工藝技術(shù)搪瓷工藝及品質(zhì)要求0001

1、第八章搪瓷工藝及品質(zhì)要求搪瓷 ，它其實是將無機玻璃質(zhì)材料通過熔融凝于基體金屬上并與金屬牢固結(jié)合在一起的一 種復(fù)合材料。它主要有兩個組成部分：搪瓷用的金屬材料和瓷釉（無機玻璃質(zhì)材料）。1、搪瓷用的金屬材料 搪瓷用的金屬材料主要有鋼材、鑄鐵、鋁材、銅材和不銹鋼。搪瓷用鋼材（主要是鋼板）一般是指低碳鋼鋼板，即含碳量較底的鋼板（一般< 0.08%），這是用于容積式熱水器內(nèi)膽的主要材料。由于它的化學(xué)組成成分、內(nèi)部微觀組織結(jié)構(gòu)（金相結(jié)構(gòu)）、表面狀況及力學(xué)性能對搪 瓷的質(zhì)量起著重要的作用，因此，目前市場上較大的熱水器生產(chǎn)廠家均采用寶鋼或武鋼生產(chǎn)的 搪瓷用鋼板，以保證內(nèi)膽的搪瓷質(zhì)量。搪瓷用鑄鐵是指含碳量

2、在 2.11% 以上的鐵碳合金（小于 2.11% 的鐵碳合金叫鋼），它主要 用于生產(chǎn)衛(wèi)生潔具（浴缸）、化學(xué)器械、炊具、下水管道等。用于搪瓷的鋁材主要是純鋁和鋁鎂合金。用于搪瓷的銅材主要有紫銅（即純銅）、黃銅（銅 -鋅合金）和青銅（銅 -錫合金），其中以紫銅和黃銅應(yīng)用最為廣泛，比較有代表性的銅搪瓷制品景泰藍就是以紫銅為基材制成的銅搪瓷制品。不銹鋼，一般都能進行涂搪，但由于不銹鋼抗 氧化的能力較強，所以需要用特殊的搪瓷瓷釉，同時因加工成本較高，現(xiàn)在較少采用此種方案。2、瓷釉（無機玻璃質(zhì)材料） 用于搪瓷的瓷釉原料中主要包括三大類：礦物原料、化工原料和色素原料。 礦物原料，是瓷釉的主要成分，占有較大比

3、重的含量（因國內(nèi)外不同的生產(chǎn)廠家而不同）。它主要包括：石英（主要成分是二氧化硅 SiO2 ）、長石（堿金屬或堿土金屬的硅酸鹽，常用 鉀長石 K2OAl2O36SiO2 ）、粘土（含水的鋁硅鹽礦物，主要為 Al2O36SiO2 和結(jié)晶水）?；ぴ鲜谴捎缘妮o助組成部分，它主要包括：硼砂（Na2B4O710H2O ）、硝酸鈉（ NaNO3） 、純堿（ Na2CO3 ）、碳酸鋰（ Li2CO3 ）、碳酸鈣（ CaCO3 ）、氧化鎂（ MgO ）、氧化鋅 （ ZnO ）、二氧化鈦（ TiO2 ）、氧化銻（ Sb2O3 ）、二氧化鋯（ ZrO2 ）、氧化鈷（ CoO ）、氧 化鎳（ NiO） 、二氧化錳

4、（ MnO2 ）、氧化鐵（ Fe2O3 ）等等。色素原料是指用于裝飾瓷釉顏色的材料。共分有：黑色、藍色、褐色、灰色、綠色、粉紅 色、白色、黃色等 8 種。瓷釉的制作是將上述的三種原料按照一定的比例（隨著生產(chǎn)廠家的不同而不同），經(jīng)過1200 c左右的高溫熔融，并經(jīng)過急劇的冷卻成粒狀或片狀的硼硅酸鹽玻璃質(zhì)。它根據(jù)工藝性能分 為底釉、面釉、邊釉和飾花釉；根據(jù)基體材質(zhì)的不同分為鋼板釉、鑄鐵釉、銅搪瓷釉、鋁搪瓷 釉、不銹鋼瓷釉。搪瓷 在金屬表面涂覆一層或數(shù)層瓷釉 ，通過燒成，兩者發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)而牢固結(jié)合的一種 復(fù)合材料。舊稱琺瑯。有金屬固有的機械強度和加工性能，又有涂層具有的耐腐蝕、耐磨、耐 熱、無毒

5、及可裝飾性。搪瓷起源于玻璃裝飾金屬。古埃及最早出現(xiàn)，其次是希臘。 6 世紀歐洲嵌絲琺瑯、剔花琺瑯、浮雕琺瑯、透光琺瑯、畫琺瑯相繼問世。 8 世紀中國開始發(fā)展琺瑯，到 1 4 世紀末琺瑯技藝日趨成熟 ， 15 世紀中期明代景泰年間的制品尤為著稱，故有景泰藍之稱。19 世紀初，歐洲研制出鑄鐵搪瓷，為搪瓷由工藝品走向日用品奠定了基礎(chǔ)，但由于當時鑄造技術(shù) 落后，鑄鐵搪瓷應(yīng)用受到限制。 19 世紀中，各類工業(yè)的發(fā)展，促使鋼板搪瓷興起，開創(chuàng)了現(xiàn)代 搪瓷的新紀元。19世紀末20世紀上半葉，各種不同性能瓷釉的問世，鋼板及其他金屬材料的 推廣運用，耐火材料、窯爐、涂搪技術(shù)的不斷更新，加快了搪瓷工業(yè)的發(fā)展。搪瓷種

