1 引言
隨著城市的快速發(fā)展，城市人口的不斷增加，土地價(jià)格的高漲，導(dǎo)致高層建筑物越建越多。鋼化玻璃作為安全玻璃的一種，因其具有普通玻璃的透視性，同時(shí)又具有機(jī)械強(qiáng)度（詞條“機(jī)械強(qiáng)度”由行業(yè)大百科提供）高、熱穩(wěn)定性好且破碎后的碎片小、碎片無尖銳鋒利的尖角等優(yōu)秀的安全特性，已經(jīng)作為高層建筑門窗必備的建材產(chǎn)品之一，得到廣泛的應(yīng)用。我們?cè)谥匾暺浒踩阅艿耐瑫r(shí)，也決不應(yīng)該忽視鋼化玻璃的外觀質(zhì)量，也就是，作為合格產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也必須滿足相應(yīng)的技術(shù)要求。
2 鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題及原因分析
鋼化玻璃的外觀質(zhì)量問題有許多表現(xiàn)形式，我們按照其出現(xiàn)在生產(chǎn)過程中階段的不同，將其分為兩大類：①由原片質(zhì)量缺陷造成的鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題，如：點(diǎn)狀缺陷(氣泡、夾雜物)、劃傷、光學(xué)變形等;②由鋼化加工過程造成的外觀質(zhì)量問題，如：鋼化玻璃的平整度問題(波浪紋、吻合度、板面變形)、光學(xué)方面的問題(中部灰色、應(yīng)力斑過重、虹彩現(xiàn)象)、白道、劃傷、麻點(diǎn)等。
2.1 由原片缺陷造成的外觀質(zhì)量問題及原因分析
最常見的有：點(diǎn)狀缺陷(氣泡、夾雜物)、劃傷、光學(xué)變形等。氣泡、夾雜物和光學(xué)變形是原板固有的缺陷，劃傷是在原片玻璃生產(chǎn)和搬運(yùn)過程中形成的。如果原片達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，不僅會(huì)使鋼化后的玻璃在外觀質(zhì)量方面達(dá)不到《鋼化玻璃》國家標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)也會(huì)大大增加鋼化玻璃的炸爐、應(yīng)力分布不均勻、自爆、機(jī)械強(qiáng)度降低、熱穩(wěn)定性以及各種安全性能變差等的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致鋼化爐（詞條“鋼化爐”由行業(yè)大百科提供）的停產(chǎn)、清爐，使得產(chǎn)品的成品率和生產(chǎn)效率下降，生產(chǎn)成本的上升，造成沒必要的浪費(fèi)。鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè)即使通過調(diào)整鋼化爐的工藝參數(shù)也無法避免這類質(zhì)量問題的發(fā)生，而企業(yè)只能通過嚴(yán)格控制生產(chǎn)管理制度，對(duì)員工加強(qiáng)培訓(xùn)，使操作人員熟練掌握檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和相應(yīng)的檢驗(yàn)方法，對(duì)原片玻璃進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，避免有問題的原片玻璃流入再加工階段。
2.2 由鋼化加工過程造成的外觀質(zhì)量問題
最常見的有：鋼化玻璃的平整度問題(波浪紋、吻合度、板面變形)、光學(xué)方面的問題(中部灰色、風(fēng)斑過重、虹彩現(xiàn)象)、白道、劃傷、麻點(diǎn)等。
2.2.1鋼化玻璃平整度不好的問題
鋼化玻璃平整度不好的問題可以分為2類：第1類，彎型鋼化玻璃平整度不好的問題。對(duì)這類問題通?？紤]其吻合度指標(biāo)，當(dāng)彎型鋼化玻璃成品出現(xiàn)吻合度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，主要會(huì)出現(xiàn)以下3種現(xiàn)象：
