GWIPPO硅普小知识丨搪烧工艺过程中的常见缺陷(一)
2025-09-15
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由于搪玻璃生产工艺的复杂性,在生产过程中也就必然会产生诸多缺陷。缺陷有多种形式,而每一种形式又有各种各样的形成原因和形成条件,如工艺制度的执行与否、使用不合格的原料等都会引起不同的瓷层缺陷。

常见的几种缺陷归结为三类:爆瓷、瓷层裂纹和瓷层中的气泡。

今天我们来介绍第一类:爆瓷。

爆瓷是一种瓷层脱落现象,实际上是一种力学作用现象。它与机械撞击、内在应力、产品的结构形状、产品制作过程中的气体有很大且直接的关系。

搪玻璃层的各种缺陷都可能在搪烧工艺过程的任一阶段发生。国外学者阿尔丁格尔曾就瓷层出现的缺陷指出其来源可能为:金属坯体(材质、结构形式等);制备瓷釉的原料及瓷釉的制造质量;涂烧工艺过程;热工设备及工具。而出现缺陷的直接原因是:烧成过程中金属与瓷釉反应析出的气体;金属和瓷釉的物理化学性质如产生剩余应力,化学稳定性不足;不遵守工艺纪律;脏物等。

一、爆瓷

爆瓷是搪玻璃制品从工艺生产过程到入库成品的一系列程序最为常见的缺陷。表现为成块成片或大或小地从胚胎上剥落,其原因是多方面的。如果是面釉从底釉上脱落(或爆处看不到底釉)可能是烧成温度不适当所致。面釉层烧成时如果烧成时间太短或烧成温度太低,瓷釉尚未软化,底釉与面釉、面釉与面釉之间没有熔合好,密着层形成得不充分,从而导致爆瓷。再就是瓷层间产生的气泡在瓷釉熔融时没释放出来,也易出现这种爆瓷。在制品曲率半径小的部位、受机械(力)冲击部位、应力集中且瓷层厚的部位均能产生这种爆瓷。

从钢坯上脱落的底釉与面釉结合很好的瓷层,主要是底釉与钢坯的密着程度有问题。有烧成温度偏低,烧成时间不适当;底釉过烧(底釉过烧会增大形成"鳞爆"的趋势,因氧化层太厚,密着力减少了);底釉层厚度偏厚,气孔多;瓷釉的密着成分有关;局部材质问题(如焊缝问题、锈蚀因素等);钢坯喷涂底釉前处理的不洁净,存有氧化皮或污垢,使底釉难以浸润坯面等。因而不能形成良好的密着,导致爆瓷。

克服爆瓷的方法是多种多样的。针对形成的原因,改变制品的结构形式,增大曲率半径;增大瓷釉的膨胀系数,提高瓷釉的弹性;严格遵守工艺纪律;提高坯胎表面的洁净程度等都是克服爆瓷的有效办法。

搪玻璃制品瓷层以大小不同的鳞片状脱落的爆瓷现象称为鱼鳞爆瓷,也叫氢爆。顾名思义,氢爆一般认为是由氢气在瓷层中引起的爆瓷。这种爆瓷的特征明显,且带有一定的季节性,多发生在夏季的阴雨天气。可以说"鱼鳞爆瓷"是搪玻璃行业的一个顽疾。

成品鱼鳞爆  图1

苟文彬教授根据国外一些搪瓷专家的理论,以"氢气学说"和氢在钢中的溶解度变化情况,归纳了鱼鳞爆瓷的以下机理:

在搪玻璃制品烧成过程中,氢在钢中达到了饱和,而当制品在空气中冷却到瓷釉凝固时,氢来不及充分逸出,以致在钢中达到了过饱和状态。留在以后要析出位置上的这种过饱和氢产生一定压力,其大小同高温时钢中含氢量析出多少以及瓷层的孔隙程度有关。当这个压力增大到会使瓷层脱落时,便形成鱼鳞爆瓷(简称鳞爆)。

底釉鱼鳞爆  图2

一般情况下鳞爆是对底釉而言的,且鳞爆与底釉的密着度关系不大,甚至无关。

尽管鱼鳞爆瓷是搪玻璃工艺过程中的顽疾,但还是有一定办法来抑制的。下面介绍几点经验办法。

(1)轻微的鳞爆可采取喷涂的面釉厚一点,烧成后就能明显地抑制鳞爆的再发生。

(2)较严重的鳞爆应根据情况适当处理,如果有些部位已爆到钢坯表面,在喷涂时可先喷上或抹上少量底釉,再薄薄地喷上一遍面釉。这一遍薄薄地面釉,实际上就是堵一堵爆的鳞片点,烧后麻坑不宜太深,多余的气体尽可能逸出。烧成温度按正常的工艺温度即可。

(3)环境原因造成的鳞爆对于阴雨天及热工设备的周围湿气太大造成的鳞爆,应采取相应的措施。在底釉中磨加一定量的钠、钙、钡的碳酸盐,有意在烧成过程中形成无机盐的分解,促使气体挥发,增加底釉的气孔率,从而使扩散在这些气孔之间的氢气压力降低。

(4)提高预烧温度适当提高预烧温度也能对抑制鳞爆有利。

(5)采用热喷的方法根据所使用的瓷釉性能,采取热喷的方法(先将制品预热到70~80℃再喷粉)也能有效地抑制鳞爆发生。

在搪玻璃工艺过程中,部分厂家有钢坯的酸洗工序,此时钢坯中吸收大量的氢原子,酸洗时间越长,吸收得越多,烧成过程中就形成了氢气。同时,铁同水反应也生成氢气。反应式为

 Fe +H20→ FeO +H2

制品在烧成过程和冷却过程中未逸出的氢气,就造成较大的氢气压,导致鱼鳞爆瓷。因而酸洗工序要进行得迅速并及时用清水冲洗干净。

(6)新建炉及新维修的炉若未进行烘炉或烘炉效果不好,造成炉内湿气较大,也是产生鳞爆的重要因素,因此应对修建炉彻底烘干。如搪烧炉长时间不使用,再次使用前一定要烘炉处理。

(7)建议搪烧炉开排气孔,并定期检测搪烧炉内气氛,理想状态为微负压。 

在烧成过程中适当降低装炉温度,延长烧成时间是克服夏季产生爆瓷和"鳞爆"的较好方法。建议梅雨高温季节采用低温长烧工艺。


今日介绍到此结束,请关注“硅普搪瓷”公众号,了解更多关于搪玻璃釉小知识吧~



本文引用《搪瓷与玻璃》章节“搪玻璃搪烧工艺和工装”,作者:徐仲民,邵泽恩。

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