搪瓷缺陷的来源搪瓷缺陷可以定义为搪瓷表面的不能允许存在的瑕疵。

实际上每个原料和每道工序都会在搪瓷制品的生产过程中产生缺陷。

图一展示了不同的原料和生产过程的步骤。

它们将被重点讨论关于可能产生的缺陷。

1：原材料1．1：基底材料下列三种材料是在工业中通常被使用的：钢、铝和铸铁。

因此，本小册子将予以重点关注。

1．1．1：铸铁铸铁的化学成分和显微结构是非常重要的。

表一给出了所期望的最重要的元素的范围和杂质元素的最大允许值。

饱和度（SC=%C/（4.23--%Si/3.2））对铸铁来讲是一个很重要的值。

它说明了固化的特性。

该值必须在1.02到1.06之间。

只有灰口铁，其中的碳以石墨形式存在，才能用于搪瓷。

白口铁中的碳是以碳化物形式存在，故不适合于搪瓷。

整件制品必须都是灰口铁：如果铸铁时冷却速度过快，铸件的表面固化为白口铁，那么该铸件就不适宜于涂搪，因为密着很差，将发生爆瓷。

在搪瓷的烧成时，铸铁的显微结构发生了变化（铁素体化）。

这使铸铁的膨胀系数发生了很大的改变。

必须达到完全的铁素体化，以使其膨胀系数达到所需要的值。

必须注意，铸件不能在亚表层含有大的气孔，否则就会引起气泡和麻点。

（见照片1-2）铸铁用的砂也很重要。

砂的碳含量不能太高，否则会发生铸铁表面的炭化，从而引起沸腾缺陷。

砂的含水量也不能太高。

砂模的透气性必须要好，以免引起铸件表面产生气孔，从而导致搪瓷的缺陷：气孔、针孔、麻点------（见照片3）1．1．2：铝铝件和熟铝制品是可以涂搪的。

上述两类材料在商业上有许多品种的合金，但只有少数几种能够适用于直接涂搪（无需化学转变预处理）。

所用的铝越纯，就越容易进行经久耐用的搪瓷生产。

铝合金中的某些合金成分无论在烧成过程中还是在而后的在有腐蚀性环境中使用过程中都会对搪瓷的密着性能产生不利的影响。

特别是镁，必须予以充分的注意：镁含量高于100ppm时，就会产生爆瓷（见照片4）：瓷层剥落。

当不适宜的铝合金被使用时，会引起另一个缺陷，即：在烧成时制件产生很大的变形（翘曲）：有必要选择这样一些合金，在烧成时给出一个最低的强度和在烧成后获得所期望的机械性能。

表2列出了最常用的几种铝合金：铝合金1050/1100适用于涂搪，在烧成时，金属的机械强度的降低是可以接受的。

铝合金3003/4006在烧成后会具有略微高一点的机械性能。

倘若需要高得多的机械强度的话，那么，就需要使用具有较高的合金成分的铝合金（典型的铝合金是6061）。

如果合金中的镁含量太高，那就必须进行铬酸盐预处理。

对于铸件来说，合金43、344、和356都可以用。

如果他们不在亚表面中含有能引起搪瓷气孔的话，则能相当满意地进行涂搪。

至于铸铁，铸模、模砂及铸件本身都是非常重要的。

合金344和356需要铬酸盐预处理，因为它们的镁含量很高。

与钢板截然不同：钢板在冷轧前，在酸浸过程中已将热轧表层除去，而铝板在热轧与冷轧之间不进行酸浸。

这意味着铝板表层在热轧时已经形成。

因此，每一个轧制缺陷（特别是在热轧过程中产生的线状缺陷）将导致搪瓷涂层的缺陷。

最常见的缺陷是沿着轧制方向排列的气泡。

（见照片5）1．1．3：钢钢是搪瓷制品最重要的基底材料。

只要采用必要的措施，无论是热轧钢板还是冷轧钢板都能涂搪。

钢板的质量必须根据成型（变形、焊接等）、涂搪过程以及搪瓷制品的要求来进行挑选。

热轧钢板用于热水箱（通常是单面涂搪钢板）储料仓和化工设备。

冷轧钢用于卫生洁具、家用器具、器皿用具、建筑装饰板等等。

由劣质钢板而引起的最普通的和也是最担心的缺陷是鱼鳞爆（见照片6-7）。

就在烧成以后，或烧成后隔几个星期，搪瓷层产生鱼鳞状的斑点剥落。

这种缺陷是由于氢气扩散到钢板/瓷层界面而引起的。

在烧成时，氢在钢板表面生成，并以原子状态溶解在钢板之中。

因为氢的溶解度是随着温度的提高而增大的，当冷却以后，氢就以过饱和溶液的状态存在于钢板之中。

氢的原子状态又重新结合成分子，从钢板中分离出来。

这一现象发生在自由界面上：这些自由界面可以在表面已与钢板基质分离的析出物或夹杂物的界面上看到；也可以在冷轧时产生的大块脱皮而形成的空洞和在钢板/瓷层界面上看到。

通过合适的钢板处理，在钢板基材中形成了足够的自由界面，此处氢的重新结合现象发生了。

相反，如果钢板中缺少氢的捕集，氢就会扩散到钢板的表面。

当压力变得过高时，瓷层就会剥落成鱼鳞状。

对于单面涂搪的钢板来说，氢气通常能从未涂搪的一个面上逸出，从而不会产生鱼鳞爆。

然而，要是钢板很厚，氢扩散到未涂搪面上的距离太远，则鱼鳞爆还是会发生。

在热轧时，钢板表面发生强烈氧化。

在冷轧以前这个氧化层必须完全除掉。

如果钢板表面仍然残留氧化铁，则在冷轧时该氧化铁层就会被压成碎片状（轧制缺陷）从而导致以后在搪瓷釉层上形成缺陷（气孔、气泡、泡线、黑斑等等）。

适宜涂搪的冷轧钢板有四种（不同的钢板供应商使用不同的钢板成分）：最普通的是ELC钢（超低碳钢），通常其碳含量在0.02到0.05%之间（因各钢板供应商而有所不同）。

