搪瓷钢板抗冲击性能的研究

郑绍成，余晓红，严晓阳，郑 云，陈寒松，黄丹平

（1.浙江师范大学行知学院，浙江金华 321004；2.浙江金华环保局开发区分局，浙江金华 321000；3.浙江开尔新材料股份有限公司，浙江金华 321033）

搪瓷钢板抗冲击性能的研究

郑绍成1，余晓红2，严晓阳1，郑 云3，陈寒松1，黄丹平1

（1.浙江师范大学行知学院，浙江金华 321004；2.浙江金华环保局开发区分局，浙江金华 321000；3.浙江开尔新材料股份有限公司，浙江金华 321033）

论述了搪瓷钢板抗冲击性能（附着力）的质量问题。主要对影响抗冲击性能最重要的两个因素：烧制时间和烧制温度进行了研究。从中给出一个较佳的烧制时间和烧制温度使搪瓷制品有更好的抗冲击性能（附着力），以此来提高搪瓷制品的质量。

搪瓷；搪瓷钢板；抗冲击性能；附着力

搪瓷指在金属上涂敷一层薄的瓷釉，涂层具有改善物件表面性质，或为艺术装饰性，或为某一用途的目的［1］，因此，金属涂搪具有多种，如钢、铜、铝等［2］。搪瓷钢板是在钢板上涂搪，是搪瓷材料重要组成部份；钢板成分和釉料性质对搪瓷钢板质量起到关键作用，同时涂搪方法、搪烧方法等也影响搪瓷质量［3］。目前搪瓷瓷层缺陷中脱瓷是常见的缺陷之一，其主要有瓷釉的剥落或脱落。瓷釉的剥落、脱落是瓷层的一种局部拐伤，对搪瓷钢板的质量会带来致命的破坏［4］。

瓷釉大片地脱离主体称为剥落，密着不良时底釉从金属上剥落下来，露出金属面。就其原因有：一、在底釉组成中密着氧化物不足、烧成时间缩短、烧成温度降低；二、铁坯表面处理得不好，在金属表面上存在着氧化皮或某种污垢，则底釉对金属表面的浸润性能不良；三、底釉的膨胀系数过低或者它的弹性不足，在制品冷却时产生应力；四、金属与瓷釉的膨胀系数相差得很大，尤其是在弹性模数较高的硬性金属（铸铁、钢）上搪瓷时也容易产生；五、在制品曲率半径小的表面上常常比在平面上容易看到剥落。

还有面釉从底釉上剥落，原因有：一、如果面釉极为难熔，就不能与底釉牢固地结合，则面釉容易从底釉上剥落下来，制品在成品后的存放中，都会因此原因剥落；二、面釉的膨胀系数过低时也会出现剥落现象；三、瓷层的厚度越厚，则冷却时其中产生的应力也较大，瓷层的厚度不均匀，局部较厚、凝结、凸瘤等均导致面釉的剥落。

以上是搪瓷瓷层质量的一些问题，瓷层质量问题的主要原因是瓷层的附着力不够，本论文是通过试验不同的涂搪方法及搪瓷钢板烧成时间和烧制温度对搪瓷钢板瓷层附着力的影响进行探讨。

1 实验部分

1.1 仪器与药品

仪器及设备见表1。实验原料及试剂见表2。

表1 仪器及设备

表2 实验原料及试剂

1.2 实验步骤

搪瓷钢板基本由两种涂搪工艺制成：一种是浸搪，另一种是静电干喷；因此实验将分别对浸搪和静电干喷的搪瓷钢板进行抗冲击性能的研究。

其实验方法是先控制一定温度的条件下，再测试5个不同的烧制时间内烧制的钢板的抗冲击性能。再控制烧制时间一定的条件下，再测试5个不同烧制温度下烧制的钢板抗冲击性能。以此来说明烧制温度和时间对抗冲击性能的影响。

