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      搪瓷釉料的制作方法

      文檔序號(hào):11701939閱讀:3681來(lái)源:國(guó)知局

      本發(fā)明涉及一種釉料,具體涉及一種搪瓷釉料。



      背景技術(shù):

      搪瓷涂覆法是將玻璃料涂覆在鋼板表面,經(jīng)過(guò)高溫焙燒,使搪瓷層與鋼板基體發(fā)生交互作用,形成致密且與基體結(jié)合牢固的涂層工藝。搪瓷釉料與一般陶瓷釉料不同,其突出的特點(diǎn)是具有玻璃特性,搪瓷釉料不僅表面光滑美觀,而且具有非常優(yōu)良的耐蝕性、耐磨性、耐高溫、不導(dǎo)電性等特殊性能。在金屬基體表面燒制一層搪瓷層能夠有效提高其使用壽命,并且可以解決不銹鋼鋼板不能同時(shí)具備的高溫力學(xué)性能和抗高溫腐蝕性能的矛盾。常規(guī)的搪瓷涂層都較薄,主要起保護(hù)基體金屬的作用。

      搪瓷涂覆鋼板也存在以下兩個(gè)顯著的問(wèn)題,第一,鋼板在燒成時(shí),鋼材處于a狀態(tài),對(duì)氫具有極大的溶解度,可以吸收燒成過(guò)程中產(chǎn)生的大量氫氣。但是鋼板在冷卻過(guò)程中會(huì)發(fā)生a-f的相變,基體金屬溶解氫的能力大幅下降,從鋼材中析出的氫聚集在金屬基板與搪瓷層的交界處,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),氫的濃度越來(lái)越高,當(dāng)壓力超過(guò)搪瓷層的結(jié)合力時(shí),搪瓷層就會(huì)產(chǎn)生魚(yú)鱗爆;第二,鋼板與搪瓷是兩種不同組成,不同結(jié)構(gòu),性能各異的材料,鋼板與搪瓷釉料密著性較差,容易發(fā)生搪瓷層脫落。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種搪瓷釉料,該釉料硬度高,與不銹鋼板的密著性好,還能有效防止魚(yú)鱗爆的出現(xiàn)。

      本發(fā)明提供的技術(shù)方案是提供一種搪瓷釉料,按重量百分比計(jì),由以下組分構(gòu)成:

      sio250~65%、al2o320~30%、b2o34~15%、na2o1.2~1.5%、k2o1.3~1.6%、ceo21~10%、cef32~5%。

      sio2是基體劑,能夠形成搪瓷的骨架。si-o鍵鍵力強(qiáng),骨架完整,熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性能好。

      al2o3使得搪瓷釉料在燒成溫度下粘度增大,晶核形成順利,晶體長(zhǎng)大受阻,形成大量的微晶結(jié)構(gòu),提高搪瓷層的硬度。

      b2o3具有較小的表面張力和低的彈性模數(shù),因而有利于促進(jìn)熔體的流動(dòng)性,提高搪瓷的光澤度、細(xì)膩度和彈性。還具有熔點(diǎn)低,發(fā)揮助溶劑的作用。

      k2o、na2o為堿金屬氧化物,是極強(qiáng)的助溶劑。

      ceo2中的ce4+會(huì)取代sio2中的si4+,而ce4+4f電子層能量與其6s層電子能量相當(dāng),電子容易在這兩個(gè)電子層間運(yùn)動(dòng),使ce-o鍵具有一定的柔韌性。因此,在搪瓷層冷卻時(shí),鋼板基層釋放出氫氣時(shí),ce-o鍵可以伸長(zhǎng),晶體空間增加,可以給釋放的氫氣提供聚集空間,可有效防止魚(yú)鱗爆。

      ceo2在燒成時(shí)可提高搪瓷層粘度,晶核順利形成,阻止晶體長(zhǎng)大,形成大量的微晶結(jié)構(gòu)。cef3的加入可以在燒成冷卻過(guò)程中使搪瓷層熔體粘度迅速增大,大大提高搪瓷層內(nèi)微細(xì)晶體。兩者同時(shí)加入,可以大大提高了搪瓷層的硬度。

      ceo2和cef3的存在大大提高了feo在搪瓷層的溶解,成為界面反應(yīng)的催化劑,使界面反應(yīng)加快,促進(jìn)feo與搪瓷層中硅酸鹽反應(yīng)生成硅酸鐵化合物,硅酸鐵化合物形成錨狀,使得搪瓷層緊緊地抓牢在基體上,增加了搪瓷層與基體的密著性。

