專利名稱:搪瓷的制作方法
本發(fā)明涉及搪瓷、特別是將搪瓷釉料涂搪到坯體上形成涂復(fù)層的方法。
當(dāng)將搪瓷附著到某些金屬，如鋼的坯體上時，復(fù)著層中易產(chǎn)生各種缺陷。當(dāng)使用鋼制坯底時發(fā)生的主要缺陷是a)脫碳;b)鱗剝。假如釉料中摻加了金屬粉末，那么最后結(jié)果是多孔性搪瓷層的釉料泡沫很可能是個嚴(yán)重的問題。
脫碳一般是由于在鋼表面的碳與釉料之間的相互作用而引起的。這種相互作用產(chǎn)生黑斑，在嚴(yán)重的情況下，搪瓷表面會結(jié)疤。為使這種問題減少到令人滿意的程度，則必須生產(chǎn)專門的“搪瓷品級”鋼。其中碳含量降低到大約0.030%以下(重量)。即使如此，對于淺色或白色搪瓷，要得到滿意的涂復(fù)層，則需要第二次涂搪。但是對于碳含量降低到約0.008%(重量)的特殊鋼，可允許直接涂搪白色釉料，而沒有任何明顯的脫碳缺陷。
鱗剝是在搪瓷與鋼坯體剝離的地方形成的“魚鱗”狀花紋。為避免這種問題，可以將鋼坯體再次進(jìn)行處理或用特殊技術(shù)涂搪，我們發(fā)現(xiàn)一般這種缺陷發(fā)生在冷軋鋼上的機(jī)會比在熱軋材料上的機(jī)會要少得多。然而由于這個問題，如果不對鋼進(jìn)行昂貴的予處理或不使用特殊的搪瓷釉料組合物，就會使可以涂敷搪瓷的鋼的種類大大受到限制。
當(dāng)使用其它金屬坯體時，也會產(chǎn)生同樣的問題，特別是那些具有親氧性的金屬，諸如鋁、鎂、鈦、鋯、硅及它們的合金。
此外，我們還得知，當(dāng)將一些金屬粉末，特別是鋁及同類金屬，添加到形成金屬陶瓷的搪瓷釉料中，會得到韌性強(qiáng)、耐高溫、與鋼坯體的結(jié)合力得到改善的搪瓷。但是，這類釉料在制備的過程中容易產(chǎn)生泡沫，結(jié)果形成多孔搪瓷層。當(dāng)這類搪瓷層用來作為自動清洗爐的涂層時，這種多孔性則是優(yōu)點，因為它可為加熱物體的催化氧化作用提供較大的表面積。但當(dāng)要使金屬坯體具備抗氧化、防腐蝕性能，而需要有含鋁的金屬陶瓷復(fù)蓋層時，就不希望有這種氣泡和多孔性。
用玻璃或釉料混合物構(gòu)成搪瓷釉料，以粉末的形式涂搪于坯體上，然后焙燒形成整體復(fù)蓋層。釉料常常作成瑯玳漿的形式涂敷于坯體上，在瑯玳漿中分離得很細(xì)的釉料顆粒由懸濁劑，比如粘土維持在水懸濁液中。加入其它添加劑以控制瑯玳漿的性能，及控制焙燒后復(fù)蓋層的最終性能。當(dāng)將鋁粉加到瑯玳漿中時，存在著鋁粉與瑯玳漿反應(yīng)，生成氣態(tài)氫的可能性。
美國專利2900276中，通過使用基本上由三份氧化硼對一份氧化鋇組成的搪瓷釉料防止了瑯玳漿與鋁粉之間的反應(yīng)。他們聲稱，這種釉料比較難溶于瑯玳漿中的水份中。
德國專利2829959提出這樣一種搪瓷釉料混合物，當(dāng)把它用于瑯玳漿，并加入鋁粉時，沒有氣體逸出。該搪瓷釉料混合物與類似美國專利2900276中的那種標(biāo)準(zhǔn)搪瓷釉料不同，它基本上是由氧化硼組成，并含有少于1%的二氧化硅(重量)。
即使在采取了上述防止鋁粉與搪瓷瑯玳漿之間的反應(yīng)的各種措施后，焙燒過程中仍然會有氣體逸出，從而在焙燒金屬陶瓷涂復(fù)層時產(chǎn)生泡沫，使得生產(chǎn)無孔搪瓷復(fù)蓋層相當(dāng)困難。采用較低的焙燒溫度，會使這個問題在某種程度上減輕。將一些高熔點的物質(zhì)顆粒，如二氧化鉻加到瑯玳漿中(德國專利2829959)，考慮這樣在焙燒時，在涂復(fù)層中會保持一些縫隙，從而便于氣體逸出，這樣就可使多孔現(xiàn)象在某種程度上進(jìn)一步減少。另一種辦法是采用這樣的一些搪瓷釉料組合物，其中一種成分的軟化點要比其它成分的軟點高得多，這樣也可以在焙燒時，使金屬陶瓷中留下一些縫隙，便于氣體逸出。盡管采取上述措施，最終的金屬陶瓷復(fù)蓋層還可能出現(xiàn)人們所不希望的多孔現(xiàn)象。
