鋼材表面處理技術(shù)之: 搪瓷工藝用途及缺陷對(duì)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(qiáng)度、加工性和玻璃所具有的耐腐蝕性、耐化學(xué)性、耐磨損性、美觀性等性能,是一種復(fù)合材料。它有很長的歷史,搪瓷工藝的起源據(jù)稱可追溯到17世紀(jì)。

搪瓷結(jié)構(gòu)

1、搪瓷的工藝流程

搪瓷工藝的常規(guī)生產(chǎn)工藝如下,隨著技術(shù)的進(jìn)步以及環(huán)保和成本的壓力有很多工序已經(jīng)有所減少。

2、搪瓷的預(yù)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?zé)茣r(shí)分解成碳和水,水在高溫反應(yīng)生成H,導(dǎo)致鱗爆的發(fā)生;碳在反應(yīng)時(shí)生成CO,導(dǎo)致針孔的產(chǎn)生,所以鋼板必須要經(jīng)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(jīng)過規(guī)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(rèn)為較為合適,酸洗減量和鋼板的成分、粗糙度等因素關(guān)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(yù)防鱗爆的發(fā)生。

3、搪瓷工藝常見缺陷及對(duì)策

鱗爆

涂搪制坯在高溫?zé)詴r(shí),瓷漿內(nèi)的結(jié)晶水與鋼板表面的鐵、碳反應(yīng)生成原子氫。反應(yīng)式見下式。

H2O+Fe → FeO+2H

H2O+C → CO+2H

原子氫在鋼中擴(kuò)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(cuò)、基體與非金屬夾雜物之間的空位處等等 。當(dāng)制品冷卻時(shí),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(chǎng)所,氫原子會(huì)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(chǎn)生鱗爆剝落,即鱗爆。

對(duì)策:

1、 對(duì)瓷釉加熱,讓結(jié)晶水揮發(fā)。

2、 調(diào)整瓷釉中鎳、鈷等成分。

3、 調(diào)整鋼種成分,增加夾雜物含量等,提高H穿透時(shí)間。

針孔

在在鋼板和瓷釉高溫?zé)芍?瓷釉內(nèi)的水和鋼板內(nèi)的碳反應(yīng)生成CO,在瓷釉冷卻中, CO溢出瓷釉進(jìn)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(duì)策:

1、 對(duì)瓷釉加熱,讓結(jié)晶水揮發(fā)。

2、 降低鋼板中碳含量。可以采用脫碳退火或鋼水采用RH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(xiàn)為瓷釉和鋼板完全剝離,基板裸露;另外一種為在規(guī)定沖擊試驗(yàn)中瓷釉和基板的結(jié)合力評(píng)價(jià)低于1級(jí)。

對(duì)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(shí)間,讓瓷釉和基板充分反應(yīng)。

4、搪瓷產(chǎn)品的用途