀淬冷，使玻璃内层产生张应力，外表面产生压应力，经过这样处理的玻璃制品就是全钢化玻璃。2018-2-844在任意5CMX5CM的范围内碎片数不少于40不多于400块，玻璃厚度大于3.5MM时碎片数在40块以上450块以下。2018-2-845•什么是区域钢化玻璃？•玻璃在加热炉内加热到接近软化温度，然后将玻璃迅速送入不同冷却强度的风栅中，对玻璃进行不均匀冷却，使玻璃主视区与周边产生不同的应力，周边区处于风栅的强冷位置，进行全钢化，此位置碎片好，钢化强度高，主视区处于风栅弱冷位置，碎片大钢化强度低，用这种方法生产的玻璃就是区域钢化玻璃。2018-2-8462018-2-8472018-2-848•钢化玻璃的特性•优点：具有较高的机械强度A.抗冲击强度钢化玻璃的抗冲击强度是相同厚度普通玻璃的5-8倍，5mm厚钢化玻璃用227g钢球冲击，钢球从2-3米高落下不破碎，同样厚度的玻璃在0.4米就破碎了。B.抗弯强度抗弯强度比普通玻璃高3-5倍，用一片6X1250X350mm玻璃条，两端架起来，中间加重物，中间最大弯度可达100mm不断裂。2018-2-849•具有良好的热稳定性热稳定性是指玻璃能承受剧烈温度变化而不破坏的性能，钢化玻璃可承受温度变化范围达150-320℃，而普通玻璃只有70-90℃，如将钢化玻璃放在0℃的冰上，浇上熔化的327℃铅水玻璃不会爆碎。•安全性能好钢化玻璃破碎时碎片成蜂窝状钝角小颗粒，不易伤人。2018-2-850•缺点:•钢化玻璃不能切裁、钻孔及磨边•钢化玻璃会自爆，即在没有外界机械力作用下发生的自身破裂。2018-2-851•钢化玻璃的用途•由于钢化玻璃强度好，安全性好，可由于交通设备及工程机械上作挡风，建筑上作屋顶，门窗隔断栏杆等。•由于它的强度好，热稳定性好，可以用于仪表,观察窗，家电保护屏等。•也可用作夹层玻璃及中空玻璃的原片。2018-2-852•钢化应力分布张应力压应力2018-2-853第二节　钢化玻璃生产工艺流程原片切割预处理（切割、掰边、磨边、钻孔、洗涤烘干）丝印　钢化附件安装　　　终检包装2018-2-854•钢化玻璃生产工艺•1、原片切割•将原片切成所需毛坯的规格,毛坯留边量通常为单边不少于12-15mm，以利于四周的掰边。2018-2-855–区分玻璃的空气面和锡面，生产时，应用锡面仪区分原片锡面与空气面，然后按空气面一致朝内堆放，并在”玻璃原料卡”上注明空气面方向。有银线印刷的一定要印在玻璃的锡面，以确保银线烧结后颜色呈棕红色，否则，银线印在玻璃的空气面烧结后颜色呈黄色。–数控切割时根据玻璃厚度调整切割压力,一般以易掰边为原则。2018-2-8562、预处理–1)切割：根据切割程序将毛坯切割成所需形状。--切割压力和切割角度切割压力太大会引起爆边，小块玻璃屑剥落，刀口线发白不透明。切割刀轮太尖，也会引起爆边和小块玻璃屑剥落。切割刀轮要根据玻璃厚度来选用，不同厚度选用不同刀轮。2018-2-857–2)掰边：–(1)目的：去除边部多余的边料。–(2)由于切割是时刀口没有通到玻璃边部，所以必须开刀口。2018-2-858–3)磨边：–将周边锋锐的棱角磨去，不割手，也去除一些细小的裂纹。–常见的磨边种类按边部形状可分为倒棱边和圆边。倒棱边一般用于对边部质量要求不高的非裸露边，我司的夹层玻璃目前都是磨倒棱边。圆边一般用于对边部质量有要求的裸露边，不允许出现亮斑，我司的钢化玻璃目前都是磨圆边。–一般采用金钢砂磨轮进行磨边，我司现用的磨轮截面形状有V型和U型两种，V型用于磨倒棱边，U型用于磨圆边。2018-2-859•-4)钻孔•根据钻孔样片“孔数—孔径”的要求，选取相应直径的钻头。•钻孔的方式主要有：手工钻孔和机器钻孔。钻头分上钻和下钻两部分，下钻约钻玻璃厚度的60%，薄玻璃钻50%，以避免玻璃破裂；上钻要略钻过下钻所运行过的路径，以清除切下的部分。