本發(fā)明提供了一種涂搪瑯玳搪瓷的工藝，內(nèi)容包括，粉末狀搪瓷釉料涂敷于金屬上，該搪瓷釉料含水量最高為0.03%(重量)，然后將帶涂層的金屬在高于搪瓷釉料熔點的溫度下焙燒，爐中空氣露點最高為10℃。
當(dāng)使釉料中與爐中空氣的含水量降低到上述范圍內(nèi)時，就會比用傳統(tǒng)的搪瓷技術(shù)生產(chǎn)的搪瓷復(fù)蓋層中所產(chǎn)生的缺陷明顯減少，當(dāng)將含水量最高為0.03%(重量)的釉料混合物，在空氣露點最高為5℃的爐中焙燒，以及將含水量最高為0.015%(重量)的釉料混合物，在空氣露點最高為10℃的爐中焙燒時，可得到更好的結(jié)果。
可將金屬粉末添加到形成金屬陶瓷的搪瓷釉料中。這些金屬陶瓷混合物可含有多達(dá)60%(體積)的金屬顆粒。最好采用小粒度的金屬粉末，以粒度小于200μ的粉末最為理想。
我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如上文所述通過降低釉料中含水量，并在具有低露點的空氣中焙燒，就可使在鋼及類似金屬上的搪瓷的缺陷減少，特別是脫碳現(xiàn)象和鱗斑脫落缺陷明顯減輕。此外，金屬陶瓷復(fù)合物產(chǎn)生氣體或出事汽泡而引起的多孔現(xiàn)象也能明顯減緩。不用在搪瓷瑯玳漿中再加入難熔粒子也能達(dá)到此種效果。既不需要使用搪瓷工業(yè)中那些常用的和人們孰知的釉料混合物以外的特殊物質(zhì)，也不需要限制焙燒溫度。
本發(fā)明中使用的釉料可以具有與一般搪瓷所用的釉料相類似的成分。但水含量或氫氧離子含量，需要通過采取適當(dāng)?shù)拇胧档偷揭蟮姆秶?。因此需要用干燥的氣體，例如氬氣，以鼓泡的方式，從熔融的釉料混合物中通過，即可除去其中的水分。另一辦法是可將熔融釉料經(jīng)過真空處理，以抽除水分。也可以用無水材料來制備釉料混合物，例如在混合前經(jīng)過焙燒，并在制造過程中避免吸收水分。
還可使熔融釉料與能和水或氫氧離子作用的試劑進(jìn)行反應(yīng)，以從中除去水分。采用這種方法時，必須注意，試劑不能與釉料的其它成分起反應(yīng)，并且反應(yīng)產(chǎn)物對釉料的性能不能有不利影響。
當(dāng)釉料混合物經(jīng)過降低含水量的處理后，必須將其制成粉末狀。這可以在采用普通的碾磨技術(shù)粉碎之前，采用無水急冷技術(shù)使物料初步破碎的方法完成。但也允許將釉料放入水中急冷，而不致使其含水量明顯增加，條件是使溫度迅速降低到低于水能溶解并分散到釉料中去的溫度。明顯吸附水分的這個溫度，將由釉料與水接觸的時間長短，以及釉料的成分確定，對于在鋼材上使用的典型釉料來說，該溫度大約為500℃。倘若不使用親水碾磨添加劑，諸如粘土和硼酸，也可將釉料在水中碾磨。
可將本發(fā)明中的搪瓷釉料和金屬陶瓷釉料混合物以無水的形式，例如含有3%的存在于乙酸戊脂中的硝基纖維素的形式很簡便地涂搪到坯體上。但也可以使用含有纖維素或其它多糖懸浮劑的水懸浮體系，例如羧甲基纖維素鈉或黃原樹脂(Xanthan gum)的含水懸浮液。為這一目的可以采用的一種懸浮劑是在市場上可以買到的叫做“KELZAN”由Marck有限公司制造的黃原(Xanthan gum)樹脂。當(dāng)使用含水懸浮體系來涂搪金屬陶瓷時，也有助于添加抗腐蝕劑以制成防止金屬粉末發(fā)生反應(yīng)的抗腐蝕瑯玳漿。這種抗腐蝕劑必須本質(zhì)上不親水，或者在遠(yuǎn)低于釉料軟化點的溫度下就將水合的水份完全放出。市場上可買到“FERNOX ALV”是這種抗腐蝕劑，由工業(yè)抗蝕服務(wù)有限公司(Industrial Anticorrosion Services Limited)制造。