1.2.1 搪瓷钢板的烧制

1.2.1.1 浸搪工艺上釉的搪瓷钢板烧制

①釉料的配制

安配方称取原料和水倒入搪瓷球磨中，盖上盖子，将球磨放入KM快速研磨机中固定研磨。

②浸搪、烘干

用夹子夹住BECT钢板样板浸入盛有配制好釉料的容器中，使其表面覆有均匀的釉面。把浸搪好的钢板样板放入普罗SC101-CA电热恒湿鼓风干燥箱中干燥5min。像这样共涂搪50块样板。

③烧制

将烘干后的各块钢板样板放入普罗箱式电阻炉内在不同的烧制温度下分别在不同的烧制时间条件下进行烧制，且在每个点（如烧制温度790℃，烧制时间4.5min）上烧制两块板进行平行对比。烧制完成后将样板冷却数分钟后在其表面贴上标签。

1.2.1.2 静电干喷工艺上釉的搪瓷钢板烧制

①喷涂

将样板拿到静电干喷房内，用静电干喷枪在样板表面喷一层搪瓷静电底釉，在喷底釉的基础上再用静电干喷枪喷一层搪瓷静电面釉，共喷50块。

②烧制

工艺同上，但在控制烧制温度和时间上不同。

1.2.2 测钢板的瓷层厚度

将烧制完成贴上标签后的钢板样板用厚度仪在样板表面3个不同的点测其厚度并记录下来。

1.2.3 抗冲击实验

将样板置于A5545重型冲击机，用1.0kg重的金属棒，从750mm的高度自由落体冲击搪瓷样板表面。取出冲击后的样板在正常的室内照明条件下（250Lux）光照下用肉眼观察，并与标准进行对照判别。

2 结果与讨论

2.1 浸搪工艺上釉的搪瓷钢板抗冲击性能结果分析

表3是在810℃温度下搪瓷钢板经过不同烧制时间烧制后的抗冲击效果。从表3可以看出，搪瓷钢板在烧制温度相同条件下，随着烧制时间增加，搪瓷钢板的抗冲击及性能也在增强，搪瓷钢板的抗冲击性能从烧制时间为3.5min的E级，增强到烧制时间为5.5min的B级（搪瓷钢板的抗冲击性能分A～E五个等级，其中A级为最优，B、C级合格，D、E级不合格）。所以可以得出这样一个结论：搪瓷钢板在烧制温度相同条件下，随着烧制时间延长，搪瓷钢板的抗冲击性能也在增强。

表3 在810℃温度下搪瓷钢板经过不同烧制时间烧制后的抗冲击效果

表4是经过5min烧制时间搪瓷钢板在不同烧制温度条件下的抗冲击效果，从中可以非常清楚的发现在750℃、770℃烧制温度下的搪瓷钢板的抗冲击性能非常差，圆形部分钢板都露在外面几乎没有一点瓷釉附着在上面，根据GB/T 19354-2003标准判别都是E级的不合格品。而在830℃烧制温度下的搪瓷钢板的抗冲击性能则非常好都是达到A级的最优品。所以可以得出结论：搪瓷钢板在经过相同烧制时间烧制的条件下，随着烧制温度的提高，其抗冲击性能也在提高。

表4 经过5min烧制时间搪瓷钢板在不同烧制温度条件下的抗冲击效果

综上所述，搪瓷钢板的抗冲击性能的好坏主要与搪瓷钢板烧制时的烧制温度和烧制时间有关。而要烧制出一块在抗冲击性能很好，用浸搪工艺上釉的搪瓷钢板的方法就是烧制温度高，烧制时间长。但是工业生产时由于要考虑企业效益，所以综合比较，烧成时间控制在5min左右，烧成温度控制在810℃左右为宜。