(1)成品玻璃與設(shè)計(jì)要求出現(xiàn)扭曲偏差
這說明需要進(jìn)行彎鋼化的玻璃在輥道上的位置沒有放置正確，玻璃彎曲的中心線與輥道不平行，如果出現(xiàn)這種情況，操作人員需要重新調(diào)整玻璃在上片臺(tái)上的位置，使玻璃彎曲的中心線與輥道處于平行狀態(tài)。
(2)成品玻璃與設(shè)計(jì)彎曲深度出現(xiàn)不同
這說明鋼化工藝參數(shù)設(shè)定有問題：在加熱（詞條“加熱”由行業(yè)大百科提供）階段，玻璃的加熱溫度不夠;在冷卻階段，主要是風(fēng)柵上風(fēng)口與下風(fēng)口吹風(fēng)時(shí)不同步，在吹風(fēng)時(shí)一個(gè)先打開吹風(fēng)，一個(gè)后打開吹風(fēng)。如果下吹風(fēng)口先打開吹風(fēng)，則成型后玻璃的彎曲深度會(huì)加大，反之，上吹風(fēng)口先打開吹風(fēng)，成型后玻璃的彎曲深度會(huì)減小，不按設(shè)計(jì)深度成弧。此時(shí)操作人員可重新調(diào)整工藝參數(shù)，適當(dāng)調(diào)整玻璃的彎曲深度。
(3)成品玻璃的型面質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求
操作人員可適當(dāng)調(diào)整加熱段的彎曲時(shí)間和急冷的時(shí)間，或者彎曲段傳動(dòng)鏈條的張緊程度，通過對(duì)鋼化工藝參數(shù)或設(shè)備的調(diào)整解決這類問題。
第2類，平型鋼化玻璃平整度不好的問題。此類問題主要有以下5種情況：
(1)玻璃在加熱時(shí)上下表面存在溫差造成的玻璃變形
①鋼化玻璃板面向上彎曲。這種現(xiàn)象是由于玻璃在加熱爐內(nèi)被加熱后，出現(xiàn)玻璃上表面的溫度高于下表面的溫度的情況，保持這種溫度狀態(tài)的玻璃進(jìn)入冷卻室冷卻，在冷卻過程中，當(dāng)玻璃上下表面的冷卻溫度和風(fēng)壓等條件相同時(shí)，由于玻璃上表面溫度（詞條“表面溫度”由行業(yè)大百科提供）高，冷卻后上表面的收縮量大于下表面，會(huì)出現(xiàn)玻璃板面向上彎曲變形的現(xiàn)象(如圖1所示)。出現(xiàn)這種情況，可以將加熱爐底部的溫度提高，盡量減小玻璃上下表面的溫度差。②鋼化玻璃板面向下彎曲。這種現(xiàn)象是由于玻璃在加熱爐內(nèi)被加熱后，出現(xiàn)玻璃下表面的溫度高于上表面的溫度的情況，保持這種溫度狀態(tài)的玻璃進(jìn)入冷卻室冷卻，在冷卻過程中，當(dāng)玻璃上下表面的冷卻溫度和風(fēng)壓等條件相同時(shí)，由于玻璃下表面溫度高，冷卻后下表面的收縮量大于上表面，會(huì)出現(xiàn)玻璃板面向下彎曲變形的現(xiàn)象(如圖2所示)。出現(xiàn)這種情況，可以將加熱爐底部的溫度降低，盡量減小玻璃上下表面的溫度差。
(2)玻璃在加熱時(shí)中間和邊部存在溫差造成的玻璃變形
玻璃在加熱爐內(nèi)經(jīng)過加熱后,如果其中間部位的溫度高于邊部的溫度,那么在冷卻過程中,玻璃上溫度較高的中間部位的收縮量，將大于溫度較低的邊部的收縮量,當(dāng)玻璃被冷卻到室溫狀態(tài)時(shí),玻璃的邊部尺寸就會(huì)大于中間部位的尺寸,在玻璃的邊部形成較大的壓應(yīng)力, 從而出現(xiàn)玻璃板面向下彎曲變形的現(xiàn)象(如圖2所示)。
同樣，玻璃在加熱爐內(nèi)經(jīng)過加熱后，如果其邊部的溫度高于中間部位的溫度，那么在冷卻過程中，玻璃上溫度較高的中間部位的收縮量將大于溫度較低的邊部的收縮量，當(dāng)玻璃被冷卻到室溫狀態(tài)時(shí)，玻璃中間部位的尺寸就會(huì)大于邊部的尺寸，在玻璃的邊部形成較大的張應(yīng)力，從而出現(xiàn)玻璃板面向上彎曲變形的現(xiàn)象(如圖1所示)。出現(xiàn)以上這兩這種情況，可以通過調(diào)節(jié)鋼化爐局部的加熱溫度參數(shù)或改變裝片的排布方式來解決。