在搪瓷或金屬陶瓷混合物中還可以包含其它添加劑，如顏料等，只要它們不親水，或在遠(yuǎn)低于釉料軟化點的溫度下就能分解失去所有的水分。
為使焙燒爐中空氣含水量維持在規(guī)定的限度內(nèi)，必須使用這樣的爐子，它可將熔融區(qū)內(nèi)空氣含水量控制在低范圍內(nèi)。為此目的電加熱爐最為適合。但也可用以煤氣或油為燃料的爐子，但需要能將潮濕的燃燒產(chǎn)物有效地與正在焙燒的物品分隔開。這可以通過使用金屬幅射管加熱器實現(xiàn)，火焰和燃燒產(chǎn)物完全被封閉在加熱器內(nèi)部。此外，必須控制爐內(nèi)空氣或進(jìn)入爐內(nèi)的空氣中的水含量。例如可使壓縮空氣從干燥劑上通過，使其露點降到-40℃左右，然后將這樣的干燥空氣以能夠充分保持爐中空氣露點低于10℃的速度通進(jìn)爐中。另一種辦法是，將爐子放在空氣調(diào)節(jié)的室內(nèi)操作。
為提供光澤好的搪瓷層，可在本發(fā)明的金屬陶瓷搪瓷復(fù)蓋層外再罩上一層不含金屬粉末的瑯玳層。為防止在涂搪這另外一層瑯玳層時，產(chǎn)生氣體或形成氣泡，可以使用與金屬陶瓷層中所使用的相類似的釉料，其水含量及氫氧離子含量低于0.03%(重量)。在那些要罩上另一層復(fù)蓋層的地方，這兩層復(fù)蓋層可以分別燒融，也可同時燒融。此外，為了裝飾目的，也可將一種顏色的含水量低于0.03%(重量)釉料加到另外一種顏色的按本發(fā)明制成的搪瓷或金屬陶瓷釉料中。
為生產(chǎn)耐高溫涂層，還可將熔點特別高的顆粒材料，如氧化硅或氧化鋯添加到本發(fā)明的釉料中，特別是金屬陶瓷釉料中。
參照下列實例，對本發(fā)明進(jìn)一步舉例說明在這些實例中所使用的搪瓷釉料是以A1，A2，兩種基本釉料混合物為基礎(chǔ)的，還有耐酸底涂釉料為基礎(chǔ)的A3，其成分如下重量百分?jǐn)?shù)%二氧化硅 (SiO2) 52.8氧化硼 (B2O3) 16.6氧化鈉 (Na2O) 15.4氧化鋰 (Li2O) 0.2氧化鈦 (TiO2) 5.6氧化鋇 (BaO) 3.8五氧化二磷 (P2O5) 0.4氧化鈷 (CoO) 0.3三氧化二鐵 (Fe2O3) 0.2氟 (F2) 3.7氧化鎳 (NiO) 1.0釉料A1是用普通技術(shù)生產(chǎn)的基本釉料混合物。釉料中水含量為0.083%(重量)。這水分有兩方面的來源，來自制造釉料所用的原材料和制備釉料爐中的空氣。
至于釉料A2和A3，由于讓干燥氣體從熔融釉料混合物中鼓泡穿過，因而釉料中含水量已被降低，釉料A2是將15公斤原始釉料在1100℃溫度下重新熔融，并讓660升含水量低于3ppm的氬氣鼓泡從熔融物中通過制得的再將熔融釉料按通用方式放進(jìn)水中急冷，并在150℃溫度下干燥1小時，得到的釉料A2含水量降到0.027%(重量)。
為制取釉料A3，重復(fù)了上述過程，但是使2250升干燥氬氣通過熔融物，得到的釉料含水量為0.012%(重量)。
釉料B1和B2是以不透光的白色二氧化鈦面涂料為主體，其成分如下重量百分?jǐn)?shù)%二氧化硅 (SiO2) 46.5氧化硼 (B2O3) 15.6氧化鈉 (Na2O) 7.4氧化鉀 (K2O) 7.4氧化鋰 (Li2O) 0.8氧化鈦 (TiO2) 19.0氧化鋅 (ZnO) 0.5氧化鋁 (Al2O3) 0.5五氧化二磷 (P2O5) 0.7氟 (F2) 1.6釉料B1是用通用技術(shù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)組合物，含水量為0.032%(重量);