6、類繁多，按用途可分為藝術(shù)搪瓷、日用搪瓷、衛(wèi)生搪瓷、建筑搪瓷、工業(yè)搪瓷、特 種搪瓷等。搪瓷生產(chǎn)主要有釉料制備、坯體制備、涂搪、干燥、燒成、檢驗等工序。對于藝術(shù) 搪瓷、日用搪瓷、衛(wèi)生搪瓷、建筑搪瓷等，為了外觀裝飾和使用的需要，還需經(jīng)過彩飾和裝配。 工業(yè)搪瓷設(shè)備則需經(jīng)檢測后再進行組裝。鐵搪瓷1 鑄鐵搪瓷發(fā)展歷史簡介搪瓷最早出現(xiàn)在公元前13至11世紀，搪瓷的基體主要是青銅。我國的搪瓷大約出現(xiàn)在公元8世紀，基體也是銅。到了公元15世紀（明代）有了著名的景泰藍。世界上搪瓷的工業(yè)化大約開始于18世紀末，在19世紀初有了搪瓷廠。當時沒有什麼密著劑，在 比較粗糙的鑄鐵表面上能夠獲得比在光滑的其他金屬表面更好的搪

7、瓷密著效果。而且受冶金技術(shù)的限 制生產(chǎn)不出優(yōu)質(zhì)鋼板，搪瓷工業(yè)（并非藝術(shù)品）以鑄鐵為基體是那個年代最好的選擇。因此可以說搪 瓷的工業(yè)化生產(chǎn)是從鑄鐵搪瓷開始的。1990年以前我國的搪瓷工業(yè)以鋼板搪瓷為主，鑄鐵搪瓷也有一些，主要是撒粉法生產(chǎn)的衛(wèi)生潔具 （如鑄鐵浴缸），而濕法搪瓷工藝生產(chǎn)的鑄鐵搪瓷制品幾乎沒有。因此，在2000年以前出版的幾本搪瓷工藝的書（包括2001年版中國搪瓷手冊）中，可以看到的有關(guān)鑄鐵搪瓷只是浴缸的撒粉法工藝， 濕法鑄鐵搪瓷工藝的內(nèi)容僅僅一帶而過。1990年以后隨著臺灣鑄鐵搪瓷企業(yè)遷入大陸，濕法涂搪工藝的鑄鐵搪瓷壁爐、炊具、盥洗器具形 成了越來越大的生產(chǎn)規(guī)模。2000年前后，廣東

8、地區(qū)開始向歐美大量出口燒烤爐，帶動了黑色一次搪鑄鐵搪瓷燒烤用具的快速 發(fā)展。與鋼板搪瓷相比，鑄鐵搪瓷有其獨特優(yōu)點。例如：鑄鐵表面比鋼板粗糙，可以與瓷釉形成更好的 密著；受到一般外力沖擊時，坯體不會變形，故瓷層也就不會輕易脫落，比鋼板搪瓷更加耐用；與鋼 板相比，鑄鐵即使不涂裝保護層也很少銹蝕，像浴缸、壁爐這樣較大型器具只要單面搪瓷即可滿足使 用要求；鑄鐵搪瓷器皿熱容量大，用鑄鐵搪瓷鍋煲的湯，上桌很久也不會涼，比鋼板搪瓷鍋更受歡迎。2.搪瓷用鑄鐵鑄鐵是含碳量在2.1 %以上的鐵碳合金。工業(yè)用鑄鐵一般含碳量為2.1 %4%。碳在鑄鐵中多以石墨形態(tài)存在，有時也以滲碳體形態(tài)存在。2-1鑄鐵的種類a. 灰

9、口鑄鐵含碳量較高（2.7 %4.0 %），碳主要以片狀石墨形態(tài)存在，斷口呈灰色，簡稱灰鐵。澆鑄 凝固時收縮量小，減震性好。b. 白口鑄鐵碳、硅含量較低，碳主要以滲碳體（Fes C）形態(tài)存在，斷面呈銀白色。凝固時收縮大，易產(chǎn)生裂紋。硬度高，脆性大。c. 其他鑄鐵除了灰口鑄鐵、白口鑄鐵以外還有可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、蠕墨鑄鐵和合金鑄鐵。這些種類的 鑄鐵很少用來搪瓷。適宜搪瓷的是灰口鑄鐵，不能搪瓷的是白口鑄鐵。鑄鐵是灰口還是白口不僅取決于碳含量，還與冷卻速度有直接關(guān)系。快速冷卻，碳來不及石 墨化，以化合態(tài)滲碳體（FesC）存在，就形成白口鑄鐵；慢速冷卻，石墨化進行徹底，碳以片狀石 墨形態(tài)存在，就形成灰口

10、鑄鐵。其規(guī)律是：快速冷卻慢速冷卻<>白口鑄鐵 麻口鑄鐵 珠光體灰鑄鐵 鐵素體-珠光體灰鑄鐵 鐵素體灰口鑄鐵2-2搪瓷用鑄鐵的主要化學(xué)成分碳：總碳量33.7,其中石墨2.5猛：0.4 0.6硅：22.6硫：v 0.1磷：0.1 0.52-3主要化學(xué)成分對鑄鐵和搪瓷的影響鑄鐵中的合金元素分為阻礙石墨化元素（ C Si、P）和促進石墨化元素（Mn、S）兩大類。a. 碳（C）較高含量的碳能增加鑄鐵的強度，但搪瓷燒成時碳含量越高，分解出的二氧化碳越多，造成 瓷層氣泡。薄壁產(chǎn)品碳含量應(yīng)適當高一些，以增加坯體強度；厚壁產(chǎn)品碳含量可適當?shù)鸵恍?，以減少瓷 層氣泡或針孔。b. 硅（Si）硅含量過高使鑄