(3)隨機(jī)的溫度分布不均勻造成的玻璃變形
隨機(jī)溫度分布不均勻主要是由于設(shè)備狀態(tài)不良造成的。鋼化爐的加熱絲有局部的損壞、溫度傳感器的位置發(fā)生改變或失真、玻璃在輥道上的碼放不合理等均會(huì)使玻璃受熱不均勻。這種隨機(jī)的溫度分布不均勻?qū)?dǎo)致玻璃加熱后在板面方向上溫度分布不均勻，玻璃在冷卻時(shí)不同的區(qū)域發(fā)生不規(guī)則且無規(guī)律的收縮，直接導(dǎo)致玻璃板面的局部平整度差。出現(xiàn)這種情況，企業(yè)可以通過制定合理的設(shè)備檢修、裝片制度來解決。
(4)輥道變形造成的玻璃變形
輥道變形可分為輥道受熱變形和輥道磨損變形。①輥道受熱變形造成的玻璃變形。由于陶瓷和石英（詞條“石英”由行業(yè)大百科提供）材料的耐熱沖擊性和熱穩(wěn)定性非常好，所以鋼化爐內(nèi)的輥道一般是采用這類材料制成的。雖然這兩種材料的耐熱性能優(yōu)秀，但由于輥道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，在長期使用后或者加熱不當(dāng)時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致在高溫下產(chǎn)生熱變形。在這種已經(jīng)變形的輥道上運(yùn)動(dòng)的玻璃，也會(huì)因此而發(fā)生形變，最終導(dǎo)致板面平整度差。②輥道磨損變形造成的玻璃變形。在鋼化玻璃生產(chǎn)企業(yè)中，當(dāng)鋼化爐內(nèi)的輥道上出現(xiàn)黏接比較牢固的雜質(zhì)時(shí)，通常使用磨削的方法對(duì)其進(jìn)行清除。在長期的生產(chǎn)過程中，輥道經(jīng)反復(fù)磨削和長時(shí)間的使用很容易造成磨損，而且這些磨損由于程度的不同，輥道會(huì)出現(xiàn)粗細(xì)不均的問題，最終導(dǎo)致在輥道上運(yùn)動(dòng)的玻璃發(fā)生形變，即板面不平整。
另外，在同一鋼化爐中的輥道，由于更換的時(shí)間不同，即各根輥道被磨損的程度不同，當(dāng)玻璃在這種整體不平的輥道面上加熱到軟化溫度，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，很容易出現(xiàn)板面的變形。這種情況不僅出現(xiàn)在加熱室內(nèi)，同時(shí)在冷卻室內(nèi)也會(huì)發(fā)生。出現(xiàn)以上這兩種情況，企業(yè)可以通過制定定期、合理的輥道檢查管理制度來解決。
(5)鋼化玻璃的波浪紋現(xiàn)象
波浪紋現(xiàn)象是指玻璃表面看上去有連續(xù)不斷的起伏，嚴(yán)重時(shí)用手觸摸玻璃表面可以感覺到。造成這種現(xiàn)象的原因主要有以下4種情況：①鋼化爐內(nèi)溫度過高，加熱時(shí)間過長。發(fā)生這種情況，可以通過調(diào)節(jié)鋼化工藝參數(shù)，降低鋼化爐加熱溫度或減少加熱時(shí)間來解決;②輥?zhàn)映霈F(xiàn)彎曲變形或個(gè)別輥徑、輥高超標(biāo)。發(fā)生這種情況，可以通過更換或調(diào)整輥?zhàn)痈叨葋斫鉀Q;③輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)或傳輸速度過慢。發(fā)生這種情況，可以適當(dāng)加快輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)或傳輸速度來解決;④在鋼化的冷卻工藝階段，玻璃是在鋼化爐的冷卻裝置中的輥道上做往復(fù)擺動(dòng)，這個(gè)時(shí)間段，如果玻璃整體的急冷溫度過高或風(fēng)壓過低，就會(huì)使得玻璃板面產(chǎn)生波浪形彎曲。發(fā)生這種情況，應(yīng)及時(shí)降低爐溫和加熱時(shí)間。
