1、搪瓷专用钢板的选择 1钢板的力学性能： 屈服极限 98-284MPa 抗拉强度 275-412MPa 延伸率 30-40% 杯突深度 7mm 2 FERRO 建议搪瓷用钢铁及化学成分重量百分比： 钢铁种类 C Mn P S Al Ti 冷扎钢（沸腾钢） 0.08 0.35 0.025 0.025 冷扎钢（镇静钢） 0.08 0.35 0.025 0.025 0.05 搪瓷用钢板 0.03 0.05 0.025 0.025 脱碳沸腾钢 0.008 0.20 0.025 0.025 无隙钢（热分析） 0.01 0.30 0.015 0.025 0.05 0.060 3钢板的化学成份对产品质量的影响
2、： 3 1碳的影响： 碳含量的增加，钢板的屈服强度及硬度均会升高；断面的收缩率及延伸率则相应减小。钢材含碳量愈低，愈适于冷压加工。在搪烧时，碳将被氧化成气体，当气体排出时，会造成瓷层缺陷。搪瓷内胆用钢板的含碳总量应小于 0.08%，最理想的采用零碳钢、脱碳钢、钛钢和低碳加硼搪瓷钢。 3 2锰的影响： 锰在钢中存在，使钢材的屈服极限与强度极限有所提高，而延伸性能则有所降低。因此，含锰量愈高，所需的变形力也 愈大。 3 3硅的影响： 对碳钢来说，硅和锰同样是冶炼时脱氧剂的残留物。含硅量在 0.37%以下的钢板一般是可以进行拉深加工的，但超过了此值，即使含碳量很低的钢材也将变得又硬又脆，不宜用于拉深
3、加工，并影响密着性能。 3 4硫的影响： 硫化物的存在会在很大程度上影响钢板的组织结构，促使条纹组织的产生，从而降低成本钢材的塑性和韧性，即降低成本拉深性能，并会在瓷层里出现气泡和细孔。 3 5磷的影响： 磷溶于铁素体内会显著降低成本钢材的塑性，而会提高其强度和硬度，拉深用钢板的含磷量应愈小愈好。（ 275 St12 SPCD 275 St13 SPCE 275 St14 St37-2 235 360-510 Emaile245 0.14 0.7 250 360-450 Emaile265 0.17 0.9 280 430-510 Emaile310 0.17 1.0 310 430-550
4、四、焊接的质量要求 要制造符合标准的热水器内胆，搪瓷内胆的设计是关键。选定钢板后， 具有良好的适合于涂搪的焊接质量是确保产品质量的重要因素。 搪瓷内胆的焊缝设计和坯体的深加工精度是确保焊接质量的前提，有焊缝的产品要涂好搪瓷一直是搪瓷工艺中必须适应的重要因素。从某种意义上讲 ,焊接的质量，决定着产品涂搪瓷后的质量。因为焊接时造成的焊缝缺陷如内胆内壁焊缝区过烧，有较多较大的气孔、气泡、大型夹杂、裂缝、未焊合等严重缺陷，以及在焊缝和热影响区出现严重的魏氏组织，都会在搪瓷烧成后留下各种搪瓷缺陷，它不仅影响产品的防腐蚀性能，严重的焊接缺陷会直接影响产品的安全性能。 对产品的焊缝的要求是：焊缝结构精确、
5、内壁各部位造型合理，适合涂搪瓷的工艺要求，涂搪瓷面焊缝区经搪瓷烧成后，组织基本正常。随着科学技术的飞速发展，很多先进的焊接技术和加工工艺把传统的以毫米计的焊缝宽度大为缩小，使焊缝区的热影响程度明显减轻，使产品坯体焊缝质量更适合目前各种涂搪瓷工艺的要求。 五、预处理 为了实现搪瓷防腐的目的，瓷层必须紧密，没有空洞，并与其底层的钢材有着很强的密着性。为此，必须对钢材进行清洁和预处理。 预处理方法有二种：化学法和物理法。 选择物理法的厂商大多采用喷砂工艺。 喷砂不仅可以清理表面，而且还可使表面变粗糙，有利于增加 瓷层和钢材表面的密着性，选择喷砂法所需要考虑的因素有表面污斑，表面粗糙度，以及经济性。