11、鐵變脆，過低則翻砂困難。硅促進化合碳轉(zhuǎn)變成石墨，可減少瓷層氣泡或針 孔。c. 磷（P）磷增加鐵水的流動性，使薄壁或大型鑄件合格率提高；磷含量過高，會降低鑄件的強度和韌 性（變脆）。鑄鐵中磷含量很小，對搪瓷質(zhì)量無影響。d. 硫（S）硫?qū)﹁T造和搪瓷都有害，硫增大收縮量并降低鐵水的流動性，使?jié)茶T不良；硫阻礙石墨化過 程，使鑄鐵硬脆，并增加瓷層氣泡或針孔e. 錳(Mn)錳含量低于0.5%,使鑄鐵材質(zhì)變軟；高于 2%使材質(zhì)變硬。錳與硫化合生成硫化錳進入熔渣， 漂浮在鐵水的上面，從而降低鑄鐵中的硫含量。硫化錳還易于在鑄件表面析出，因此對毛坯仔細 打磨和拋丸，可減少瓷層氣泡或針孔。2- 4 與搪瓷有關(guān)的鑄鐵

12、性能2- 4-1鑄鐵的機械性能布氏硬度 143229抗拉強度> 100 MPa抗彎強度 > 260 MPa抗壓強度 > 500 MPa制造搪瓷化工設(shè)備用的鑄鐵還須檢驗抗彎強度。2- 4-2鑄鐵的物理性能2- 4-2-1熱膨脹鑄鐵的熱膨脹不僅與其化學(xué)成分有關(guān)還與鑄造工藝有關(guān)，型模的濕度、澆鑄后的冷卻速度以及脫模時間的早晚都會影響鑄件的熱膨脹。因此搪瓷廠應(yīng)要求鑄造廠制定嚴格的鑄造工藝，以保持鑄件的尺寸一致。鑄件在搪瓷前處理和瓷釉燒成過程中，當溫度超過600 C時，膨脹系數(shù)會發(fā)生突變，且熱膨脹不可逆，一般伸長12%或更多。搪瓷廠在按客戶來樣設(shè)計模具圖時必須考慮到鑄件的受熱伸長 量。

13、灰口鑄鐵在高溫熱處理后的膨脹系數(shù)，平均在400X 10-7/C左右。2- 4-2-2鑄鐵的吸氣性在加熱熔化過程中，金屬不斷吸收與其相接觸的氣體的性質(zhì)，叫做“吸氣性”。鐵水凝固過程中，金屬吸收的氣體不斷以氣泡形式析出，若氣泡留在鑄件中則形成氣孔稱為“析出性氣孔”。這種氣孔在鑄件澆鑄時的上部或最后凝固部位最為密集，是造成瓷層氣泡或針 孔的原因之一。2-4-2-3鑄鐵內(nèi)氣體的擴散氣泡和針孔是鑄鐵搪瓷最常見的缺陷。除了瓷釉高溫流動性等影響因素外，瓷層出現(xiàn)氣泡或 針孔與鑄鐵中氣體的飽和程度有直接關(guān)系。鑄鐵吸入的氣體越多，瓷層產(chǎn)生的氣泡也越多。有人認為鑄鐵中溶解的氫或燒成時吸收的氣體比在鋼板中容易擴散。事

14、實證明情況正好相反。 例如，厚鋼板單面搪瓷一般不會產(chǎn)生鱗爆，但單面鑄鐵搪瓷卻能產(chǎn)生鱗爆。氣體在鑄鐵內(nèi)部不易 擴散還反映在鑄鐵烤網(wǎng)的“耐燒試驗”上，鑄鐵烤網(wǎng)在剛出爐的最初24小時內(nèi)，經(jīng)過600 E下保溫1小時瓷面可以不起泡，但出爐3天以后再做以上試驗，則80%以上要起泡。為避免以上問題的出現(xiàn)，在鑄鐵搪瓷生產(chǎn)中要盡量避免氣體的產(chǎn)生和吸入。最大厚度6mn鑄鐵樣板單面搪瓷上的鱗爆樣板背面2-4-2-4鑄造應(yīng)力及減小變形的措施內(nèi)力：金屬內(nèi)原子間距離發(fā)生變化而產(chǎn)生的吸力和斥力統(tǒng)稱為“內(nèi)力”。應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力稱為“應(yīng)力”。鑄造應(yīng)力：鑄件在凝固及冷卻過程中，收縮受到阻礙時，在鑄件內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力稱為“鑄造

15、 應(yīng)力”。鑄造應(yīng)力按內(nèi)力不同可分為兩種：拉應(yīng)力：內(nèi)力為吸力時稱為“拉應(yīng)力”；壓應(yīng)力：內(nèi)力為斥力時稱為“壓應(yīng)力”。鑄件各部位冷凝時冷卻速度不一致，冷卻較慢的部分形成拉應(yīng)力，冷卻較快的部分形成壓應(yīng) 力。鑄造應(yīng)力按產(chǎn)生原因分為“熱應(yīng)力”、“相變應(yīng)力”和“機械阻礙應(yīng)力”。造成應(yīng)力的原因 消除后，鑄件中仍存在的應(yīng)力稱為“殘余應(yīng)力”。由熱應(yīng)力引起的彎曲變形，凹面總是在鑄件冷 卻較慢的一邊。這一點可以作為生產(chǎn)中產(chǎn)品發(fā)生變形時判斷變形原因是加熱時鑄件擺放不當還是 鑄件本身造型有問題的根據(jù)。鑄造應(yīng)力過大，超過鑄件強度時，就會使鑄件損壞。熱應(yīng)力形成過程T形梁鑄造過程減少鑄件產(chǎn)生應(yīng)力的措施：a. 盡量選擇收縮系數(shù)小