2.2.2鋼化玻璃光學(xué)方面的問題
(1)中央部分呈灰色
有些玻璃被鋼化后，接觸輥道的表面會(huì)出現(xiàn)灰蒙蒙的現(xiàn)象。這種情況會(huì)使玻璃的透視性能變差，多發(fā)生在玻璃的中間部位。發(fā)生這種情況的原因主要有以下兩種：①加熱爐內(nèi)的輥?zhàn)訙囟冗^高。這種情況多出現(xiàn)在鋼化爐剛開始使用的前兩爐玻璃上。遇到這種情況，可適當(dāng)增加熱平衡吹風(fēng)的壓力，或者減少空爐時(shí)間，保證玻璃連續(xù)生產(chǎn);②SO2氣體的使用量過大。SO2作為一種玻璃的保護(hù)氣體如果使用量過大，或者使用過于頻繁，會(huì)引起玻璃表面出現(xiàn)灰色現(xiàn)象。
(2)應(yīng)力斑過重問題
通過物理鋼化方法生產(chǎn)的鋼化玻璃都會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力斑現(xiàn)象，這是由物理鋼化的生產(chǎn)原理決定的，同時(shí)也是無法避免的。有時(shí)也利用這種現(xiàn)象來識(shí)別玻璃是否為鋼化玻璃，但是當(dāng)應(yīng)力斑過重時(shí)，尤其在特定的光線條件下觀察，這種現(xiàn)象就變成了外觀質(zhì)量缺陷問題。應(yīng)力斑過重問題通常是由以下3種原因造成的：①急冷過程中風(fēng)壓過大。這種高壓、高速的氣流吹到接近軟化的熱玻璃上會(huì)使鋼化玻璃的應(yīng)力斑加重。出現(xiàn)這種情況可以通過調(diào)整風(fēng)壓的參數(shù)來避免;②玻璃剛從加熱室進(jìn)入到冷卻室，并已經(jīng)開始吹風(fēng)急冷時(shí)，風(fēng)柵的擺動(dòng)或輥道的轉(zhuǎn)動(dòng)被停止后，導(dǎo)致風(fēng)柵的風(fēng)嘴只對(duì)著玻璃一個(gè)部位吹風(fēng)。出現(xiàn)這種情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)恢復(fù)風(fēng)柵的擺動(dòng)或輥道的轉(zhuǎn)動(dòng)與吹風(fēng)的同步;③在冷卻室內(nèi)開始吹風(fēng)急冷時(shí)，風(fēng)柵的風(fēng)嘴離玻璃的距離太近。出現(xiàn)這種情況時(shí)，在不影響玻璃的顆粒度及其它質(zhì)量要求的情況下，可以通過參數(shù)的調(diào)節(jié)適當(dāng)提高風(fēng)柵的高度。
(3)鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象
鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象是一種光學(xué)現(xiàn)象。浮法玻璃在成形過程中，錫槽內(nèi)進(jìn)入了氧和水等有害物質(zhì)，高溫下與錫發(fā)生氧化反應(yīng)，生成了SnO和SnO2，其中Sn2+和Sn4+通過錫液滲入浮法玻璃的下表面，并形成極薄的富含Sn2+和Sn4+的含錫層。這種滲錫量較高的浮法玻璃在進(jìn)行鋼化時(shí)，玻璃在鋼化爐經(jīng)過加熱后，其表面的SnO又被氧化成SnO2，其體積增大，導(dǎo)致玻璃表面產(chǎn)生微小的皺折，在光線的照射下，產(chǎn)生光的干涉現(xiàn)象。因此鋼化玻璃的虹彩現(xiàn)象既與作為原片玻璃的浮法玻璃質(zhì)量有關(guān)系，同時(shí)又與鋼化工藝有關(guān)系。在玻璃的鋼化生產(chǎn)中，除了選取優(yōu)質(zhì)的浮法玻璃作為原片以外，還要調(diào)整鋼化爐的加熱溫度和加熱時(shí)間參數(shù)，以適應(yīng)不同原片玻璃的實(shí)際情況。
2.2.3鋼化玻璃下表面出現(xiàn)的白道