6、化学清洗通常采用酸性法，对于钢材通常用硫酸清洗，对于铝这样的双性金属，通常采用碱性溶液（如NaOH）清洗，清洗后，钢材必须要用水清除残留的酸洗液。 这二种方法，究竞哪一种更佳，完全取决于操作的经济性以及其它一些工艺因素，但是二种方法均能制造出适合于涂搪的表面。 六、瓷釉 FERRO 公司热水器搪瓷的主要种类列于表二之中，表三简要地介绍了 FERRO 公司热水器静电搪瓷的特点。 表二 FERRO 热水器搪瓷 产品名称 产品种类 用户 烧成温度 沸水失重 ME7145/2 静电干粉 Fabrelec 西班牙 Merloni，意大利 830 2.5 ME7148 静电干粉 Etchepare，乌拉圭
7、 830 3.4 ME7149 ME7155 静电干粉 Thermex，意大利 Fismar，意大利 Saudi Ceramic，沙特 830 1.5 ME7150 静电干粉 Atlantic，法国 840 1.3 MS519 MS502K MS108D+CS700A 预混湿搪，一涂一烧 预混湿搪，两涂两烧 表三 福禄公司热水器内胆搪瓷 的特点 技术成熟：针对不同厂家的工艺和板材开发了近十种产品； 质量稳定：应用客户投产以来从未发生粉末方面的质量问题； 品质优良：所有产品均符合 DIN4753.3 标准，且部分牌号的产品耐沸水测试数据可达到 1.5 克 /平方米的水平（ 1008 小时），极大
8、提高了内胆的使用寿命； 易于施工：荷电稳定，粉末流动性良好，涂层厚度易控制； 颜色符合市场需求：钴蓝色； 七、涂搪 常规的热水器的涂搪通常有两种：湿法和干法。 湿法工艺主要有 喷涂、浸涂和滚动涂搪等方法。通过使内胆在三维空间内转动， 使其内部所有表面都涂上釉浆。多余的残渣和液体都必须清除掉，以保证钢材表面只覆盖着一层薄薄的、均匀的和连续的釉浆。影响搪瓷质量的因素很多，如釉浆的粘度，钢材的预处理，金属表面的密着性，焊接的质量以及内胆的构造等。湿法涂搪在美国较为流行。 干法则以静电喷涂为主。静电喷涂与湿法系统相比，有许多的优点。它降低了成本，节约了能量，材料利用率可达到 97%。此外，它还减少了对
9、环境的污染。目前，欧洲一些大型热水器制造商基本上全部采用静电喷涂法。 大部分热水器制造商只 喷一层瓷釉。只有对一些温度和压力条件较为苛刻的用途，如水槽，才采用两层喷涂。有的则采用在一种特殊的预涂层上覆盖瓷釉。 八、搪烧 搪瓷在 700 时， 开始融化并形成瓷层。搪烧温度一般保持在 830-860 之间，时间为 7-15 分不等。烧红的内胆从炉中被取出，并逐渐冷却至室温。通常搪烧过程是连续的，并且可以再重复一次，以形成第二层搪瓷。甚至重复多次，以获得苛刻的应用条件下所需的多层搪瓷。 九、热水器内胆常见的缺陷 搪瓷并不是没有缺陷的，要不然就没有必要进行阴极腐蚀保护。图四 表示了一些搪瓷缺陷，如鱼鳞
10、爆、剥瓷、内部夹杂以及针孔等。要注意搪瓷 “缺陷 ”和 “隐性缺陷 ”是有区别的。根据有关标准，这两种缺陷的定义如下： 缺陷： 深达金属基材的搪瓷缺陷（如针孔、裂口、裂纹和剥瓷）。 缺陷通常都是导电的，消耗保护电流。 隐性缺陷： 隐性缺陷是搪瓷内部富含金属氧化物的斑点。其外观是一些深棕色和黑色的圆点。隐性缺陷有可能导电，有可能消耗保护电流。 十、热水器检测标准及要求（见表四） 项目 要求 标准 钢板质量 一侧无鱼鳞爆 DIN1623/3 冷轧钢板 DIN17100， EN10209 其它钢板 瓷层厚度 0.15mm0.50mm，如用两层瓷釉，底釉 2mm，好 DEZ-MB7.10.3,EN10
