鋼材表面處理技術之: 搪瓷工藝用途及缺陷對策 

搪瓷是一種在金屬表面上覆蓋瓷釉后所形成的材料。它兼具金屬所具有的強度、加工性和玻璃所具有的耐腐蝕性、耐化學性、耐磨損性、美觀性等性能,是一種復合材料。它有很長的歷史,搪瓷工藝的起源據稱可追溯到17世紀。

搪瓷結構

1、搪瓷的工藝流程

搪瓷工藝的常規生產工藝如下,隨著技術的進步以及環保和成本的壓力有很多工序已經有所減少。

2、搪瓷的預處理

脫脂:去除表面的油脂,提高瓷釉和鋼板表面的附著力;油脂在高溫燒灼時分解成碳和水,水在高溫反應生成H,導致鱗爆的發生;碳在反應時生成CO,導致針孔的產生,所以鋼板必須要經過脫脂處理。

酸洗:酸洗可以增加鋼板表面粗糙度,提高瓷釉和鋼板的附著力。將鋼板經過規定的酸液溫度、濃度和酸洗速度下重量的減少量在15-30g/m 2/面(即酸洗失重)被認為較為合適,酸洗減量和鋼板的成分、粗糙度等因素關系密切。

鍍鎳:鍍鎳不僅可以提供瓷釉和鋼板的附著力,還有益于預防鱗爆的發生。

3、搪瓷工藝常見缺陷及對策

鱗爆

涂搪制坯在高溫燒釉時,瓷漿內的結晶水與鋼板表面的鐵、碳反應生成原子氫。反應式見下式。

H2O+Fe → FeO+2H

H2O+C → CO+2H

原子氫在鋼中擴散,以原子或分子的形式溶解于鐵,或吸附在鋼中的組織孔隙、晶界位錯、基體與非金屬夾雜物之間的空位處等等 。當制品冷卻時,氫在鐵素體中的溶解度急劇下降,如果鋼中沒有足夠的吸氫場所,氫原子會大量逸出,在鋼板表面積聚,至一定程度以很大壓力沖破瓷釉表面,產生鱗爆剝落,即鱗爆。

對策:

1、 對瓷釉加熱,讓結晶水揮發。

2、 調整瓷釉中鎳、鈷等成分。

3、 調整鋼種成分,增加夾雜物含量等,提高H穿透時間。

針孔

在在鋼板和瓷釉高溫燒成中,瓷釉內的水和鋼板內的碳反應生成CO,在瓷釉冷卻中, CO溢出瓷釉進入大氣,在瓷釉表面形成針孔。針孔的存在使鋼板直接裸露在大氣中,降低搪瓷用鋼板的使用壽命。

對策:

1、 對瓷釉加熱,讓結晶水揮發。

2、 降低鋼板中碳含量?？梢圆捎妹撎纪嘶鸹蜾撍捎肦H精煉加Ti合金。

3、 提高鋼板表面清潔度。

附著力不良

一種表現為瓷釉和鋼板完全剝離,基板裸露;另外一種為在規定沖擊試驗中瓷釉和基板的結合力評價低于1級。

對策:

1、 提高鋼板表面粗糙度,提高瓷釉和基板的接觸面積

2、 提高鋼板表面清潔度,如脫脂等。

3、 提高燒成溫度和保溫時間,讓瓷釉和基板充分反應。

4、搪瓷產品的用途