釉料B2是將15公斤基礎(chǔ)釉料在1100℃溫度下重新熔融，再讓1950升含水量低于3ppm(體積)的氬氣從熔融物中鼓泡穿過，經(jīng)過這樣處理后，再將該釉料在水中急冷，在150℃溫度下干燥1小時。得到的釉料B2含水量為0.009%(重量)。
實例中使用了四種不同的鋼坯體1.一種市場上可買到的“Vitrostaal”脫碳搪瓷用鋼，由荷蘭的Estel NV制造。
2.一種按英國標(biāo)準(zhǔn)1449∶1分冊1972，參照CR2VE制取的搪瓷用鋼;
3.按照英國標(biāo)準(zhǔn)1449，1分冊1972，參照CR1制取的極深度沖壓鋼。
4.按照英國標(biāo)準(zhǔn)1449，1分冊1972，參照HR4制取的普通用途熱軋鋼。
這些鋼材的成分用重量百分比表示，在下面表中給出，剩余部分是鐵鋼材Vitrostaal CR2VE CRI HR4碳 ＜0.01 0.016 0.059 0.060硅 0.015 0.014 0.028 ＜0.01硫 0.010 0.012 0.010 0.012磷 0.006 0.007 0.005 0.021錳 0.037 0.39 0.30 ＜0.29鉻 0.10 0.09 0.06 0.01鎳 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 0.02鉬 ＜0.01 ＜0.01 ＜0.01 0.01鈦 0.01 0.01 0.01 0.01鈮 0.007 0.004 0.007 ＜0.01銅 0.011 0.03 0.006 0.03鈷 0.012 0.012 0.008 0.01鋁 0.008 0.007 0.081 0.039脫碳搪瓷用鋼“Vitrostaal”和CR2VE搪瓷用鋼都是用沸騰鋼模鑄的鋼錠制造的，通過第一次熱軋、中間低溫退火，最后冷軋變?yōu)?.7毫米厚的鋼板，采用這種方式是為使涂搪時，將出現(xiàn)的鱗剝?nèi)毕莸目赡芙档偷阶钚〕潭?。脫碳搪瓷用鋼還在潮濕氬氣保護(hù)氣氛中，經(jīng)低溫退火，進(jìn)行了脫碳處理。
極深度沖壓鋼CRI是用鋁脫氧鋼的模鑄鋼錠制造的，通過第一次熱軋、中間低溫退火、最后冷軋變?yōu)?毫米厚的鋼板，采用這種方式是為產(chǎn)生優(yōu)良的深度沖壓性能。這種鋼材在使用普通的搪瓷技術(shù)時，容易產(chǎn)生鱗剝?nèi)毕荨?br>將鋁脫氧鋼連續(xù)鑄造成鋼錠，隨后只經(jīng)過熱軋變?yōu)?毫米厚的鋼板，通過這樣的過程制造出普通用途的熱軋鋼HR4。這種鋼材在使用普通的搪瓷技術(shù)時，極易產(chǎn)生鱗剝?nèi)毕荨?br>除非另有說明，釉料都是用含水瑯玳漿的形式涂搪到鋼坯體上?，樼闈{是這樣制備的，將釉料放至球磨機(jī)中，用普通方式進(jìn)行濕磨，直到99%(重量)的釉料粒度都小于38μ為止。采用的碾磨物料配方為釉料 1.2公斤水 600毫升黃原(Xanthan)樹脂懸濁劑 3.0克亞硝酸鈉 12.0克在瑯玳漿中摻有金屬粉末添加劑時，這些添加劑和4%(體積)的Fernox Alu”抗蝕劑(以瑯玳漿總體積為基準(zhǔn))與瑯玳漿成分混合。金屬粉末的重量百分比以最后瑯玳漿中存在的固體總量為基準(zhǔn)。
實例1和2將釉料A1和A3的含水瑯玳漿噴涂到只經(jīng)過噴砂處理的HR4熱軋鋼板上。使涂層在120℃溫度下干燥10分鐘，然后在空氣露點為15℃、溫度為850℃的爐中焙燒6分鐘。得到的搪瓷復(fù)蓋層顯示出大范圍的鱗剝?nèi)毕荩謩e如圖1和圖2所示。
實例3用釉料A3的含水瑯玳漿重復(fù)實例1的操作，但是將干燥了的涂層放在空氣露點為0℃、溫度為850℃的爐中焙燒了6分鐘，得到的搪瓷復(fù)蓋層表面十分光滑有光澤，完全沒有鱗剝?nèi)毕?，如圖3所示。