11、209, DEZ-MB7.10.4 抗冲击 24 小时后，无 1.5mm 直径损伤 DIN51155 抗热急变性 200C， 5 周期 DEZ-MB7.12.1 化学稳定性 自来水 根据协议 DEZ-MB7.3.3 沸水失重 0.25mm， 钢片厚度 2mm 试验时间： 6 周 步骤： 星期 1-5： 每天换水一次 星期 6-7： 不换水 三周后： 取出试样，清洁，干燥，称重。 重复以上三周过程一次。 试验结束后，搪瓷的质量损失不能大于 3.5g/m2 11 7 2 耐冷酸 用柠檬酸 水溶液（ ISO2722）或盐酸 (DIN4753)水溶液，滴在搪瓷试样上，室温 1 小时后，检查表面腐蚀情况
12、 , 根据分级标准给与评级。通常 FERRO 搪瓷能达到 A 级（良好） -AA 级（优）。 11 7 3 生理无害性 由于水可以饮用， 因此，搪瓷不能含对人体有害的物质。各国的饮用水有不同的标准，对从搪瓷析出到水中的有害物质如铅、镉、砷、锑等都有一定的要求。 12质量控制 -标准保护电流 虽然搪瓷可以防护腐蚀，但是不可避免的是搪瓷总还是存在某些不连续处，或者缺陷。为了提高热水器的寿命， 50 年代在美国已采用用镁 阳极来保护热水器。 这项技术今已成熟， 因此热水器制造商常用标准保护电流来评价自己产品的质量。 12 1 试验方法及评价 试验镁阳极棒直径为 20-33mm。镁阳极棒采用绝缘安装。
13、试验时，外接 1.5V电源。将正电压加到镁阳极棒上，内胆带负电。 2 分钟后，测量线路中的电流和压降， 并用下列 公式计算保护电流（ mA/m2）的数值： IM U0 ms iN= . AK UM.f(G).f(K) mR 式中： IM 所测电流 f(G) 、 f(K)校正系数 U0 基准电压， 1.5V UM所测电压 ms 标准阳极重量，（ 200g/m2） mR 测试阳极重量 在有关标准中，已对标保准保护电流的最大数值作了规定： 单层搪瓷 双层搪瓷 最大保护电流 22.5mA/m2 15.5mA/m2 12 2 注意事项： 由于试验外加了一个电压源，因此测量是在阴极被充分保护的范围内进行的
14、。此试验所得到的保护电流只是一个相对值，不是反映了实际的搪瓷缺陷和隐性缺陷的大小。因此，不能用计算的保护电流来代替实际的保护电流， 当然，也不能否认，标准保护电流与实际搪瓷缺陷和隐性缺陷的相关性。目前， 许多热水器制造商已用此法来检测搪瓷工艺的质量和稳定性 。通常采用抽检的方法，如一班抽查一个，一百只内胆抽查一个。 铝搪瓷釉料的一般工艺 各工序工艺： 1） 清洗：要求用喷淋清洗。工序一般为： 碱性清洗剂（浓度 5%10%， 40 ，或参照清洗剂厂家的要求） 清水 冷硝酸（ 20%） 清水 热水（ 40 ） 本工序比较关键。终结要求是：洗干净，无有机类附着物和砂粒、杂粒等。为保 证清洗要求，有厂
15、家还加入了一些其他的方法和工序。生产厂家须根据其结果情况调整，确定工艺。 2） 烘干温度一般不超过 150 。 3） 铝搪瓷料的配比为： GL4317： 100 份 CMPD31： 14 份 色素： 814 份（视具体情况） 水： 3842 份 4） 球磨： 料浆的细度要求一般为： 0.5g/325 目 /100ml，比重 1.802.0。 5） 过筛：一般用 120 目过筛。 6） 待用：釉浆应现磨现用，不宜超过三天。 7） 喷涂：厚度（烧结后）一般在 60100um（因颜色而不同）。 10）烧结：喷涂后无需干燥，只待表面水分挥发即可烧结。 烧结工艺： 560 ， 515 分钟（因工件大小，
