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珐琅皮相照料

  搪瓷表面处理_材料科学_工程科技_专业资料。【表面技术】 搪瓷搪瓷(enamel) 在金属表面涂覆一层或数层瓷釉 ,通过烧成,两者发生物理化 学反应而牢固结合的一种复合材料。旧称珐琅。有金属固有的机械强度和加工性能, 又有涂层具有的耐腐蚀、耐

  【表面技术】 搪瓷搪瓷(enamel) 在金属表面涂覆一层或数层瓷釉 ,通过烧成,两者发生物理化 学反应而牢固结合的一种复合材料。旧称珐琅。有金属固有的机械强度和加工性能, 又有涂层具有的耐腐蚀、耐磨、耐热、无毒及可装饰性。 搪瓷起源于玻璃装饰金属。古埃及最早出现 ,其次是希腊。六世纪欧洲嵌丝珐琅、剔 花珐琅、浮雕珐琅、透光珐琅、画珐琅相继问世。八世纪中国开始发展珐琅,到十四 世纪末珐琅技艺日趋成熟 ,十五世纪中期明代景泰年间的制品尤为著称,故有景泰蓝 之称。十九世纪初,欧洲研制出铸铁搪瓷,为搪瓷由工艺品走向日用品奠定了基础, 但由于当时铸造技术落后,铸铁搪瓷应用受到限制。19 世纪中,各类工业的发展,促 使钢板搪瓷兴起,开创了现代搪瓷的新纪元。十九世纪末至二十世纪上半叶,各种不 同性能瓷釉的问世,钢板及其他金属材料的推广运用,耐火材料、窑炉、涂搪技术的 不断更新,加快了搪瓷工业的发展。 搪瓷种类繁多,按用途可分为艺术搪瓷、日用搪瓷、卫生搪瓷、建筑搪瓷、工业搪瓷、 特种搪瓷等。搪瓷生产主要有釉料制备、坯体制备、涂搪、干燥、烧成、检验等工序。 对于艺术搪瓷、日用搪瓷、卫生搪瓷、建筑搪瓷等,为了外观装饰和使用的需要,还 需经过彩饰和装配。 工业搪瓷设备则需经检测后再进行组装。铝搪瓷釉料的一般工艺 各工序工艺: 清洗: 要求用喷淋清洗。工序一般为:碱性清洗剂(浓度 5%~10%,40℃,或参照 清洗剂厂家的要求)——清水——冷硝酸(20%)——清水——热(40℃) 本工序 比较关键。终结要求是:洗干净,无有机类附着物和砂粒、杂粒等。为保证清洗要求, 有厂家还加入了一些其他的方法和工序。生产厂家须根据其结果情况调整,确定工艺。 烘干温度一般不超过 150℃。 铝搪瓷料的配比为: GL4317: 100 份 CMPD31: 14 份色素: 8~14 份(视具体情况) 水: 38~42 份 球磨: 料浆的细度要求一般为:0.5g/325 目/100ml,比重 1.80~2.0。 过筛: 一般用 120 目过筛。釉浆应现磨现用,不宜超过三天。 喷涂: 厚度(烧结后)一般在 60~100um(因颜色而不同)。 烧结: 喷涂后无需干燥,只待表面水分挥发即可烧结。烧结工艺:560℃,5~15 分钟 (因工件大小,板材厚度等而定)。 铸铁搪瓷 铸铁搪瓷多用于卫浴制品和炊具。铸铁搪瓷的生产工艺有干法筛粉和湿法喷涂两种。 干法工艺多用于大件制品如浴缸、淋浴盆等,筛粉时将搪瓷粉用 80 目振动筛均匀地撒 在预热过的工件表面,对瓷层厚度的要求可通过反复操作来满足。 湿法工艺多用于小 件制品如烧锅和炉架,用户只需将瓷粉按指定步骤加水调成釉浆,过 60-80 目筛即可 使用。某些铸铁搪瓷也可以根据客户具体情况以釉片形式供货。 【铸铁表面处理】 750-850°C 预烧后,铸铁表面在涂搪前须做喷砂处理,以清除表 面夹杂物、模具沙粒、铁垢、氧化物等。小尺寸铸件亦可以采用化学脱脂的方法清洗 表面。 喷砂用的砂粒外形要不规则并且棱角分明,铸钢和淬冷铸铁砂粒的硬度均在 HV650 以上并具有良好的边缘稳定性,因此较多用于铸铁表面的喷砂处理。脆性砂粒 如石英砂、锆砂、刚玉等亦可采用 一般应避免使用可塑性的金属颗粒或弹丸,因为它 们容易结球并强化铸铁表面,由此封闭内晶粒,包裹杂质,并在后期涂搪时引起搪瓷 表面起泡。 所用喷砂的粒度分布应严格控制,以确保整个工件表面的均匀清理,尤其 是凹陷处的清理。 喷砂的粒度分布和级别取决于喷砂设备装置和喷砂种类。喷砂过程应消除工件上的所 有毛边,工件的弯角部分弧度不应小于 6.5 毫米。清理过的工件最好马上涂搪使用, 如长期储存后再用, 用前须预烧。 【铸铁搪瓷的烧成参数】(仅作参考,具体条件依炉子和工件尺寸而定) 底釉: 湿法喷涂或采用毛刷,施釉量在 200-250g/m2 左右。 烧成后瓷涂层厚度应保 持在 100-130μ m 范围内。 烧成温度:780-950℃ 烧成时间: 5-15 分钟 面釉: 干法 筛粉或湿法喷涂,卫浴制品烧成后的瓷层厚度应在 1.0mm 左右,其他制品搪瓷厚度略 低。 烧成温度:780-960℃ 烧成时间: 5-15 分钟 铝搪瓷 铝搪瓷产品主要用于炊具、建筑平板、交通标志、书写板等。适用于各类板材、型材 以及铸铝,可搪铝合金基材包括 1100、3003、6061、43、344、356 以及覆铝钢板。 与铝搪瓷配套使用的还有多种特殊悬浮剂胶浆、添加剂和色素。 铝搪瓷具有优良的理 化性能,不仅能经受酸、碱和硫化物的腐蚀,而且能抗冲击、耐候、耐磨,并可经受 剪切、打孔、弯折等机械加工而无明显损坏。某些铝搪瓷还可以用于炊具内涂,不含 有毒元素,符合 FDA 食品卫生要求。 【铝合金前处理】 铝合金基材涂搪前的预处理可采用脱脂、预烧和铬化多种方法。 【喷涂与烧成】 铝搪瓷可采用湿法喷涂工艺 使用,每公斤釉浆大约可覆盖 5 平方米表面积。喷涂后铝搪瓷只需略微干燥,使表面 水分挥发掉即可烧结。烧成后瓷层厚度一般为 50~60 微米。 色素加 入量:8~12 釉浆细度:0.2~1.5g/325 目/100ml 烧成温度:560~580℃ 烧成时间:5~15 分钟 搪瓷专用钢板的选择 1.钢板的力学性能: 屈服极限 98-284MPa 抗拉强度 275-412MPa 延伸率 30-40% 杯 突深度 7mm 2.搪瓷用钢铁化学成分重量百分比: 钢铁种类 C Mn P S Al Ti 冷扎钢(沸腾钢) 0.08 0.35 0.025 0.025 冷扎钢(镇静钢) 0.08 0.35 0.025 0.025-0.05 搪瓷用钢板 0.03 0.05 0.025 0.025 脱碳沸腾钢 0.008 0.20 0.025 0.025 无隙钢(热分析) 0.01 0.30 0.015 0.025 0.05 0.060 3.钢板的化学成份对产品质量的影响: 3.1.碳的影响: 碳含量的增加,钢板的屈服强度及硬度均会升高;断面的收缩率及 延伸率则相应减小。钢材含 碳量愈低,愈适于冷压加工。在搪烧时,碳将被氧化成气体,当气体排出时,会造成 瓷层缺陷。搪瓷内胆用钢板的含碳总量应小于 0.08%,最理想的采用零碳钢、脱碳钢、 钛钢和低碳加硼搪瓷钢。 3.2.锰的影响: 锰在钢中存在,使钢材的屈服极限与强度极限有所提高,而延伸性 能则有所降低。因此,含锰量愈高,所需的变形力也愈大。 3.3.硅的影响: 对碳钢来说,硅和锰同样是冶炼时脱氧剂的残留物。含硅量在 0.37% 以下的钢板一般是可以进行拉深加工的,但超过了此值,即使含碳量很低的钢材也将 变得又硬又脆,不宜用于拉深加工,并影响密着性能。 3.4.硫的影响: 硫化物的存在会在很大程度上影响钢板的组织结构,促使条纹组织 的产生,从而降低成本钢材的塑性和韧性,即降低成本拉深性能,并会在瓷层里出现 气泡和细孔。 3.5.磷的影响: 磷溶于铁素体内会显著降低成本钢材的塑性,而会提高其强度和硬 度,拉深用钢板的含磷量应愈小愈好(0.06%)。 3.6.钛的影响: 加在钢中的钛对搪瓷是十分有利的,由于它能与瓷釉中多种组分相 结合,因而密着增加,在热水器内胆一次涂搪,(湿法流动涂搪,湿法喷搪 ,静电粉末喷搪)钛钢是较为理想的基材。 3.7.铝的影响: 含铝钢材,可以连铸,成份偏析以及夹杂少,冷加工能力好,耐时 效,最大缺点是搪烧后易出现鱼鳞爆缺陷及降低成本密着强度。 4.钢板金相组织: (1) 游离渗碳体≤2 级 (2) 非金属夹杂物≤2.5 级 (3) 组织:等轴铁素体+少量(粒状、片状)珠光体+沿晶界析出少量三次渗碳体。 (4) 晶粒延伸度:I-II 级(5) 铁素体晶粒度:7-9 级 瓷釉磨加,研磨作业标准。适用于湿法喷涂。 节选内容: 1.球石占球磨罐容积之 50~55%及熔块占容积之 22~25%时,可得最好的研磨效率。 2.小球石可有更细的研磨,而大球石能压碎被研磨物。小球石的研磨效率比大球石好, 因为其球数及总接触面积比大球石的大。 3.投料顺序: (1). 所需的磨球量。 (2). 约一半的熔块投入量。 (3). 所需的研磨磨加物,包含色素。 (4). 其余的熔块投入量。 (5). 水。 4. 亚硝酸钠 NaNO2 白.黄色吸湿性粉末 80℃ 底釉.面釉止垂剂 0.5 % 底釉可防锈,面釉可防釉裂。 5. 粒度(粗细度)测定 (1). 传统式 待测釉浆取量 50 毫升(㏄.)或 100 ㏄.后,倒在 200 目的筛网上,然后清洗直到不再有 粘土及细的粒子能通过此筛网。将筛网连同残留物烘干,干燥后以手轻轻的拍打筛网, 直到不再有粉末通过为止。将粉末称重,这就是粒度。 (2). 简易方式(cone screen) (拜耳式粒度) 用量杓(约 12.5 ㏄.)装满釉浆,以漏斗倒入圆锥管内的筛网上(此时筛网在底开口朝上), 清洗直到不再有粘土及细的粒子通过筛网。然后将细刻度管与圆锥管开口,将其倒立 静置,残留物会掉到刻度管内这时残留物在管内所显示的刻度即为粒度。

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