實例4將釉料A1的含水瑯玳漿噴涂到CR2VE搪瓷用鋼的樣品上，其表面經(jīng)過酸洗和噴鍍鎳的予處理。樣品在120℃溫度下干燥了10分鐘，并在空氣露點為5℃，溫度為830℃的爐中焙燒了3分鐘。產(chǎn)生的復(fù)蓋層無鱗剝?nèi)毕?，但是以黑斑形式出現(xiàn)的脫碳缺陷遍布整個樣品，見圖4。
實例5和6將釉料A3的含水瑯玳漿噴涂到脫碳搪瓷用鋼及CR2VE搪瓷用鋼的樣品上，這些樣品已經(jīng)過酸洗和鍍鋅的予處理。樣品在120℃溫度下干燥了10分鐘，并在空氣露點為5℃，溫度為830℃的爐中焙燒了3分鐘，與實例4采取的方法相同。這兩個實例中得到的搪瓷復(fù)蓋層仍然沒有鱗剝?nèi)毕?，而僅在表面分散著極少量由于脫碳而形成的黑斑，見圖5和圖6。
對實例4、5和6制得的樣品的橫截面進(jìn)行微觀檢查，結(jié)果表明搪瓷復(fù)蓋層中出現(xiàn)的黑斑是伴隨著鋼表面氣體的逸出而產(chǎn)生的，從而使搪瓷顏色改變，從接近鋼的表面一直延續(xù)到復(fù)蓋層內(nèi)部。在使用釉料A3的實例5和實例6所得到的搪瓷復(fù)蓋層中，在搪瓷層與鋼交界面處的殘留氣泡，顯然要少得多。
實例7至15用各自含有15%(重量)，粒度為50μ以下鋁粉的釉料A1、A2和A3制備含水瑯玳漿。將每種瑯玳漿分別噴涂到只經(jīng)過表面除油，用脫碳搪瓷品級鋼制取的鋼板試樣上。將各試樣上的涂層在溫度為120℃的空氣中干燥了10分鐘。然后將帶有一種釉料涂層的一組試樣分別放入具有空氣露點各為15℃、7℃和-5℃，溫度為810℃的爐中焙燒3分鐘。鋼板上熔融涂層的量，在所有實例中都為每平方米鋼表面積350克左右。
制得的陶瓷復(fù)蓋層都沒有顯示出任何鱗剝?nèi)毕?，但是全部都有因焙燒過程中氣體逸出形成的多孔現(xiàn)象?？墒嵌嗫椎某潭仁请S著釉料和爐中氣體含水量增加而加劇的，如下表所示搪瓷復(fù)蓋層的表面狀況也隨著焙燒過程中氣體逸出的程度而改變。
下表中氣孔率的數(shù)值是以體積百分率為基準(zhǔn)，是通過對搪瓷復(fù)蓋層拋光了的橫截面，在放大200倍的條件下經(jīng)金相檢查定量測定的。
實例 釉料 露點 氣孔率 表面狀況7 A115℃ 43% 粗糙并有氣泡(見圖7)8 A215℃ 30.0% 粗糙無光澤(見圖8)9 A315℃ 26.2% 粗糙無光澤(見圖9)10 A17℃ 32% 粗糙無光澤(見圖10)11 A27℃ 22.5% 平坦無光澤(見圖11)12 A37℃ 19.5% 平坦半光澤(見圖12)13 A1-5℃ 24.9% 粗糙無光澤(見圖13)14 A2-5℃ 16.5% 平坦半光澤(見圖14)15 A3-5℃ 14.7% 平坦半光澤(見圖15)實例16和17用含有15%(重量)，粒度為50μ以下鋁粉的釉料B1和B2的含水瑯玳漿，噴涂到經(jīng)過酸洗和鍍鎳的脫碳搪瓷用鋼鋼板上。使涂層在120℃的溫度下干燥了10分鐘。然后在空氣露點為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒3分鐘。在每個實例中，鋼板上每平方米的熔融涂層的量都為350克左右。搪瓷復(fù)蓋層的氣孔率按實例7中敘述進(jìn)行了測量。
實例 釉料 露點 氣孔率 表面16 B10℃ 28.4% 粗糙無光澤
(見圖16)17 B20℃ 3.0% 平坦半光澤(見圖17)實例18至20用含有5%、10%和30%(重量)，粒度在50μ以下鋁粉的釉料A3的含水瑯玳漿，分別噴涂到經(jīng)過噴砂處理的HR4熱軋鋼板上。將這些涂層在120℃的溫度下干燥了10分鐘，并在空氣露點各為0℃，溫度為850℃的爐中焙燒了6分鐘。