16、板材厚度等而定）。 铝搪瓷釉料的一般工艺 各工序工艺： 1） 清洗：要求用喷淋清洗。工序一般为 ： 碱性清洗剂（浓度 5%10%， 40 ，或参照清洗剂厂家的要求） 清水 冷硝酸（ 20%） 清水 热水（ 40 ） 本工序比较关键。终结要求是：洗干净，无有机类附着物和砂粒、杂粒等。为保 证清洗要求，有厂家还加入了一些其他的方法和工序。生产厂家须根据其结果情况调整，确定工艺。 2） 烘干温度一般不超过 150 。 3） 铝搪瓷料的配比为： GL4317： 100 份 CMPD31： 14 份 色素： 814 份（视具体情况） 水： 3842 份 4） 球磨： 料浆的细度要求一般为： 0.5g/3
17、25 目 /100ml，比重 1.802.0。 5） 过筛：一般用 120 目过筛。 6） 待用：釉浆应现磨现用，不宜超过三天。 7） 喷涂：厚度（烧结后）一般在 60100um（因颜色而不同）。 10）烧结：喷涂后无需干燥，只待表面水分挥发即可烧结。 烧结工艺： 560 ， 515 分钟（因工件大小，板材厚度等而定）。 福禄铝搪瓷 福禄公司可提供多种铝搪瓷产品， 主要用于炊具、建筑平板、交通标志、书写板等。 福禄铝搪瓷适用于各类板材、型材以及铸铝，可搪铝合金基材包括 1100、 3003、 6061、 43、 344、 356 以及覆铝钢 板。与铝搪瓷配套使用的还有多种特殊悬浮剂胶浆、添加剂
18、和色素，使用户在搪瓷颜色和光泽方面的选择更加宽广。福禄铝搪瓷一般以粉末和搭配小料形式供货， 按照福禄推荐配方和操作步骤， 用户可以十分简便地调制釉浆， 作喷涂使用。 福禄铝搪瓷具有优良的理化性能，不仅能经受酸、碱和硫化物的腐蚀， 而且能抗冲击、耐候、耐磨，并可经受剪切、打孔、弯折等机械加工而无明显损坏。 某些福禄铝搪瓷还可以用于炊具内涂， 不含有毒元素， 符合 FDA食品卫生要求。 铝合金前处理 铝合金基材涂搪前的预处理可采用脱脂、预烧和铬化多种方法。 喷涂 与烧成 福禄铝搪瓷可采用湿法喷涂工艺使用，每公斤釉浆大约可覆盖 5 平方米表面积。喷涂后铝搪瓷只需略为干燥， 使表层水分挥发掉即可烧结。
19、烧成后瓷层厚度一般为 50 65m。 烧成温度： 560 580oC 烧成时间： 5 15 分钟 铸铁搪瓷 福禄公司可提供多种铸铁搪瓷， 用于卫浴制品和炊具。所有搪瓷均以粉末形式供货。铸铁搪瓷的使用方式有干法筛粉和湿法喷涂两种。干法工艺多用于大件制品如浴缸、淋浴盆等，筛粉时将搪瓷粉用 80 目振动筛均匀地撒在预热过的工件表面，对瓷层厚度的要求可通过反复操作来满足。 湿法工艺多用于 小件制品如烧锅和炉架，用户只需将瓷粉按指定步骤加水调成釉浆，过 60 80 目筛后即可使用。某些铸铁搪瓷也可以根据客户具体情况以釉片形式供货。 福禄公司的铸铁搪瓷具有优异的理化性能，如耐酸性、光泽度、耐热急变等。用于
