客車用玻璃鋼制品質量的控制
客車用玻璃鋼制品質量的控制
客車用材料的主要發展方向是輕量化和環?；?，減輕客車自重是節能減排的有效措施之一。研究表明，汽車自重每減輕10％，燃油消耗可降低6％、9％。因此，輕質高強、耐腐蝕、加工方便、能降低制造成本、有效縮短開發周期的玻璃鋼制品越來越受到客車企業的重視，并成為客車結構的理想材料，在車身等大型覆蓋件方面已獲得了較廣泛的應用。
玻璃鋼的學名是玻璃纖維增強樹脂（FRP），是一種以合成樹脂為粘結劑、以玻璃纖維及其制品（玻璃纖維布或玻璃纖維氈，下同）為增強材料的復合材料，其顯著特點是比強度高、質量輕、耐腐蝕和具有良好的介電性能等。
盡管玻璃鋼成型新工藝不斷涌現，但手糊成型工藝簡單、成本低，在玻璃鋼的各種成型工藝總仍占有一定地位。影響手糊成型玻璃鋼制品質量的因素較多，必須從原材料質量、生產模具管理、制造過程的工藝控制和產品檢驗等幾方面加強監管，才能生產出合格的客車玻璃鋼制品。
1 原材料質量的控制
1.1 玻璃纖維質量的控制
手糊成型玻璃鋼用玻璃纖維主要是中堿或無堿無捻粗紗方格布及少量的短切玻璃纖維氈。用無堿無捻粗紗方格布生產的玻璃鋼制品強度高、絕緣性好、吸水性低、耐堿性能好，用中堿方格布制造的玻璃鋼制品的強度、電性能和耐水性均不如無堿方格布，但它的耐酸性能比較好，而且中堿方格布價格低廉、貨源充足，因此目前國內使用多的還是中堿方格布。短切玻璃纖維氈的特點是短切纖維無定向分布、孔隙率高、浸漬性能好、易鋪覆。由于短切玻璃纖維氈空隙率高，能吸收大量樹脂，從而提高了玻璃鋼制品的含膠量，因此以短切玻璃纖維氈為基材的玻璃鋼產品在防滲漏、耐水性、耐腐蝕性和耐候性等方面的性能均有較顯著的提高。
玻璃纖維及其制品應儲藏在清潔(相對濕度低于50％)的儲藏室中，使用前好保持密封狀態。玻璃纖維及其制品受潮后，表面含有吸附水，不僅影響纖維本身的強度、防礙樹脂與纖維之間的粘結，而且還影響玻璃鋼的其他性能。因此，玻璃纖維及其制品使用前應在105℃的條件下烘干2 h。
1.2 樹脂質量的控制
玻璃鋼常用的熱固性樹脂有不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂和呋喃樹脂等。應根據產品的不同要求選用合適的樹脂。手糊成型主要選用不飽和聚酯樹脂(占樹脂總用量的80％以上)。這是因為不飽和聚酯樹脂具有其他熱固性樹脂不可比擬的優良性能，如粘度小、浸漬性好、氣泡易排除，凝膠時間可根據需要任意調節、隨意著色等。不飽和聚酯樹脂一般應儲存在氣溫較低、陽光直射不到的儲藏室內，在室溫(15~18℃)條件下至少能存放3個月以上。
1.3 固化劑質量的控制
固化劑體系包括引發劑和促進劑。在手糊成型玻璃鋼制品的配方中，固化劑的用量原則上是固定的，可以通過改變促進劑的用量，使膠凝時間控制在所需范圍之內(一般膠凝時間控制在施工完畢后0.5~1 h之內)。
綜上，包括樹脂、固化劑、促進劑、顏料糊、填料、玻璃纖維及其制品等在內的所有原材料應具有產品合格證或驗收資料，必要時在使用前進行復檢，符合相關質量指標方可使用。