制得的搪瓷復(fù)蓋層沒有顯示出任何鱗剝?nèi)毕?，也沒有通常在對這種鋼涂搪，并使整個涂層牢固地附看到鋼坯體上時常發(fā)現(xiàn)的那種氣泡。搪瓷復(fù)蓋層的表面狀況列于下面實例 鋁粉百分含量 表面狀況18 5 平坦有光澤(可與普通搪瓷相比)19 10 平坦半光澤20 30 平坦無光澤實例21和22將含有15%(重量)，粒度小于50μ鋯粉的釉料A1和A3的含水瑯玳漿噴涂到經(jīng)過酸洗和鍍鎳予處理的脫碳搪瓷用鋼鋼板上。使涂層在120℃的溫度下干燥了10分鐘。并在空氣露點各為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒了4分鐘。采用釉料A1的實例21得到的搪瓷復(fù)蓋層，表面粗糙有氣泡，而采用釉料A3的實例22中制得的搪瓷復(fù)蓋層表面平坦有光澤。對復(fù)蓋層結(jié)構(gòu)的微觀檢查顯示出，實例21的粗糙不平的外觀是與鋯粒子周圍的氣泡有關(guān)(見圖18)，而實例22，搪瓷是緊密附著在鋯粒子上的(見圖19)。除了復(fù)蓋層的外觀有改善外，由于釉料A3復(fù)蓋層附著性能更強(qiáng)，因而還改善了搪瓷復(fù)蓋層的強(qiáng)度。
實例23和24將含有15%(重量)，粒度小于50μ鈦粉的釉料A1和A3的含水瑯玳漿噴涂到經(jīng)過酸洗和鍍鎳予處理的脫碳搪瓷用鋼鋼板上。使涂層在120℃的溫度下干燥了10分鐘，并在空氣露點各為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒了4分鐘。兩實例均得到平坦有光澤的復(fù)蓋層。但是對復(fù)蓋層結(jié)構(gòu)的微觀檢查表明，加入釉料A1的實例23中，在鈦粒子周圍多孔現(xiàn)象是明顯的(見圖20)而加入釉料A3的實例24，搪瓷緊密地附著到鈦粒子上(見圖21)。釉料A3復(fù)蓋層的更為優(yōu)良的附著性能，會使復(fù)蓋層的強(qiáng)度得到改善。
實例25將釉料A3以上文中敘述的方式經(jīng)碾磨制成含水瑯玳漿，只是碾磨配比有如下變化釉料 1.2公斤水 600毫升羧基甲基纖維素鈉(懸浮劑) 8克亞硝酸鈉 12克將15%(重量)，粒度小于50μ的鋁粉與4%(體積)的“Fernox Alu”抗腐蝕劑一起配制到瑯玳漿中。將此瑯玳漿噴涂到經(jīng)過酸洗和鍍鎳予處理的CR2VE搪瓷用鋼鋼板上。將該涂層在120℃溫度下干燥了10分鐘，在具有露點為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒3分鐘。得到的搪瓷復(fù)蓋層與實例12中得到的復(fù)蓋層類似，外觀平坦半有光澤，并且無氣泡。
實例26將釉料A3以上文中敘述的方式碾磨制成含水瑯玳漿，只是使用的是具有下列成分的普通碾磨配方釉料 1.2公斤水 600毫升白瓷土(懸濁劑) 72克硼酸 72克亞硝酸鈉 0.6克將15%(重量)，粒度小于50μ的鋁粉配制到瑯玳漿中。將此瑯玳漿噴涂到經(jīng)過酸洗和鍍鎳予處理的CR2VE搪瓷用鋼鋼板上。將該涂層在120℃的溫度下干燥10分鐘，并在空氣露點為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒了3分鐘。得到的搪瓷復(fù)蓋層粗糙而有氣泡，和實例7中制得的復(fù)蓋層相類似。
實例27將釉料A3放在球磨機(jī)中無水碾磨，直至99%(重量)的釉料粒度都小于38μ。將此干燥的釉料粉末與7.5%(重量，以固體總重量為基準(zhǔn))，粒度小于50μ的鋁粉混合，加到3%(重量)硝基纖維素的醋酸戊酯溶液中，制成瑯玳漿。將該無水瑯玳漿噴涂到經(jīng)除油的CR2VE搪瓷品級鋼鋼板上，使其通風(fēng)良好，在環(huán)境溫度下干燥。然后在具有空氣露點為5℃，溫度為810℃的爐中熔融4分鐘。得到的復(fù)蓋層無起泡沫或產(chǎn)生氣泡的現(xiàn)象，制得的搪瓷復(fù)蓋層附著牢固，不透水，強(qiáng)度好，外觀與實例15中的相似，平坦半有光澤。