16、的材料；b. 米用同時凝固原則；c. 緩慢冷卻，以減小鑄件各部位的溫差；d. 采用退讓性好的型砂；e. 事先做出反變形量（模具設(shè)計時，在鑄件可能產(chǎn)生變形的相反方向做出變形量，這種事先 做出的變形量叫做“反變形量”）。消除鑄件內(nèi)應(yīng)力的方法：a. 自然時效：將鑄件平穩(wěn)放置，長時間儲存。b. 人工時效：鑄件退火。c. 震動時效：通過震動可以消除應(yīng)力。2-5鑄件的主要缺陷及在搪瓷生產(chǎn)中的克服方法2- 5-1氣孔典型的氣孔分為“析出性氣孔”和“侵入性氣孔”。后者是由于鐵水與砂型發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn) 生的氣體未能逸出，造成常集中在鑄件澆注部位上部的體積較大的氣孔。這兩種氣孔對搪瓷的損害幾乎無法克服。由此可以總結(jié)

17、出如下規(guī)律：對于搪瓷質(zhì)量來說，鑄件澆鑄時形成的上表面比下表面容易出針 孔或氣泡；最容易出針孔或氣泡的位置是冒口。其原因是在鐵水中較輕的爐渣、雜質(zhì)和氣泡更容 易向上漂浮。這是生產(chǎn)中判斷造成缺陷的罪魁禍首是搪瓷工藝還是鑄件的重要依據(jù)。按照這一規(guī) 律，鑄件的主要面應(yīng)設(shè)計為澆鑄時的模具下面，次要面設(shè)計為上面，有利于提高鑄件的搪瓷合格 率。2- 5-2砂眼澆注時型砂脫落造成鑄件上出現(xiàn)的凹坑。小于2mm的砂眼可用半干底釉填補，25mm勺砂眼或小斷裂（并非冷隔）可用二氧化碳保護焊修補，有過大砂眼的鑄件應(yīng)列為廢品。2- 5-3鉄粒鑄件表面或鑄件內(nèi)氣泡壁上不大的金屬顆粒。此部位在搪瓷燒成后容易產(chǎn)生針孔或氣泡。鉄

18、 粒與整個鑄件的顯微結(jié)構(gòu)不一樣，容易造成瓷層斷裂。前處理時必須用砂輪將鉄粒磨平，用二氧 化碳保護焊將鑄件外露氣泡補平。2- 5-4粘砂較牢固粘附在鑄件表面的型砂。鑄件上殘存的型砂使搪瓷表面產(chǎn)生針孔或氣泡。前處理時需 仔細打磨和加大噴砂力度。2-5-5冷隔鑄件澆鑄和冷卻過程中產(chǎn)生的裂縫。搪瓷燒成時會裂開造成脫瓷或氣泡。這樣的鑄件沒有辦 法挽救，應(yīng)列為廢品。2-5-6 白口白口在厚壁或大型鑄件上很少出現(xiàn)，多發(fā)生在小直徑網(wǎng)條上，主要由澆鑄時冷卻過快所致。 白口小直徑網(wǎng)條輕輕敲擊即會斷裂，斷裂截面呈銀白色。這是鑄件進廠驗收時采用鑄件自由墜落 法檢驗是否白口的依據(jù)。白口必然導(dǎo)致瓷層產(chǎn)生氣泡，有時還會脫瓷

19、。前處理高溫退火有可能挽救輕微白口的鑄件，較大面積白口的鑄件應(yīng)列為廢品。2-5-7壁厚不均砂箱錯位造成鑄件壁厚不均已屬變形，應(yīng)列為廢品；產(chǎn)品設(shè)計時應(yīng)盡量縮小壁厚差別。壁厚 差別大則鑄造應(yīng)力大，易造成脫瓷。2-5-8表面沾污鑄件可能被石墨、鐵銹、機油污染。搪瓷前處理時嚴格按照工藝規(guī)定退火、噴砂可解決。2-5-9渣眼也稱“夾渣”，熔渣被包裹在鑄鐵中。易導(dǎo)致瓷層出針孔或開裂。有夾渣的鑄件應(yīng)列為廢品。2- 5-10撓曲撓曲即鑄件變形。平板形或其他造型簡單的鑄件可結(jié)合退火時整形，大多數(shù)造型不可整形。不可整形的撓鑄件 列為廢品。3鑄鐵搪瓷瓷釉鑄鐵搪瓷瓷釉的配方設(shè)計首先要遵守搪瓷瓷釉的基本設(shè)計規(guī)則，例如：底

20、釉熔體對坯體金屬應(yīng)有 良好的浸潤性、對氧化鐵有良好的溶解作用、有較寬的燒成幅度、有足夠的密著等等。面釉應(yīng)有一定 的耐酸耐堿性能、良好的光澤和遮蓋力、適當?shù)能浕瘻囟群捅砻鎻埩Φ鹊?。在滿足這些基本規(guī)律以后 就要進一步滿足鑄鐵的特殊要求了。3- 1鑄鐵瓷釉配方設(shè)計時應(yīng)該考慮的鑄鐵性質(zhì)a. 鑄鐵表面比較粗糙粗糙的鑄鐵表面可以與瓷釉形成較好的機械密著，故鑄鐵底釉配方中可以不引人或少引人密著劑。b. 鑄鐵內(nèi)的氣體鑄鐵組織內(nèi)溶解有氣體，鑄件里存在一定數(shù)量的“析出性氣孔”和“侵入性氣孔”，其中容納 了氣體。這些氣體都是造成搪瓷瓷層氣泡和針孔的隱患。c. 鑄鐵的主要化學(xué)成分遇熱容易產(chǎn)生氣體游離狀態(tài)的碳遇熱會產(chǎn)生