鋼化玻璃出現(xiàn)的白道現(xiàn)象是由于玻璃的表面被微量的磨損形成的。對(duì)于玻璃的上下表面來說，其在加熱爐內(nèi)受熱的方式是不同的，上表面主要依靠輻射方式，而下表面則依靠傳導(dǎo)（詞條“傳導(dǎo)”由行業(yè)大百科提供）和輻射兩種方式共同進(jìn)行加熱。當(dāng)玻璃進(jìn)入加熱爐的初始階段時(shí)，玻璃的下表面由于到兩種加熱方式的共同作用，在相同的時(shí)間內(nèi)獲得的溫度比上表面更高。嚴(yán)重時(shí)玻璃會(huì)出現(xiàn)向上彎曲的現(xiàn)象，同時(shí)由于玻璃的下表面與輥道摩擦，就出現(xiàn)了白道現(xiàn)象。為了解決這個(gè)問題，我們可以通過以下4種方式來解決：①通過調(diào)整加熱參數(shù)，適當(dāng)降低加熱爐的下部溫度。有必要的話，還要把下部的功率降低;②相應(yīng)提高加熱爐的上部溫度;③當(dāng)白道出現(xiàn)在玻璃中間時(shí)，可增加加熱平衡值，當(dāng)白道出現(xiàn)在邊部時(shí)，可降低加熱平衡值或改變加熱曲線;④在生產(chǎn)過程中一定要做到連續(xù)生產(chǎn)，避免讓爐子空載運(yùn)行。
2.2.4鋼化玻璃表面的劃傷
鋼化玻璃表面的劃傷雖然屬于外觀質(zhì)量缺陷，但它會(huì)破壞玻璃表面應(yīng)力的均勻分布，導(dǎo)致玻璃機(jī)械強(qiáng)度降低。造成這種現(xiàn)象的原因通常有以下3種：①輥?zhàn)由险秤袌?jiān)硬的異物。發(fā)生這種情況必須將爐子的溫度降下來，清潔輥?zhàn)由系漠愇?②陶瓷輥或冷卻輥出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。發(fā)生這種情況需逐根檢查輥?zhàn)拥膫鲃?dòng)裝置，緊固傳動(dòng)裝置或修復(fù)受損的輥?zhàn)?③上下風(fēng)柵處可能卡有碎玻璃。發(fā)生這種情況需檢查風(fēng)柵，徹底清除卡在風(fēng)柵處的碎玻璃。
2.2.5鋼化玻璃的麻點(diǎn)現(xiàn)象
麻點(diǎn)現(xiàn)象也是鋼化玻璃外觀質(zhì)量缺陷的一種，通?？梢苑譃閮煞N類型：一種是密集型。通常麻點(diǎn)比較集中呈桔皮狀，這是由于加熱時(shí)間過長，或者加熱溫度過高造成的。這種情況可以通過調(diào)節(jié)加熱的時(shí)間參數(shù)或溫度參數(shù)來解決;另一種是分散型。個(gè)別麻點(diǎn)呈星點(diǎn)狀分布，它是由于上片臺(tái)或輥道表面不干凈，或風(fēng)柵下面的輥道不清潔造成的。為了減少麻點(diǎn)的出現(xiàn)，企業(yè)可以建立輥?zhàn)忧鍧嵵贫?，定期清潔輥道?/span>
3 結(jié)語
綜上所述，通過對(duì)鋼化玻璃外觀質(zhì)量問題產(chǎn)生原因的分析，我們可以看出，很多時(shí)候同一個(gè)質(zhì)量問題是多種原因造成的，因此我們?cè)诮鉀Q出現(xiàn)的問題時(shí)，要把能夠?qū)@個(gè)問題產(chǎn)生影響的各種原因，既有聯(lián)系又有區(qū)別地進(jìn)行綜合考慮。另外，可能會(huì)在鋼化玻璃上出現(xiàn)的這些外觀質(zhì)量問題，雖然大多數(shù)都不會(huì)直接影響到鋼化玻璃的安全性能，但對(duì)于一個(gè)合格的產(chǎn)品，應(yīng)該滿足全方位的質(zhì)量需求和要求，也就是說，在企業(yè)的日常生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)以滿足安全性能的技術(shù)要求為前提，同時(shí)避免出現(xiàn)外觀質(zhì)量問題，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的零缺陷，使產(chǎn)品既能滿足標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求，又能滿足客戶的設(shè)計(jì)要求，使企業(yè)在日益激烈的市場競爭中立于不敗之地，實(shí)現(xiàn)快速穩(wěn)定的發(fā)展。