2 模具的管理
手糊成型玻璃鋼制品時，經常使用的是玻璃鋼模具。該種模具制作簡易，可以在木模、其他模具或產品上直接糊制。玻璃鋼模具要做膠衣層，厚度要比玻璃鋼制品膠衣層的厚度厚一些，一般控制在0.4~0.6 mm左右。普遍選用196號、189號、198號等不飽和聚酯樹脂來制造模具，尺寸穩定性要求高的模具要選用環氧樹脂來制造。模具制作完畢后，分別用400號、600號、800號和1000號的水砂紙磨平、拋光直至獲得有光澤的表面方可交付使用。為保證產品及模具的精度，一般情況下，模具使用10多次后，要對模具進行一次保養，重新拋光，使之能滿足產品表面質量的要求。在批量生產過程中，玻璃鋼模具必須清洗干凈并擦干后，方可涂脫模劑，所有模具均要待脫模劑干至不粘手時方可進行糊制。
3 手糊成型玻璃鋼制品的工藝
3.1 對作業人員和生產場地的要求
手糊成型玻璃鋼制品的質量在很大程度上依賴于生產人員的操作技能。因此，要求生產人員有熟練的操作技巧和豐富的生產經驗，能夠判斷和處理生產中出現的不正?，F象。
手糊成型的工作場地要求寬敞、明亮、通風良好，并保持干燥，樹脂配料、玻璃布裁剪、手糊成型、切割加工等場地要盡可能分隔開來。糊制玻璃鋼的地方要保持清潔、干燥，并盡可能設置通風／除塵及采暖裝置，室內溫度應保持在15℃以上。因為溫度太低，樹脂粘度太大，會影響操作及產品質量。切割加工的場所應設置抽風／除塵裝置或噴水加工，以防粉塵飛逸，影響工人健康。
3.2 膠衣層的制造
客車玻璃鋼制品表面質量要求較高，應采用膠衣樹脂制做膠衣層。膠衣層的作用是美化和保護玻璃鋼制品，提高產品的耐老化、耐水和耐化學品性能，延長玻璃鋼制品的使用壽命。膠衣樹脂的配料方法與普通不飽和聚酯樹脂相同，可用玻璃鋼專用毛刷涂刷膠衣樹脂，也可用樹脂噴槍噴涂，噴涂時要補加5％左右的苯乙烯調節粘度，同時補充噴涂過程中散失的苯乙烯。如果沒有特殊要求，則膠衣層的厚度控制在0.3～0.5mm(即面密度為300～450 g／m2)范圍內為好。膠衣層太薄會影響保護和裝飾效果，太厚則容易破碎。
3.3 玻璃鋼層的糊制
膠衣層基本固化后，先在膠衣層或模具上均勻地涂刷1層配好的樹脂。接著鋪放1層玻璃布，剪去廢邊，消除皺紋、氣泡，然后再刷1層樹脂，使玻璃布充分浸漬并消除氣泡之后，繼續鋪放玻璃布，按此方式操作，依次糊制直到所需的厚度(注意不得將兩層以上的玻璃布同時鋪放)。必要時可用輥子滾壓，將玻璃布壓緊，使之浸漬并消除氣泡。相鄰兩塊玻璃纖維制品連接時，可采用對接或搭接的形式。對接時要小心操作，不要使對接的兩端接頭脫空；搭接時的接頭長度一般不超過50 mm，上一層的搭接縫和下一層的搭接縫要錯開，不允許重疊在一起。一般手糊玻璃鋼制品的樹脂質量百分數控制在55％左右。
3.4 骨架的預埋與糊制
為充分發揮玻璃鋼的優點，提高客車玻璃鋼制品的剛度和強度，可在制品的反面預埋金屬骨架或加強筋。例如，KLQ6129(蘇州金龍海格客車)前／后圍玻璃鋼制品采用了將金屬骨架放入模具與玻璃鋼蒙皮整體成型，并在局部用樹脂膠粘接骨架與蒙皮的工藝，不僅在確保