21、二氧化碳，化合狀態(tài)的 FesC遇熱會分解出碳，并進一步氧化成一氧化碳 和二氧化碳。這也是造成搪瓷瓷層氣泡和針孔的隱患。d. 熱膨脹鑄鐵的熱膨脹取決于它的化學(xué)成分。鑄鐵的主要化學(xué)成分對鑄鐵的熱膨脹影響各異，有資料 介紹0500 T鑄鐵各主要化學(xué)成分對熱膨脹的貢獻因數(shù)：表1.鑄鐵化學(xué)成分對熱膨脹的貢獻因數(shù)成分因數(shù)磷6鐵4.26錳4硫4石墨3硅-4化合狀態(tài)的碳-15鑄鐵的非鐵化學(xué)成分比鋼板多很多且所處狀態(tài)變化較大，它們對鑄鐵的膨脹系數(shù)影響各異, 使得膨脹系數(shù)有一定幅度的波動?；铱阼T鐵高溫熱處理后的膨脹系數(shù)，在0500C范圍內(nèi)平均為 400X 10-7/ C左右。而0500C范圍內(nèi)鋼板的膨脹系數(shù)是 4

22、21 X 10-7/C，那么鑄鐵瓷釉的膨脹系數(shù)應(yīng)該比鋼板瓷釉略小，但是鑄 鐵瓷釉對金屬基體的熱膨脹波動要有更強的適應(yīng)能力。e、.鑄件的應(yīng)力體積相同時，鑄鐵坯件的殘存應(yīng)力比鋼板坯件的大得多。這就要求鑄鐵瓷釉要有更好的彈性。 瓷釉化學(xué)成分中 K2O NaO AI2Q能夠增強瓷層彈性，從下表的對比可以看出現(xiàn)有鑄鐵瓷釉的彈性 要高于鋼板瓷釉。表2.瓷釉成分中 K2O NcbO AI2Q含量范圍瓷種類釉K2C NaO (%：AI2Q (%鋼板鈦面釉10 1503鑄鐵濕法鈦面釉12 19:35鑄鐵撒粉法面釉15 2167.5磨加的粘土以及存在于瓷層中的細小氣孔，可使瓷層的彈性得到很大程度的改善。關(guān)于B2Q

23、對瓷釉彈性的影響，有不同的說法。有人認為“ B2Q的含量在15%以下時，隨含量的增 加，彈性增加；而含量在 15%以上時，則隨含量的增加而彈性變差”。還有人認為“BQ的含量在15%左右時才開始對瓷釉的彈性產(chǎn)生有利的影響”。3- 2鑄鐵瓷釉鑄鐵搪瓷最常見的缺陷是氣泡和針孔。要想克服這些缺陷，一是在搪瓷燒成時盡量少產(chǎn)生氣體， 要求鑄鐵瓷釉的熔點要低，可以低溫燒成，減少氣體產(chǎn)生；二是鑄鐵瓷釉燒成時能夠讓氣體容易擴散， 要求鑄鐵瓷釉的高溫粘度要適當小一些，讓已經(jīng)產(chǎn)生的氣體易于排出；三是底釉層形成細小氣孔，既 增加瓷層彈性，又容納鑄鐵基體產(chǎn)生而來不及從瓷層逸出的氣體。以上三點就是瓷釉配方設(shè)計普遍規(guī) 則指

24、導(dǎo)下鑄鐵搪瓷瓷釉配方設(shè)計的特定規(guī)則。3- 2-1鑄鐵底釉鑄鐵搪瓷有兩種涂搪方法：撒粉法和濕搪法。這兩種工藝截然不同，由此而出現(xiàn)了搪瓷瓷釉 中配方結(jié)構(gòu)和熔制工藝差別最大的兩種底釉。3- 2-1-1撒粉法底釉撒粉法操作的關(guān)鍵點是面釉干粉撒在灼熱鑄鐵坯件上即時熔化并粘附。從所需的燒成溫度與瓷釉成本綜合考慮，面釉干粉的熔化溫度一般不會低于840r，面釉燒成溫度則為 850870r，再反推底釉的燒成溫度應(yīng)該是 860890 r。表3.撒粉法鑄鐵底釉配方示例:原料名稱A（重量份）B（重量份）石英38.038.0長石57.06.0硼砂65.050.0硼酸12.0-純堿8.0硝酸鈉8.0螢石8.05.0氧化鉆

25、0.31.0合196.3100計磨加物：熔76.0100塊40.020 30石12.0610英1.00 1.5粘02土01硼65 75砂膨潤土亞硝酸鈉水3- 2-1-2濕搪法鑄鐵底釉濕搪法鑄鐵底釉有兩種。一種是2535份的鉆鎳底釉與7565份的石英、長石、硼砂、粘土等加水50份磨制成釉漿；另一種是以石英、長石、硼砂為主料均勻混合后熔制到半熔融狀態(tài)時 出爐，磨制成細粉待用。后者通常稱為“白底釉”，在目前被普遍采用。白底釉瓷層厚度應(yīng)控制在80110卩m之間，燒成溫度一般為 760780C。表4.白底釉配方示例原料名稱A （重量 份）B（重量份）石英 長石 硼砂 硼酸 粘土 純堿 硝酸鈉 螢石 氧化

26、鉆 紅丹 氧化鎂46.010.06.018.06.03.00.556.036.00.58.01.0磨加物：粘10.010.0土10.010.0石1.01.0英硼砂3- 2-2鑄鐵面釉撒粉法和濕搪法兩種鑄鐵面釉較大的區(qū)別是，撒粉法鑄鐵面釉的燒成溫度一般為850870C,而濕搪法只有720760C。3- 2-2-1撒粉法鑄鐵面釉撒粉法所搪的底釉是很薄的一層（60100卩m）,面釉層卻很厚（可達1000卩m,因此面釉的膨脹 系數(shù)很受重視,一般應(yīng)為260320 X 10-7/C，這樣可避免瓷層受張力而開裂或脫瓷。撒粉法鑄鐵 面釉軟化點應(yīng)保持一定高度，若面釉過軟，很厚的未凝固瓷層容易在燒成時塌落。撒粉法

27、生產(chǎn)的產(chǎn)品一般為衛(wèi)生潔具，對重金屬含量沒有嚴格要求，比較注重耐水、耐堿和耐 酸性能。表5.撒粉法鑄鐵面釉配方示例化學(xué)組成鈦釉銻釉鋯釉SiO228.50 34.9636.518.8 26.5K2O0.74 2.843.0-Na2O13.96 14.3911.814.2 17.0F3.5 0 5.83-0.3 4.0B2O324.80 26.6915.55.4 7.5P2O51.65 1.73-1.0 5.0TiO27.37 11.36-7.3 10.0ZrO2-19.7 22.8AI2O36.05 13.784.33.5 4.8MgO0.88 0.96-BaO-7.0 8.1CaO-3.0 3.