2018-2-860–5)洗涤烘干–为了将玻璃表面灰尘、油污、杂质清理干净，需要仔细的洗涤，洗涤后的玻璃必须安全烘干。下片时必须带上干净的手套，不得用手直接接触洗涤后的玻璃。2018-2-8613、印刷及烘干–对洗涤后需印边的玻璃用丝网印刷方法将已调好的银浆、油墨进行印刷，并用烘干机将油墨烘干。–主要设备：印边机、烘干机。–印刷室环境：温湿度控制及清洁程度要求较高。–油墨是由玻璃粉（30%）、熔剂（30%）、色料（3%-4%）及有机物（35%）混合而成，我司目前使用的油墨按烘干方式为红外线烘干油墨ＩＲ，油墨颜色为黑色，也有白色、灰色、蓝色等。使用前必须调整油墨的粘度在合适的范围，以利于油墨印刷。2018-2-862•银线印刷：根据产品加热线电阻的要求、加热线的宽度和粗细选择合适的含银量的银浆并添加适量的稀释剂进行均匀搅拌。印刷时，须测试钢化后电阻，并与产品电阻要求进行比较，如在要求范围之外，必须进行调节，直到合格为止2018-2-8632018-2-8642018-2-8652018-2-8662018-2-8672018-2-868•5、附件的安装：•钢化玻璃附件安装主要有：托架的粘接、安装、钉座的粘接、插销的安装、舌片的焊接。•托架：用于支撑门玻璃升降，有些采用胶水粘接，有些利用汽缸的伸缩压制安装。•钉座：主要用于玻璃后挡的定位。•舌片：舌片为加热线接头，焊接方式有堆焊及点焊两种。•点焊机焊接是采用双臂进线方式，利用焊针加热来完成舌片的焊接。2018-2-8692018-2-870•6、包装•装箱时应抓紧玻璃两端，先将底部靠紧，上部顺着靠上，以免同前片玻璃摩擦下滑而造成划伤，玻璃放置位置不允许有钉子出现，玻璃四个角不能靠住木箱侧面板上；木箱应以密合的方式封箱，不允许有漏钉、透钉等现象。2018-2-871第三节钢化玻璃生产设备•一、大钢化炉（１＃厂房内）•1、设备特征：•1)加热炉为拱形加热炉;•2)可生产双曲面浅弯/深弯玻璃，主要生产后挡、双曲面边窗。•优点：炉内成型，钢化温度低，光学较好。•缺点：有风斑、不能生产完全单曲玻璃。2018-2-872•2、设备概况：•1）该生产线由上片台、加热炉、成型炉、成型装置、风栅、卸片台组成。•2）上片台：由几个小汽缸作定位块，生产非印刷及一般后挡/边窗时可直接上片，生产印刷产品时也可与印刷线连线。•3）成型炉：由预热区及弯曲区两部分组成。•4）成型、冷却装置：•成型装置：有平模、凸模、凹模、成型环，平模与凸模装在弯曲区与真空发生器连接，凹模装在热梭子上放置热盒子内，成型环装在冷梭子上。•5）卸片台与过渡冷却风栅连接。2018-2-873•二、HTBS水平、单弯钢化炉　　•1、设备特性：•1）加热炉为矩形加热炉。•2）主要生产平钢化、单曲率钢化。•3）通过更换成锥形陶瓷辊道可生产双曲率玻璃，锥形陶瓷辊道的直径为R20000。•优点：产频快、产量高、光学好、无风斑。•缺点：有辊道痕迹。2018-2-874•2、设备概况：该生产线由上片台、加热炉、成型区、卸片台组成。（1）上片台：辊道由钢管外套橡胶制成，装片台上设有限位杆，玻璃按一定间距进炉，上片台末端设有横向定位杆，是每片玻璃的前沿定位线。（2）加热炉：为矩形加热炉，顶部炉体侧有观察孔。（3）成型区：玻璃在加热炉加热到软化温度后送入成型区，成型与淬火（风栅快速冷却）同时进行。（4）卸片台与过渡冷却风栅相连接。2018-2-875•兰迪炉(平、单弯钢化炉）　1、设备特性：　　1）加热炉为矩形加热炉。　　2）主要生产平钢化、单曲率钢化。3）我司主要用于生产大巴侧窗玻璃。　　　优点：尺寸规格大，产频快、产量高。　缺点：国产炉，产品外观及性能不太稳定。2018-2-876•三、CBTS双弯钢化炉•该钢化炉采用热弯成型、风冷钢化的基本原理，通过设定图谱可成型出局部弧度变化大的玻璃弧面，再通过快速加热再快速冷却的办法形成钢化效果。