實例28和29按實例20中所敘，將兩塊噴涂含30%(重量)鋁粉的釉料A3涂層的熱軋鋼HR4鋼板進(jìn)行焙燒。
然后，將釉料A1和A3的瑯玳漿水溶液噴涂到經(jīng)過焙燒的鋼板上。使其在150℃溫度下干燥了10分鐘，并在具有空氣露點為0℃，溫度為850℃的爐中焙燒6分鐘。實例28中得到的外面涂搪有釉料A1的搪瓷復(fù)蓋層粗糙帶有許多氣泡，而由實例29得到的外面涂搪有釉料A3的搪瓷復(fù)蓋層，其表面狀況卻可與實例3中得到的相比，即平坦，且光澤很好，無任何氣泡或鱗剝?nèi)毕荨?br>實例30將含有15%(重量)，粒度小于50μ鋁粉的釉料A3的含水瑯玳漿噴涂到除過油的脫碳搪瓷品級鋼鋼板上。當(dāng)涂層未干燥以前，再將沒有添加金屬的釉料A3的含水瑯玳漿噴涂到鋼板上，形成第二層涂搪層。將該樣品在120℃的溫度下干燥10分鐘，并在具有空氣露點各為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒了3分鐘。得到的搪瓷復(fù)蓋層牢固地附著到鋼坯體上，表面狀況可與實例3得到的相比，即平坦有光澤，實例31和32按上文敘述的方法制備含有10%(重量)，粒度小于50μ鋁粉的釉料A3的含水瑯玳漿。將此瑯玳漿分成兩份。在第一份中添加50%(重量)已經(jīng)過無水碾磨，其拉度介于25μ至250μ之間的釉料B1。第二份中，加入50%(重量)經(jīng)過無水碾磨，其粒度介于25μ至250μ之間的釉料B2。將這兩種瑯玳漿噴涂到事先經(jīng)過除油處理的深度中壓鋼CR1鋼板上。將涂層在120℃溫度下干燥10分鐘，并在具有空氣露點為5℃，溫度為850℃的爐中焙燒4分鐘。兩種復(fù)蓋層都牢固地附著到鋼坯體上，并且沒有這種鋼涂搪時常出現(xiàn)的鱗剝?nèi)毕?。但是含有釉料B1的實例31中，其表面有大量與釉料B1顆粒相毗連的小氣泡(見圖22)。含有釉料B2的實例32則具有引人注目的黑色半光澤表面外觀，并有因釉料B2顆粒而形成的大量白斑(見圖23)。
實例33釉料A3中添加15%(重量)、粒度小于50μ的鋁粉，和12%(重量)，粒度小于50μ的氧化硅粉末，制成含水瑯玳漿。將該瑯玳漿噴涂到經(jīng)除油的脫碳搪瓷用鋼試樣上。讓涂層在120℃溫度下干燥了10分鐘，然后在具有空氣露點為0℃，溫度為810℃的爐中焙燒3分鐘。得到的搪瓷復(fù)蓋層牢固，不透水，表面是平坦半光澤。
有關(guān)上述實例可參考附圖圖1～6是分別按照實例1～6制取的搪瓷復(fù)蓋層表面的放大照片。
圖7～17是分別按照實例7～17制得的搪瓷復(fù)蓋層橫截面的光學(xué)顯微照片。
圖18～21是分別按照實例21～24制得的搪瓷復(fù)蓋層橫截面的光學(xué)顯微照片。
圖22～23是分別按照實例31和32制得的搪瓷復(fù)蓋層表面的放大照片。
圖1和2顯示了分別按照實例1和2制得的搪瓷復(fù)蓋層中形成的鱗剝斑缺陷10(圖1)。圖3中沒有鱗剝?nèi)毕荩搱D顯示了按實例3制得的搪瓷復(fù)蓋層。
圖4～6表示分別按照實例4～6制得的搪瓷復(fù)蓋層中的黑斑11形成的脫碳缺陷分布(圖4)。
以圖15為例說明圖7～17中表示的橫截面，展示了鋼坯體12和金屬陶瓷層13，陶瓷層13包括有金屬顆粒14、玻璃體或釉料基體15和氣泡16。氣泡16分成兩種ⅰ)為所有搪瓷層所固有的小氣泡，這是焙燒過程中釉料顆粒之間夾帶的氣體而產(chǎn)生的;ⅱ)在金屬/釉料分界面因氣體逸出產(chǎn)生的大氣泡。從圖7～17中可清楚看出，當(dāng)釉料和爐中空氣含水量降低時，由于金屬/釉料分界面處氣體逸出產(chǎn)生的多孔現(xiàn)象也就減輕。
在這些圖中陶瓷層13上面的深色層17是貼復(fù)層復(fù)合物(mounting compound)。從圖7～17也可明顯看到，按照本發(fā)明制取的試樣表面，就如圖11、12、14、15和17中所示，通常要比本發(fā)明以外的那些試樣表面光滑一些。
