搪瓷用钢

1、硬度达莫氏6.0，高于钢铁，低于宝石

2、耐刮擦、易于清洁、耐磨性强，远高于氟碳喷涂和粉末喷粉

3、不褪色，耐候性强，在阳光直射下，颜色不会改变

4、耐酸碱性，绝缘，不可燃在A级

5、安装方便，采用干挂系统

6、使用寿命长达50年，理化性能不变

7、可在表面进行艺术表现，材料性能不改变

生产工艺流程主要工序说明如下:

设计:根据项目的技术要求进行装饰立面的板块分割、现场测量。

绘制产品图纸下料:确定定制产品所需的材料形状、数量或质量后，对基体材料进行裁剪表面处理，通过脱脂、酸洗、中和、清洗等步骤除去成型钢板坯体表面的油污、锈迹。

杂质等静电干法喷涂:根据静电场对电荷的作用原理，应用静电感应的物理现象使干法瓷釉静电粉末喷涂于钢板表面的工艺过程超细磨:将熔制好的釉料通过研磨机研磨成粉末，细度达到200 目以上。

纳米添加:在瓷釉粉末中加入一定量的纳米材料，对搪瓷表面性能进行改进的方法绝缘包裹:使用不导电的物质将瓷釉粉末隔离或包裹起来，进行固化反应，使瓷釉粉末增加电阻率，增强覆盖功能。

除化学成分和金相组织的要求之外, 搪瓷用钢还必须有一定的物理性能和机械性能。

搪瓷用钢应具有表1所列的物理性能参数。

表1 搪瓷用钢的物理性能

比重

比热0~100℃

热传导率

体膨胀系数C.G.S

布氏硬度开关/mm2

7.8左右

0.102~0.108

0.10~0.135

360~420×10-7

80~100

表2 欧洲标准EN 10096规范的两次涂搪用冷轧钢板

名称

屈服强度

N/mm2

抗拉强度

N/mm2

A80

%

最大含C量

wt%

DC01EK

270

270/390

30

0.08

DC04EK

220

270/350

36

0.08

DC06EK

190

270/350

38

1.6

0.02

DC03ED

240

270/350

34

DC04ED

210

270/350

38

DC06ED

190

270/350

38

1.6

0.02

搪瓷用钢的体膨胀系数应严格控制，钢板体膨胀系数应略大于瓷釉，以保证制品在搪烧后冷却时，瓷面获得均匀的压应力，除此钢板应具有良好的弹性，优良的弹性能弥补膨胀系数之差造成的应力。

为保证搪瓷制品的使用性能，实现常温大变形加工和表面高温涂搪双重加工性能的要求，搪瓷钢必须达到一定的性能指标要求，如当前国际市场上对两次涂搪用钢板的力学性能要求如表2所示欧洲标准EN 10096。

地铁车站用装饰墙板、建筑内外墙、隧道用装饰墙板、无菌手术室墙面、人行地下通道墙板、火电厂的空气预热器换热元件等。

搪瓷钢材金相组织直接影响着搪瓷的性能。一般搪瓷用钢的金相组织要求晶粒大小均匀，成颗粒状，无板条和晶带。金相组织尽量为铁素体结构，晶粒度为7~8级，珠光体含量应越少越好，即使存在少量的珠光体，珠光体应均匀地分布在铁素体晶粒周围。由于珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，当温度较高时，渗碳体分解出游离碳。珠光体含量越高，搪烧时分解出的游离碳也越多，给搪瓷造成的危害也越大。铁素体晶粒度和形态直接影响搪瓷钢板的强度、韧性以及塑性。铁素体应呈等轴晶型，0.5mm以下钢板的铁素体应是8~10级的等轴晶。如果铁素体晶粒呈带状分布排列，冷加工变形时出现个爪纹皱，搪烧后易出现膨胀隆起。铁素体晶粒变形还会影响搪瓷性能，当铁素体晶粒延伸度介于2~3级之间，搪瓷表面开始出现缺陷;当晶粒延伸度大于2级将产生严重的冷爆、麻泡和泡孔缺陷。另外，冷加工过程中形成的变形铁素体或亚微观结构等组织，搪烧后将出现鱼鳞爆、麻泡等搪瓷缺陷。另外，晶粒度大小也会影响杂质的偏析程度，晶粒粗大，则单位面积晶粒表面上的杂质含量就高。钢中晶粒长大还会使钢塑性下降。