模具尺寸相對穩定的前提下提高了模具的剛度，同時保證了產品外形尺寸的精度和外觀質量。
3.5 固化和脫模
手糊成型好的制品要在60～80℃的條件下加熱固化1 h，并待制品冷卻至常溫后才能脫模。制品脫模困難時，可用木榔頭或橡膠榔頭敲打，使制品與模具剝離，不得用金屬榔頭敲打制品。必要時也可使用千斤頂、手動葫蘆等工具進行脫模。
4 質量檢驗
手糊成型玻璃鋼制品過程中存在很多不可控因素，因此要有嚴格的檢查和質量控制制度。每件制品都要有生產記錄卡片，經常檢查各道工序，檢驗合格后才能進行下一道工序的操作。例如，產品的樹脂含量要基本均勻，不得有樹脂浸漬不良或因局部樹脂過多而影響使用等缺陷，產品的厚度應基本均勻，形狀尺寸和公差尺寸要符合設計圖紙的要求，產品出廠前應充分固化(固化度不得小于90％)，可用巴柯硬度計測量產品的表面硬度，從而判斷產品是否充分固；定期抽檢批量產品的手糊玻璃鋼制品，詳細記錄檢查結果，分析產生缺陷的原因，并及時采取措施消除。
5 典型的質量缺陷及對策
手糊成型玻璃鋼制品典型的質量缺陷有以下幾種。
5.1 褶皺
產生褶皺(見圖1)的原因及對策如下。
a.膠衣厚度太薄。應控制膠衣層厚度為0.3~0.5 mm。
b.固化劑量不足。檢查樹脂配比是否正確、混合是否均勻。
c.凝膠時間太長。檢查顏料糊對膠衣樹脂固化的影響。
d.環境濕度較大，溫度較低?？刂骗h境濕度，如果氣溫太低，則應將車間溫度提高至18～20℃。
e.固化不充分開始糊制。待膠衣樹脂達到足夠的固化度(發軟而不粘手)再糊制。
5.2 針孔
產生針孔(見圖2)的原因及對策如下。
a.模具表面有塵粒。模具表面在涂刷膠衣前用空氣吹干凈。
b.樹脂粘度大?？筛鶕枰帽揭蚁┫♂?。
c.凝膠時間太短。調整引發劑、促進劑的用量，適當延長凝膠時間。
d.膠衣樹脂中含有氣泡。膠液配制好以后，靜止片刻后再使用。
5.3 開裂
產生開裂(見圖3)的原因及對策如下。
a.膠衣厚度太厚。應控制膠衣厚度為0.3~0.5mm。
b.樹脂系統選擇不當。根據產品不同的性能要求，選擇不同的膠衣樹脂。
c.膠衣樹脂中加入了太多的苯乙烯或者填料。按工藝標準調整膠衣樹脂配比。
d.樹脂固化不良。使樹脂充分固化。
e.產品到受沖擊。選用韌性更好的膠衣樹脂。
5.4 起泡
發生起泡（見圖4）的原因及對策如下。
a.樹脂用量過多；膠液中氣泡含量多?？刂坪z量；注意拌合方式，減少膠液中的氣泡含量。
b.樹脂膠液粘度太大。適當增加稀釋度用量，提高環境溫度。
c.增強材料選擇不當。應選擇容易浸透樹脂的增強材料。
5.5 分層
產生分層（見圖5）的原因及對策如下。
a.玻璃纖維布質量差或有蠟。應更換玻璃纖維布或對玻璃纖維布進行脫蠟處理。
b.操作不當。注意利用脫泡輥子精心操作。
d.樹脂太少或過多。應使樹脂含量均勻。
6 結束語
綜上，必須在充分了解影響玻璃鋼產品質量的主要因素的基礎上，采取相應的控制措施和對策，才能解決生產中出現的問題，終達到提高客車玻璃鋼制品質量的目的。