圖22顯示了由于在實例31中采用了釉料B1的顆粒而產(chǎn)生的氣泡18，而圖23則表示在實例32中因采用了釉料B2的顆粒而產(chǎn)生的白斑19。
雖然上面所敘述的內(nèi)容僅提到將釉料涂搪到鋼坯體上，及用含有鋁的金屬陶瓷混合物來涂搪，使用此方法體現(xiàn)出的優(yōu)越性，在采用其它坯體，或在金屬陶瓷混合物中加入其它金屬添加劑時，也同樣能顯示出來。該方法特別適用于具有高親氧性的坯體，或者具有高親氧性的微粒金屬添加劑，例如鐵、鋁、鎂、鈦、鋯、硅以及它們的合金。不過，對于高熔點的坯體，如金屬或陶瓷坯體也可使用該方法。
除了對金屬或非金屬坯體進(jìn)行涂搪外，本發(fā)明也可涂復(fù)玻璃/金屬復(fù)合物，其中玻璃對金屬顆粒起基體的作用。
權(quán)利要求
1.一種涂搪瑯玳搪瓷的工藝，其特征在于，將粉末狀釉料涂搪于金屬上，該釉料含水量低于0.03%(重量)，然后將帶涂層的金屬在溫度超過釉料熔點，具有空氣露點低于10℃的爐中焙燒。
2.權(quán)利要求
書第1項所述的工藝，其特征在于，釉料含水量低于0.015%(重量)，爐中空氣露點低于10℃。
3.權(quán)利要求
書第1項所述的工藝，其特征在于，釉料含水量低于0.03%(重量)，爐中空氣露點低于5℃。
4.權(quán)利要求
書1至3中任意一項所述的工藝，其特征在于將粉末狀金屬與粉末狀釉料混合。
5.權(quán)利要求
書第4項所述的工藝，其特征在于，粉末狀金屬顆粒粒度低于200μ。
6.權(quán)利要求
書第4或第5項所述的工藝，其特征在于，添加到粉末狀釉料中的粉末狀金屬最高達(dá)60%(重量)。
7.權(quán)利要求
書4至6中任意一項所述的工藝，其特征在于，所說的金屬是以鐵、鋁、鎂、鈦、鋯、硅，及它們的合金中選擇出來的。
8.上述權(quán)利要求
書中任意一項中所述的工藝，其特征在于，將粉末狀釉料作為涂料涂搪到坯體上。
9.權(quán)利要求
書第8項所述的工藝，其特征在于，將釉料以無水瑯玳漿的形式涂搪到坯體上。
10.權(quán)利要求
書第8項所述的工藝，其特征在于，釉料以含水瑯玳漿的形式涂搪到坯體上，該瑯玳漿包含有作為懸浮劑的多搪。
11.權(quán)利要求
書第10項所述的工藝，其特征在于，懸浮劑是黃原樹脂(Xanthan gum)。
12.權(quán)利要求
書8至11項中任意一項所述的工藝，其特征在于，將第2層粉末狀釉料涂搪于坯體上，該涂層中的釉料含水量低于0.03%(重量)，將該第二涂層在溫度超過釉料熔點，具有空氣露點低于10℃的爐中焙燒。
13.權(quán)利要求
書第12項所述的工藝，其特征在于，在第一層涂層焙燒之前涂搪第二層涂層，再將第一層與第二層涂層同時焙燒。
14.權(quán)利要求
書1至14項中任意一項所述的工藝，其特征在于，將粉末狀難熔材料與粉末狀釉料混合。
專利摘要
本發(fā)明介紹一種涂搪瑯玳搪瓷的工藝，其內(nèi)容包括將一種粉末狀釉料涂到金屬上，該搪瓷釉料含水量最高為0.03％(重量)，然后將帶有搪瓷釉料涂層的金屬放至溫度超過釉料熔點的爐中焙燒，爐中空氣露點最高為10℃。也可以將金屬粉末與粉末狀搪瓷釉料摻合，形成金屬陶瓷或玻璃/金屬混合陶瓷?？梢允褂脽o水瑯玳漿形式的粉末狀搪瓷釉料，也可以使用含有多糖類化合物為懸濁劑的含水瑯玳漿釉料，涂搪到坯體上。
文檔編號C23D5/04GK85104132SQ85104132
公開日1986年11月26日 申請日期1985年5月30日
發(fā)明者瓊·劉易斯·克勞德·芒福德, 羅格·弗蘭克·普賴斯 申請人:Ti有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan