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[摘要] 运用流变力学理论对叠片热弯过程进行分析，提出由温度和保温时间控制叠片热弯玻璃流变的理论依据，进而研究设备和温度制度对玻璃流变的影响，实现了玻璃流变的较好控制，保证了叠片热弯玻璃的较高质量。
一． 引言
叠片热弯是指两片或两片以上叠放的单片平板玻璃，在形变温度下，通过重力或外力作用而形成一定形状的过程。
高档汽车或飞机风挡玻璃的设计通常采用双曲面，为实现这种形状，须进行热弯处理。对于两片以上单片玻璃夹层制得的风挡玻璃，为保证玻璃间的吻合度和光学质量，叠片热弯是一种较为理想的技术手段。通过叠片热弯，玻璃的形状、形状精度和光学质量可以得到较好保证。
本文确定了叠片热弯过程中浮法玻璃的流变性质，提出由热弯温度和保温时间控制叠片热弯玻璃流变的理论依据。通过研究工艺及设备对玻璃流变的影响，实现了玻璃流变的较好控制，保证了叠片热弯玻璃的形状、形状精度和光学质量。研究内容对玻璃的叠片热弯玻璃的形状、形状精度和光学质量。研究内容对玻璃的叠片热弯具有一定的指导意义。
二． 叠片热弯玻璃的流变模型及主要参数
双曲面夹层风挡玻璃采用的玻璃原片为钠钙硅酸盐浮法玻璃，图1为该种玻璃的粘度-温度曲线。钠钙硅酸盐玻璃的热弯温度位于图1中阴影所示的温度范围。玻璃在420-630℃是一种粘弹性，其流变模型相当复杂。420℃≤T≤560℃可以用Burgers
模型来描述，而560℃≤T≤630℃可以用Maxwell模型来描述。随着温度变化，流变模型是逐渐转变的，越接近低温，粘性流动越不明显，越接近固体性质，420℃时接近三原件固体模型。在退火温度附近，Burgers模型逐渐转变为Maxwell模型，徐变曲线中推迟弹性变形越来越不明显。温度升高，粘性流动越来越显著。
E-T曲线，500-750℃的曲线部分可看成二次抛物线，应用代数插值法可近似求出500-750℃时E-T的表达式：
玻璃的流变参数，随温度升高，总的趋势是逐渐降低的。在应变点温度（526℃）以下，玻璃的流变参数随温度升高而下降比较缓慢；在转变温度（560℃）附近，玻璃的粘性和弹性系数随温度升高而下降很快；在转变温度到630℃，玻璃的粘弹系数随温度升高而下降缓慢。
三．流变力学在玻璃热弯中应用
玻璃热弯是一个复杂的工艺与流变力学问题，若严格按照实际情况进行分析，其中不稳定温度场的分布，玻璃的顽抗匀性以及工艺的可重复性等众多因素，使我们几乎无法推导出适用的理论，但在分析中忽略一些次要因素，抽象出这一工艺过程的柄质，可运用流变力学对叠片热弯过程进行理论分析。
1．热变热备
由于双曲面夹层风挡玻璃用于特种汽车或飞机，市场需求量不大，且形状精度和光学质量要求很高，因此，该种玻璃的热弯造用电加热单个热弯炉较为适宜。
为保证玻璃叠片热弯的质量，在电加热单个热弯炉的设计时，采用了下列方式：
（1）发热元件分为上、下两组，两组元件可同时或分别启动，在玻璃热弯时，可使玻璃单侧受热，避免玻璃表面产生压痕和麻点。
（2）根据炉膛的大小选择适当的电炉总功率，并且、上、下两组发热元件的功率要合理配置，保证热弯电炉适当的升温速度。
（3）发热元件沿炉膛空间合理布置，保证炉内温度的均匀性。
2．温度制度
对于叠片热弯，采用重力作用自然成型法，来控制玻璃的形状精度和光学质量。
玻璃的热弯必热成型工艺范畴，成型过程受弹性、粘性、热传导、比热和密度等多种因素的影响，但在所有的影响因素中，弹性和粘性对热弯过程的影响最为重要。通过试验确定，玻璃的热弯温度小于560℃，因此，玻璃的流变性质可以用Burgers模型来描述，其徐变方程为：弹性、粘性常数与温度的关系见（图2和图3）
因此，决定玻璃的形状精度和光学质量的粘性和弹性常数都是由温度决定的。所以，温度制度对叠片热弯是至关重要的。另外，在徐变方程中，时间对玻璃的徐变也有很大影响，时间过长，徐变过大，影响玻璃光学质量；时间过短，徐变过小，无法满足玻璃的形状精度。
由于玻璃自身重力作用，玻璃发生徐变，在方程
在同一时刻，则有： ，即玻璃表面产生缺陷可能性为：C面>B面>A面。
为此，当接近形变温度时，关闭热弯炉下面一组发热元件，使玻璃上表面单侧受热，通过玻璃内的温度梯度减少玻璃的徐变，可以保证玻璃的光学质量和吻合度。
当玻璃上表面单侧受热时，
即
根据Burgers徐变方程：
徐变减少量：C面>B面>A面
由此，降低了自身重力对玻璃表面的破坏，提高了玻璃的光学质量和吻合度。
综上所述，在双曲面夹层风挡玻璃热弯时，我们确定了如下加热方式：
1． 模具蓄热阶段：在温度低于300℃时，开启下组发热元件，玻璃下表面受热。
2． 升温阶段：300℃保温后，再开启上组发热元件，玻璃上、下面表面同时受热。
3． 热弯阶段：接近形变温度，关闭下组发热元件，玻璃表面单侧受热，通过温度梯度减少玻璃重量对表面的影响。
最后，通过计算和试验，我们制定了适宜的温度制度，使叠片热弯玻璃的形状精度和光学质量满足GJB502-88标准的技术要求。
四．结论
1．玻璃在420-630℃是一种粘弹性体，其流变模型相当复杂。420℃≤T≤560℃可以用Burgers 模型来描述，而560℃≤T≤630℃可以用Maxwell模型来描述。
2．叠片热弯时，浮法玻璃的流变性质可以用Burgers 模型来描述，因此，温度（T）和时间（t）是影响玻璃流变的重要参数。
3．同时保证形状精度和光学质量是制定双曲面夹层风挡玻璃叠片热弯工艺的关键，其中温度制度的确定对玻璃质量至关重要。
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