      作為優(yōu)選,各組分的重量百分比為:sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、ceo22%、cef33%。

      上述搪瓷釉料按照以下步驟進(jìn)行制備:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1250~1280℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.2~1.5m的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有2~3個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明在常規(guī)搪瓷釉料中加入ceo2和cef3可以提高釉料的硬度以及與鋼板的密著性,還能有效防止魚(yú)鱗爆的發(fā)生。

      具體實(shí)施方式

      以下具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述,但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

      以下百分?jǐn)?shù)為重量百分?jǐn)?shù)。

      實(shí)施例1

      配方:

      sio250%、al2o320%、b2o315%、na2o1.2%、k2o1.3%、ceo210%、cef32.5%。

      制備方法:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1250℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.2的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有2個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      實(shí)施例2

      配方:

      sio265%、al2o320%、b2o38.9%、na2o1.5%、k2o1.6%、ceo21%、cef32%。

      制備方法:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1280℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.5m的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有3個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      實(shí)施例3

      配方:

      sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、ceo22%、cef33%。

      制備方法:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1260℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.3m的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有2個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      實(shí)施例4

      配方:

      sio255%、al2o330%、b2o34%、na2o1.5%、k2o1.5%、ceo23%、cef35%。

      制備方法:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1280℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.2m的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有3個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      對(duì)照例1

      配方:

      sio260%、al2o325%、b2o37.2%、na2o1.3%、k2o1.5%、zro24%、coo1%。

      制備方法:

      1)稱(chēng)取配方量的sio2、al2o3和b2o3預(yù)先混合球磨,混合均勻度≥99.5%;

      2)將其他原料加入步驟1)的混合物料中,混合球磨,混合均勻度≥98%;

      3)將步驟2)的混合物料送入轉(zhuǎn)爐或池爐中熔制,溫度控制在1260℃;

      4)待物料完全熔融后打釬,將熔融的液態(tài)玻璃快速拉成1.3m的玻璃絲進(jìn)行檢測(cè),在玻璃絲的1m內(nèi)有2個(gè)節(jié)即為熔制完成;

      5)將熔制好的玻璃液體快速倒入水中激淬,濾干后即得。

      將上述實(shí)施例1~4和對(duì)照例1的搪瓷釉料以厚度為2.3mm的低碳鋼q235a(c0.2w%,s0.05w%,p0.04w%,mn0.8w%,fe余量)為基體制成搪瓷鋼板,進(jìn)行附著性、耐磨性和耐腐蝕性檢測(cè)。

      1、附著力測(cè)試:

      在搪瓷鋼板表面用鋒利的刀刃劃出100個(gè)大小均勻的間隔為1mm的小方格(劃痕深度控制在保證膜下基體金屬暴露),搪瓷釉料脫落的小方格數(shù)n1,在膜上的畫(huà)格區(qū)域貼上寬度為24mm的透明膠帶,并保證膠帶與方格的膜之間結(jié)合緊密。5min后,用一垂直膜面的立即將膠帶揭開(kāi),并再次統(tǒng)計(jì)膜脫落的小方格數(shù)n2。評(píng)估方法如下:采用百分制,膜附著力分?jǐn)?shù)=100-(n1+n2),附著力分?jǐn)?shù)越大,說(shuō)明附著力越好。

      2、耐磨性測(cè)試:

      將搪瓷鋼板放入振動(dòng)研磨機(jī)中連續(xù)振動(dòng)研磨2h后取出,觀察搪瓷鋼板的棱角和表面的膜層是否有脫落。

      3、耐腐蝕性測(cè)試:

      將搪瓷鋼板置于鹽霧腐蝕箱內(nèi),在35℃下用5%的氯化鈉水溶液噴濺2h后,取出再將其置于另一個(gè)溫度為40度、相對(duì)濕度為80%的恒溫恒濕箱中,觀察其在多長(zhǎng)時(shí)間后表面出現(xiàn)異常,時(shí)間越長(zhǎng),說(shuō)明膜層的耐腐蝕性越好。

      試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表1

      由此可見(jiàn),本發(fā)明搪瓷釉料制成的搪瓷鋼板具有優(yōu)良的密著性、耐磨性和耐腐蝕性。

      當(dāng)前第1頁(yè)1 2 
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