28、6CuO-0.4 4.0CaF22.7PbO4.0Sb2O311.2Na2SiF611.03-2-2-2濕搪法鑄鐵面釉濕搪法鑄鐵面釉的膨脹系數(shù)一般為300Xl0-7/C左右，燒成溫度為 720760C。在成分和理化性能指標方面與普通鋼板面釉沒有明顯區(qū)別。濕搪法適用于造型比較復(fù)雜和棱角線條清晰的鑄鐵搪瓷產(chǎn)品。除了壁爐和裝飾品以外，大部 分此類產(chǎn)品都是炊事（煲湯、燒烤）用具。產(chǎn)品絕大部分出口到歐美，對面釉中重金屬含量、耐 酸耐堿性能和耐溫激變性能要求比較嚴格。表6.濕搪法鑄鐵面釉配方示例原料名稱A（重量份）B（重量份）石英15 1724 26長石粉20 2479硼砂33 3730 34硝酸鈉244

29、6鈦白粉2414 16碳酸鈉812-氟硅酸鈉5757碳酸鋰4657碳酸鎂-2磷酸二氫鉀-3磨加物粘66土-0-0.3氯酸-0.3-0.5鉀3-6-尿事5048J素色J素水3- 3釉漿和釉粉的制備3- 3-1釉漿的制備鑄鐵搪瓷用釉漿與鋼板搪瓷用釉漿一樣都是用球磨機磨制，二者主要的區(qū)別在于生產(chǎn)鋼板搪 瓷的廠家多用大容量球磨機，而生產(chǎn)鑄鐵搪瓷的廠家采用小容量球磨機要多一些。這是因為鑄鐵 搪瓷產(chǎn)品單件重量大，燒成時間長，按件計算的班產(chǎn)量低，消耗的釉漿少。3- 3-2釉粉的制備國產(chǎn)撒粉法面釉大多是釉塊，需要在搪瓷廠磨制成釉粉磨制干粉的球磨機內(nèi)壁和球石要保持干燥。最好專用。為方便出粉和保持清潔，要給球磨機

30、 裝一個外套。磨制干粉的球磨機瓷釉磨制前要徹底烘干。潮濕的釉塊磨制時會粘附在內(nèi)壁或球石上，大大降低效率，且含水 量大的釉粉會降低鑄鐵搪瓷產(chǎn)品合格率。磨制干粉最好采用氣流粉碎設(shè)備。其優(yōu)點是生產(chǎn)效率高，可減少雜質(zhì)混入。氣流粉碎機主機氣流粉碎流程示意圖4 濕法噴涂鑄鐵搪瓷工藝4- 1鑄件進廠驗收a. 收貨品種和數(shù)量與送貨單上的數(shù)字是否一致，并累計該品種的總收貨量不可超過訂單的總 量。b. 測量進廠鑄件的尺寸是否在圖紙所注公差范圍內(nèi)。C檢查來貨鑄件表面質(zhì)量：平整度、變形量、砂眼數(shù)量、粘砂程度、飛刺及斷裂。d.平板形網(wǎng)狀產(chǎn)品用離地面 1.5m的高度將鑄件平面自由墜落，檢驗是否白口。4- 2前處理4- 2

31、-1打磨燒烤爐的烤網(wǎng)、烤板一類平板形鑄件要先把長和寬的尺寸打磨到符合圖紙規(guī)定，俗稱“打大磨”鑄件表面的飛刺（廣東地區(qū)稱為披峰）、鉄粒、凸起等一般用角磨機打磨平整，尖銳的棱角用直磨機磨至圓滑。小斷裂或25mm勺孔洞用二氧化碳保護焊修補并打磨平整。4- 2-2退火退火的作用：去除石墨、有機物污染，消除鑄件部分應(yīng)力、表面脫碳。一般退火溫度在 750800C，退火時間為1030min （退火時間隨鑄件大小適當調(diào)整）。有 輕微白口的鑄件應(yīng)把退火溫度提高到850 C。退火時鑄件擺放要水平、穩(wěn)妥，避免變形。用于亞光一次搪的鑄件可以不退火。4- 2-3噴砂（拋丸）噴砂(拋丸)的作用：能去除表面夾雜物和退火時生

32、成的氧化層、使表面粗糙，增加制品的密著、 部分消除內(nèi)應(yīng)力。噴丸主要有金剛砂 (SiC) 、鑄鋼丸、白口鑄鐵丸、鋼絲切丸等。噴丸的直徑一般在 0.81.5mm,噴丸以有棱、角的為佳。小直徑無棱角的鋼丸會把鑄件表面打得比較光亮，對產(chǎn)品燒成后 的密著極為不利。烘手器外殼、壁爐組件等單面搪瓷鑄件和大型鑄件適宜噴砂處理。 噴砂所用壓縮空氣要嚴格除水、除油，否則會污染鑄件。小件及雙面搪瓷的鑄件適宜拋丸處理。拋丸操作時彈丸對鑄件有很大的沖擊力，要制定合理的拋 丸工藝，防止鑄件變形。拋丸比噴砂的勞動條件好得多。吊掛式拋丸機除吊掛式拋丸機外，有條件的工廠還應(yīng)配備圓盤式平拋機。平板式鑄件適用這種拋丸機。該機工 作