另外，搪瓷用钢的金相组织中不能出现任何碳化物的聚集或硫化物、磷化物偏析，另外，钢表面也不能有夹渣、氧化物、气孔、疏松、脱皮等局部缺陷，否则会造成针孔、气泡，特别是"鳞爆"。这是由于表面局部缺陷会成为钢中气体的聚集地，特别是氢的聚集地。另外金相的带状结构对搪瓷也极为有害的。带状组织的出现使钢板物理性能和机械性能的产生各向异性，导致搪瓷板冷却过程中各个方向的收缩程度不同，从而造成爆瓷 "鳞爆"。因此通常不希望碳化物连续分布特别是网状分布，而是越分散越好。

适用于化学工业的搪瓷。

底坯采用钢板或铸铁。

坯体制备 将金属材料加工成各种形状的坯体。应用较广的金属是钢板和铸铁，还有铝、金、银、铜等。制坯的方法视坯材和产品结构而异。用钢板制坯时，日用搪瓷通常用冲压、电焊接法成型(图2);工业搪瓷通常用锻压和气(电)焊接法成型;艺术搪瓷可用机械加工和手工制作。铸铁搪瓷的坯体用铸造方法制取。 制坯设备除金属加工用的通用设备外，还有立式剪卷机等制坯专用机械。传统搪瓷制坯是在几台机床上相继完成裁料、冲压成型和焊接。现在已有自动完成上述机械加工程序的制坯生产联动线。

表面洁净 涂搪瓷釉前，要对坯体表面进行洁净处理，以消除金属坯体的油脂、污垢、铁锈和加工时形成的内应力等。铸铁坯体和厚钢板坯体的表面洁净多采用喷砂法;薄钢板坯体多采用脱脂法或酸洗法。为适应特殊涂搪工艺和改善制品质量要求，洁净后，还要对坯体进行披膜(一般披镍膜)处理。

喷砂法 用压缩空气将磨料(硅砂、钢珠及其他天然或人造磨料)喷射于已焙烧过的坯体表面，以清除铁锈、铸皮、石墨和粘附在坯体上的有害物质。常用的喷砂装置有室式、自动旋转台式和密封桶鼓式。

脱脂法 用于除去坯体表面的油脂和其他脏物的洁净方法。常用于无锈坯体。脱脂法有3种:①烧油法,将坯体置于一定温度下灼烧,除去油脂。②化学脱脂法,用碱性溶液或有机溶剂除去油脂。生产中多使用碱性溶液脱脂。碱性脱脂液常由碱类、乳化剂、湿润剂和软水剂配制而成。③电化脱脂法，又称电解脱脂。将坯体浸渍于具有一定组成和一定温度的碱液电解槽中，通以一定的电压和电流，进行电解脱脂。

酸洗法 用酸液除去坯体表面的铁锈和氧化皮的洁净方法。用于锈蚀严重坯体的洁净处理。常用的酸液有硫酸、盐酸溶液，以硫酸居多。酸洗过程一般顺序为浸热酸、热水洗、碱液中和、干燥和检修等。

涂搪 在表面洁净的坯体上涂覆瓷釉。分湿法涂搪和干法涂搪两种。涂搪方式有手工涂搪、机械涂搪、电涂搪等。

湿法涂搪 用釉浆涂搪的统称。有以下4种方法。①浸渍法:将坯体浸入釉浆的施釉方法。多用于日用搪瓷的小件和薄坯体产品。近年来发展的电泳涂搪是利用电泳现象使釉浆沉积在坯胎上而完成电涂搪过程。电泳涂搪能获得优质搪瓷制品，且经济、有效。②喷搪法:将釉浆喷涂于坯体上的施釉方法。多用于大件搪瓷制品涂搪。③浇注法:将釉浆浇注在坯体上的施釉方法。适用于形状复杂及内外分搪的产品。④流动涂搪法:应用釉浆流变性能，使釉浆自行均匀流淌的施釉方法。多用于大件薄坯产品。

湿法涂搪工艺中，一般要经搪底釉、烧成、搪面釉、烧成等工序。有的在坯体上直接涂搪面釉，称为一次搪或无底釉一次搪。也有采用两搪或多搪一烧工艺的。二者均有利于提高生产效率和节省能源。

干法涂搪 用瓷釉干粉涂布于坯体上的涂搪方法。有以下3种方法。①浸渍法:将红热坯体没入面釉干粉中。多用于小型铸铁产品面釉的涂搪。②喷搪法:将釉粉喷涂在坯体上的施釉方法。多用于扁平或大件搪瓷产品涂搪。近年来发展的静电粉末涂搪是利用静电效应使瓷釉粉末通过喷粉枪、流化床成为带电的粉雾，被接地的坯胎吸附，形成均匀的涂层。这种涂搪釉粉的控制、运行和回收可实现全自动化，并可节约能耗，提高原材料利用率。③洒搪法:将瓷釉粉洒在坯体上的施釉方法。主要用于铸铁产品的面釉涂搪。

烘干和烧成 采用湿法涂搪的制品坯件必须烘干才能烧成。干法涂搪的制品坯件不烘干即可进行烧成。烧成是瓷釉粒子同坯体牢固结合，形成完整瓷面的工艺过程。

烘干 用干燥流通的热气体除去涂搪在坯件上的釉浆中的水分。既有利于增强烧成前釉层强度及其同坯体结合的强度，又防止了在烧成过程中水分急剧蒸发使釉面开裂和起泡。搪瓷生产中通常利用废烟气余热、烧成窑逸散的余热进行烘干。也有用电加热或电远红外辐射加热进行烘干的。烘干在烘房中或者烘床上进行。依结构分为4种:①炕床式烘床,常用于小批量生产。②室式烘房，常用于大件产品生产。③隧道链传动式烘房，适用于大批量生产。④桥式链动式烘房，整个烘干房及传动装置跨越炉窑两侧及窑顶，适用于大批量烘干。

烧成 完成涂搪瓷釉的制品坯件，通过烧成使瓷釉粒子熔融，以便瓷釉同坯件牢固粘结。搪瓷烧成在烧成窑中进行。为避免制品受直接火焰中有害气体和尘埃的污染，通常采用隔焰烧成室。室内要求温度分布均匀和稳定。

搪瓷烧成窑分间歇作业和连续作业两大类。间歇式窑有箱式、室式等形式;连续式窑有转盘式和隧道式等。按热源分，有火焰窑和电热窑两类。近年来发展了感应加热和辐射管加热等新型窑。

①间歇式烧成窑:是一种间歇装入和取出制品的窑炉。结构简单，适宜于产量小、品种多、形状复杂以及工业大件搪瓷产品的烧成。热源可用煤、石油、煤气和电等。

②连续式烧成窑:开始采用转盘式，后发展成窑身呈直型、 U型(马蹄型)、弯折型隧道式结构。制品依传送带通过隧道中预热带、烧成带、冷却带而实现烧成。这种窑产量大，连续机械化操作。适宜品种少、产量大的产品生产。热源可用煤、石油、煤气和电等。

③感应加热装置:利用具有一定频率的感应电在铁坯内产生的涡流实现加热的烧成装置。产生热能的核心部件是感应圈。其结构依产品形状、大小而异。多用于管道搪瓷加热。

④组装式陶纤辐射管烧成窑:用多支钢质双层管(称辐射管)圈成烧成室壁,再于壁外包裹陶瓷纤维以保温隔热，产品在烧成室内烧成。热源为气体燃料。燃烧气体由内层管进入、外层管排出，产生的热能藉管壁向烧成室辐射以加热产品。窑身大小决定于组装辐射管的多少。这种窑热效率高，是一种新型的高效率烧成窑。

彩饰 用彩色瓷釉对搪瓷制品进行装饰。彩饰的方法有喷花、贴花、印花、刷花、堆花以及纹样等工艺(见搪瓷彩饰)。

参考书目

邵规贤、苟文彬、闻瑞昌等编著:《搪瓷学》，轻工业出版社，北京，1983。

郑庆海、闻瑞昌、杨庆贞、肖明等编译:《瓷釉制造与搪瓷工艺》，中国财政经济出版社，北京，1963。