2.2 静电干喷上釉的搪瓷钢板抗冲击性能结果分析

表5是搪瓷钢板在790℃温度下经过不同烧制时间烧制后的抗冲击效果和表6经过4min烧制时间在不同烧制温度条件下的抗冲击效果，从样板看出，被冲击机冲击的部分，旁边白色的是面釉，其中有些圆形部分呈现黑色，那是由于经抗冲击试验后白色面釉脱落，而黑色底釉还附着在钢板上的缘故，而底釉附着在钢板上越多越密，说明搪瓷钢板的附着力越好，也就是抗冲击性能越好。从中发现静电干喷上釉的搪瓷钢板抗冲击性能也和浸搪工艺上釉的搪瓷钢板抗冲击性能一样都是在烧制温度相同时，随烧制时间的增加而增强；在烧制时间相同时，随烧制温度的升高而加强。而用静电干喷工艺方法烧制的搪瓷钢板的烧成时间通过表5表明应该在4min左右，烧成温度通过表6发现应该在790℃左右。因此发现要达到在抗冲击性能上符合工业工艺要求，静电干喷比浸搪烧成温度低，烧成时间短。所以对工业生产就节能降耗，并提高了效率。所以不同的工艺和釉料的搪瓷钢板，其烧成温度和烧成时间也是各不相同的。

表5 在790℃温度下搪瓷钢板经过不同烧制时间烧制后的抗冲击效果

表6 经过4min烧制时间搪瓷钢板在不同烧制温度条件下的抗冲击效果

2.3 瓷层厚度对搪瓷钢板抗冲击性能的影响

除了烧制温度和烧制时间对搪瓷钢板抗冲击性能有影响外，还有一个指标也影响抗冲击性能，那就是瓷层厚度。通过对表3，表4，表5和表6中每一组的样板一和样板二的对比后，发现瓷层相对厚的样板一比瓷层相对薄的样板二附着力好。从中得出瓷层厚度对搪瓷钢板抗冲击性能也有一定的影响。

3 结束论

通过对搪瓷钢板抗冲击性能实验研究，从中得出了以下，4个结论：

1） 不同的工艺和釉料的搪瓷钢板，其烧制条件也是各不相同的，搪瓷钢板静电干喷的烧制产品比浸搪好。

2） 通过实验表明要获得好的抗冲击性能，静电干喷的烧制时间4min，烧制温度790℃，浸搪的烧制时间5min，烧制温度810℃。

3） 瓷层厚度对搪瓷钢板抗冲击性能也有影响，瓷层相对厚的比瓷层相对薄的附着力差点。

4） 影响搪瓷钢板抗冲击性能的因素有：烧制时间、烧制温度、瓷层厚度和工艺方法。

［1］ 辞海编辑委员会.辞海［M］.上海：上海辞书出版社，1979：153-156.

［2］ 王禹，王允夫.搪瓷钢板的发展禹技术要求［J］.中国搪瓷，1999.

［3］ 中国硅酸盐学会.硅酸盐辞典［M］.北京：中国建工出版社，1984.

［4］ 欧阳秋，钟江泉.搪瓷瓷层缺陷［J］.中国搪瓷，1998.

The Enamel Ware Steel Plate Anti-pounds at Function of Research

Zheng Shao-cheng，Yu Xiao-hong，Yan Xiao-yang，Zheng Yun，Chen Han-song，Huang Dan-ping

This text discussed the anti-which discovers enamel ware pounded at function（adhesive strength）to directly infl uence the enamel ware product of quality good and bad.this time main to infl uence anti-impact function the most important of two factor：burn to make time and burned to make temperature to carry on a research.give from the better burned to make time and burned to make temperature to make the enamel ware have a better anti-to pound at function（adhesive strength）and raise the quality of enamel ware with this.

enamel ware；Enamel ware steel plate；the anti-pounds at function；adhesive strength

O347.3

A

1003-6490（2016）07-0070-02

2016-07-15

郑绍成（1965—），男，浙江金华人，高级工程师，主要研究方向为精细化工。