33、時是彈丸自上而下打在平放的鑄件上，清污的同時還有使少量變形的鑄件恢復(fù)平整的整形作用。4- 3 濕法噴涂鑄鐵搪瓷的搪燒流程及操作要點4- 3-1 搪燒流程鑄件檢驗-鑄件修補-底釉噴涂-底釉烘干-檢驗修補-底釉燒成-面釉燒成-粉坯清整-面釉烘干-面釉噴涂-底釉洇濕-檢驗修補-；T；T成品檢驗 - 配套包裝4- 3-2 操作要點4- 3-2-1 鑄件檢驗 有斷裂、變形、較大孔洞、拋丸不到位、尺寸超過公差、打磨不到位等缺陷的鑄件要揀出，不得 進入搪燒工序。4-3-2-2鑄件修補 鑄件上直徑小于 2mm 的孔洞可用半干底釉填平，直徑超過 2mm 的孔洞用二氧化碳保護焊補實并 打磨平整；局部較多的細小針孔

34、可用半干底釉抹至平整；前處理遺漏的少量毛刺、凸起點要用角磨機 或鋼銼清除；還顯尖銳的棱角用鋼銼銼圓滑。4-3-2-3底釉噴涂白底釉噴涂要均勻，涂層厚度 70110卩m,涂層過厚容易造成制品脫瓷。 噴涂時使用壓力罐供釉漿不但能提高噴涂效率，還能使噴涂更連貫、涂層更均勻。 壓力罐價格大約每個上萬元，使用小型隔膜泵更經(jīng)濟實惠，噴涂效果也很好。4-3-2-4 底釉烘干底釉徹底烘干對燒成質(zhì)量至關(guān)重要。烘干溫度200260C，烘干時間2540min。若底釉烘干不徹底，燒成后容易發(fā)生底釉層開裂和脫瓷一次搪產(chǎn)品亞光和亮光釉噴涂后的烘干都不那么嚴格，一般干燥即可。烘干溫度和時間都可以減 少一些。4-3-2-5

35、檢驗修補 底釉烘干后要逐個檢驗噴涂質(zhì)量，需做好以下工作：a. 上沿不涂瓷釉的器皿，用蘸水的海綿擦去沿上的干粉。b. 局部漏噴的要補噴，并重新徹底烘干。c. 粉層碰壞的要修補，小面積粉層破壞處可用毛筆蘸底釉漿輕輕刷上。小面積修補后需再次烘干。d. 釉漿滴落或飛濺造成的釉粉凸起以及棱、角處釉漿流淌堆積的粉梗要用手指抹平。e. 亞光黑粉層上若有較大缺陷，不可修補，需整體洗凈重噴。若修補，燒成后修補處會有明顯水印。 4-3-2-6 底釉燒成底釉的燒成溫度為760780C，燒成時間為1216min。 燒成溫度和時間可能因底釉品牌不同而有些差別，燒成時要根據(jù)毛坯重量和壁厚適當調(diào)節(jié)。滾軸傳動鑄鐵搪瓷燒成爐4

36、-3-2-7 面釉噴前處理 檢查底釉層質(zhì)量：有局部漏噴者要揀出；面釉噴涂時飛濺造成的瓷釉顆粒、凸起和粉梗要用砂輪 片手工磨平（禁用角磨機） ；直徑小于 2mm 的氣泡和針孔可用砂輪片磨平后用半干底釉補平。為避免面釉燒縮，檢驗合格的底釉坯要用方形海綿塊蘸水將底釉層洇濕，干底釉層遇水變色即可， 不要顯出水光，更不要有水流淌。洇水時要避開前面修補時抹上的生底釉。洇水工序是傳統(tǒng)做法?，F(xiàn) 在很多工廠都省略了這一環(huán)節(jié)。 （搪瓷學(xué)：用半熔底釉涂搪的鑄件在涂搪面釉前必須先用水浸濕。 ）4-3-2-8 面釉噴涂面釉噴涂要均勻，一次噴涂厚度為 120180卩m。面釉噴涂過厚，燒成時易開裂、燒縮（尤其是器 皿內(nèi)底部

37、凹角處）。噴涂時要參照底釉的噴涂順序，避免重復(fù)或遺漏。4-3-2-9面釉烘干第一層面釉要徹底烘干，烘干溫度 180230C，烘干時間2540min。 器皿邊沿向上且不帶瓷釉的品種應(yīng)架沿扣烘，器皿邊沿向上和邊沿為水平方向要帶瓷釉的品種應(yīng) 架底或架其他隱蔽部位仰烘。器皿內(nèi)部需噴面釉的深型品種應(yīng)架底仰烘。若扣烘，則烘干過程中產(chǎn)生 的水蒸氣容易在器皿內(nèi)壁凝結(jié)向下流動沖壞粉層。4-3-2-10 面釉整修將器皿上沿的面釉干粉用鋼鋸條的無齒一邊刮干凈。很多鍋類產(chǎn)品的把柄幾乎與鍋上沿平齊， 刮上沿干粉時很容易將把柄的粉層碰壞，操作時需多加小心。若噴面釉時用蓋子遮住了上沿，則沿上 的粉不多，用微濕海綿輕輕擦拭即