20、卫浴制品的钛釉耐酸度可达 AA 级，锆釉可达 A级耐酸度；用于炊具制品的搪瓷都能满足用户对耐热急变的要求，与食品接触面所涂搪瓷完全满足 FDA食品卫生要求，因此福禄搪瓷多被国外采购商指定用于出口制品的涂搪加工。 铸铁表面处理 750 850oC 预烧后，铸铁表面在涂搪前须做喷砂处理，以清除表面夹杂物、模具沙粒 、铁垢、氧化物等。小尺寸铸件亦可以采用化学脱脂的方法清洗表面。喷砂用的砂粒外形要不规则并且棱角分明，铸钢和淬冷铸铁砂粒的硬度均在 HV650 以上并具有良好的边缘稳定性，因此较多用于铸铁表面的喷砂处理。脆性砂粒如石英砂、锆砂、刚玉等亦可采用。一般应避免使用可塑性的金属颗粒或弹丸，因为它们
21、容易结球并强化铸铁表面，由此封闭内晶粒，包裹杂质，并在后期涂搪时引起搪瓷表面起泡。 所用喷砂的粒度分布应严格控制，以确保整个工件表面的均匀清理，尤其是凹陷处的清理。 喷砂的粒度分布和级别取决于喷砂设备装置和喷砂种类。喷砂过程应 消除工件上的所有毛边，工件的弯角部分弧度不应小于 6.5 毫米。清理过的工件最好马上涂搪使用，如长期储存后再用 , 用前须预烧。 铸铁搪瓷的烧成参数（仅作参考，具体条件依炉子和工件尺寸而定） 底釉： 湿法喷涂或采用毛刷，施釉量在 200-250g/m2 左右。 烧成后瓷涂层厚 度应保持在 100-130m 范围内。 烧成温度： 780-950 烧成时间： 5-15 分钟
22、 面釉： 干法筛粉或湿法喷涂，卫浴制品烧成后的瓷层厚度应在 1.0mm 左右， 其他制品搪瓷厚度略低。 烧成温度： 780 960 烧成时间 ： 5-15 分钟 铸铁钛白釉 MFPE-770S 产品：铸铁钛白釉 型号： MFPE770/S A)使用和烧成（实验室）： *本钛釉使用通常所用的和锑釉，锆釉相同的底釉。 烧成温度： 930 烧成时间： 10 分钟 *MFPE770/S 的使用： 用粉量： 0.280g/cm2（瓷层厚度相当于 800m） 用两次撒粉： 第一遍：撒总用粉量的 60% 烧成温度： 930 时间： 1 分 30 秒 第二遍：撒总用粉量的 40% 烧成温度： 930 时间：
23、1 分钟 B)对生产使用的指导 从本钛釉的生产使用来看，以下作为重点提示： *本钛釉（其体膨胀系数在 20 -320 为 297-305*10-7 -1）既用于撒边 ,也 用于撒体。 *本钛釉相对而言，比锑釉和锆釉对铸铁所排气体更敏感 ,有以下建议： -底釉喷涂要一致，避免局部厚而烧成不足。 -底釉要烧好，避免烧生。钛釉相对于底釉烧过而言，对底釉烧生更敏感（如出现气泡，灰 /黄点）。 -在有些情况下对铸铁进行预烧有好处，它可避免铸铁在搪烧时形成排气。 -尽可能快的撒粉也是有利的，它可避免大理石样斑纹和其它撒粉缺陷。 依照浴缸（铸铁厚度 ，造型设计等）给出以下工艺（数据和生产工艺还依赖 于炉窑）
24、： 炉温： 940960 底釉烧成： 78 分钟 第一遍撒粉： 1 分 35 秒 1 分 45 秒（粉量：总用量的 60%） 烧成： 1 分 15 秒 1 分 45 秒 第二遍撒粉： 1 分 20 秒 1 分 30 秒（粉量：总用量的 40%） 烧成： 1 分 15 秒 1 分 45 秒 总厚度： 6001000m 要严格控制边角部的瓷层厚度（ 600m），以避免爆瓷。 C)耐化学性能 冷柠檬酸（ ISO-2722） 冷磺胺类洗剂 （ ISO-8290） MFPE-770/S A A D)CIELAB 色标 L a* b* MFPE-770/S 93.0096.00 -1.30-0.30 0.100.90 E)细度 1620/100/200# F)体膨胀系数 20 320 下为 297305*10-7 -1。