38、可。將器皿亞光黑部位（器皿內(nèi)部和外底部）上飄落的面釉干粉擦干凈，注意不要擦過界，也不要 將海綿內(nèi)的水滴落到面釉干粉層上搬運干粉坯時要用雙手捧起，需翻轉(zhuǎn)干粉坯時只能適度用力輕捏面積較大的較平整部位，不可在棱角處用力。剛從烘干爐出來的粉坯很燙手，此時極易碰壞粉層，要多加小心。海綿要經(jīng)常清洗，清洗海綿的水也要常換，水清才能提高擦拭效率。產(chǎn)品更換顏色時要徹底清理工作臺襯墊物等沾有被撤換色釉的生產(chǎn)工具，避免異色污染。4-3-2-11 面釉燒成面釉的燒成溫度為720760C，燒成時間為1216min。燒成溫度和時間可視具體情況（不同廠家生產(chǎn)的面釉、工件大小和壁厚）適當調(diào)整。器皿上沿無 釉粉的品種應(yīng)架沿扣燒

39、，燒架應(yīng)保持清潔，尤其不可沾有瓷釉。器皿上沿有瓷釉的品種應(yīng)架底或架其 他隱蔽部位仰燒。燒架應(yīng)保持清潔，尤其不可沾有瓷釉。禁止在待燒產(chǎn)品已經(jīng)擺到燒成線上仍然去補 噴，以免傳動線粘附瓷釉，造成交叉污染。在燒鎘紅、鎘黃以及淺色產(chǎn)品時，燒成溫度和時間應(yīng)盡量保持穩(wěn)定，否則在不同時段燒出的產(chǎn)品 顏色可能會有較大的差別，給配套包裝帶來困難。4-3-2-12 成品檢驗產(chǎn)品上有色差超標、線紋、劃痕、水印痕、手套痕、小掉瓷、小泡孔、異色點、漸變色深淺界限太明顯等小缺陷，可修補后重新噴涂燒成。產(chǎn)品上有大掉瓷、大泡孔、燒縮等缺陷，均不可修補，要退回拋丸脫瓷。因鑄件材質(zhì)不良造成成片氣泡、掉瓷及較大變形、斷裂的產(chǎn)品按廢品

40、處理。合格品整齊碼放在周轉(zhuǎn)平板車或地托板上。按照產(chǎn)品形狀、規(guī)格對每層擺放的方法和數(shù)量以及每車（托板）碼放的層數(shù)要有明確規(guī)定，以保證產(chǎn)品移動時的安全和便于統(tǒng)計產(chǎn)量或庫存量。碼放整齊的合格品轉(zhuǎn)入包裝工序。4-3-2-13 配套包裝專職質(zhì)檢員將生產(chǎn)班組送來的自檢合格品再次按照產(chǎn)品質(zhì)量標準逐個檢驗。有蓋的兩件套產(chǎn)品要挑選顏色盡量一致的鍋和蓋配成一套。鍋和蓋都可能有輕微變形，在顏色一致的前提下多適配幾次，既可使鍋和蓋較好配合，又可增加適配率，減少返工。一個訂單的同一種產(chǎn)品可能會有兩種、三種甚至四種顏色。同一大箱內(nèi)要注意顏色搭配符合訂 單要求。酒精鍋一類產(chǎn)品附件很多，裝箱前應(yīng)把配件按套配好，以免遺漏。出口

41、歐美的炊具類對包裝方法有非常詳細的規(guī)定，包裝前要仔細閱讀訂貨協(xié)議，不可出錯，即使小包裝內(nèi)的標簽方向擺錯，都通不過商檢關(guān)。封好的大箱按規(guī)定的方法和數(shù)量整齊碼放在地托板上，運至倉庫指定位置。4-4 鑄鐵搪瓷的撒粉法衛(wèi)生潔具鑄鐵搪瓷一般采用撒粉法涂搪。即把干燥的面釉粉末灑在剛出爐的紅熱底坯表面，瓷釉 接觸到灼熱的鑄鐵就開始熔化并產(chǎn)生密著，然后再進爐燒成。4-4-1 撒粉法的優(yōu)點：a. 體積和重量都很大的鑄件，熱容量大，不易加熱，也不易冷卻。與濕法涂搪相比撒粉法是最節(jié)能、 省時的生產(chǎn)方法。b. 撒粉法可以在鑄件不同部位篩撒不同厚度的面釉干粉，以提高重點部位的質(zhì)量或彌補鑄件表面質(zhì) 量的缺陷。c. 撒粉法

42、的瓷層厚度比其他涂搪方法要厚很多，瓷面光澤度高，很有質(zhì)感。最終產(chǎn)品瓷層總厚度可達到約1000卩m。4-4-2 撒粉法的缺點：a. 造型復(fù)雜、線條清晰的產(chǎn)品不能用撒粉法。b. 撒粉操作時釉粉易飛散，損耗高、污染嚴重。c. 箱式爐開門時熱量流失嚴重，剛出爐的灼熱工件散熱量也很大， 造成工作環(huán)境溫度高，勞動條件4-4-3 撒粉法的搪燒流程鑄件檢驗-鑄件修補-底釉噴涂-底釉烘干-底釉燒成-面釉篩撒-面釉燒成-面釉篩撒-面釉燒成-保溫冷卻-成品檢驗T成品包裝 4-4-4撒粉法的操作要點4-4-4-1 鑄件檢驗 有斷裂、變形、較大孔洞、拋丸不到位、尺寸超過公差、打磨不到位等缺陷的鑄件要揀出，不得 進入搪燒工序。4-4-4-2鑄件修補鑄件上直徑小于 2mm 的孔洞可用半干底釉填平，直徑超過 2mm 的孔洞用二氧化碳保護焊補實并 打磨平整，局部較多的細小針孔可白底釉抹至平整。前處理遺漏的少量毛刺、凸起點要用角磨機或鋼 銼清除。4-4-4-3底釉涂搪較大的鑄件適于噴涂，較小的鑄件適于浸搪。涂層厚度以60100卩m為宜。4-4-4-3底釉烘干 底釉濕坯可在余熱利用的保溫室內(nèi)（剛出爐的成品在保溫室內(nèi)緩慢