在搪瓷行话中它被称为“标准钢”，它被用于传统搪瓷二搪二烧，也用于直接涂搪（不是DWE）或不太重要工件的白色直接搪瓷二搪一烧。

钢板基底中的西门体（渗碳体Fe3C）的细度和分布是十分重要的。

西门体的粒子越粗，抗鱼鳞爆的性能越好，但是，由于接近钢板表面的粗粒碳化物的碳沸，使产生瓷层表面缺陷的危险性增加：气泡、针眼、黑斑等等。

●开卷脱碳钢（行话称O-C钢）是一种将含碳量降至40ppm以下的钢。

在冷轧后将卷紧的钢板开卷铺平分批退火重结晶的过程中，脱碳过程就会发生。

这种钢被用作直接搪面釉（披镍处理的直接搪白釉工艺）以及用作关键部件（容易产生缺陷的部件）的二搪一烧工艺。

若脱碳不完全，钢中的碳残留过多，则CO/CO2气体量增多，引起碳沸（见照片8~9）。

●无晶隙钢（行话称1F-钢）是由钢板供应商开发出来的另一种与昂贵的O-C钢具有相似质量的钢板品种。

为了防止沸腾，所有的碳（和氮/硫）都被钛（或铌）完全结合。

如果钢的表面反应能力较差（与标准钢和O-C钢相比），故为了得到好的密着性能需要更具活性的搪瓷釉料。

●高氧钢是典型的日本钢板品种，它也适合于涂搪。

该种钢含有许多夹杂物（氧化●物）及很低的含碳量。

除了未经酸浸的热轧钢板以外，钢板表面通常有一层防锈油以保护钢板不被腐蚀。

防锈油有许多种类。

必须采取措施，在预处理中用脱脂剂来完全去除这些油。

应该使用无时效性的油，否则这些油在存放过程中会变质，使其在以后很难将它清除。

在成型时，只要有很小的变形的地方，就会形成Lüder 带，它是由不均匀的塑性变性而引起的。

这些变形带在涂糖以后就留下宏观可见的缺陷。

要是卷钢是表皮光轧的（即在钢板过程的末端是一个轻轧过程）并且钢板在表皮光轧后三个月内使用，则该缺陷通常不会发生。

1．2：瓷釉和磨加剂除了基底材料以外，搪瓷厂使用的其它原材料是瓷釉熔块及一系列的磨加剂（粘土、停留剂盐类、着色剂、乳浊剂等等）。

污染是搪瓷的主要缺陷，它可能就是由这些原料中引入的。

合成原料是由化学工厂生产并严格控制的，通常不会含有能引起缺陷的杂质。

但是天然原料，粘土是一个典型的例子，会含有可能引起缺陷的杂质。

无机杂质能导致色斑的产生，而有机杂质则能引起在局部区域产生大气泡和孔洞（见照片10~11）。

图1 搪瓷生产的步骤图3 适合搪瓷的铝合金化学成分（为了适应搪瓷，含Mg量必须低）2：原材料的处理在涂搪以前，这些原材料几乎总是要进行加工处理的：-用板、片、管等原材料制作制品。

-制品（制作的或浇铸的）进行预处理。

-搪瓷釉浆进行球磨。

2．1：成型制品的形状必须要符合预处理、涂搪工艺及搪瓷釉层的烧成的要求：●就预处理而言，主要应确保预处理液容易进入并容易流出，因此，狭窄的隙缝或预处理液不能进入的区域是不希望有的。

对于某些复杂形状的制品而言，设计一个特别的泄液孔可能是一个解决的办法。

如果制品表面残留有油脂、油或预处理液的话，它们将在烧成过程中气化/烧蚀，从而引起局部大气泡、黑斑等缺陷。

●就涂搪（施釉）工艺而言，主要是确保釉浆能够达到制品的整个表面。

根据采用的施釉工艺的不同，必须采取一定的措施：——对浸渍涂搪（传统的方法和电泳方法）的制品而言，应该预料到最大的排流能力，以确保在制品提出釉浆以后能够迅速地从制品上排流多余的釉浆。

否则淌浆线、剥落等缺陷将会产生。

——对静电涂搪（ESTA=湿法静电,POESTA=粉末静电法)而言,由于制件的内表面没有静电荷存在，不能将搪瓷釉料颗粒吸引到制件上面，故而制件内表面不能正确地涂搪。

因此，制件的设计应避免凹坑和空洞。

而EPE（电泳涂搪）则可将额外的电极引入空心制品中去，从而克服了这一“法拉弟电笼缺陷”。

就烧成工艺而言，需要足够的金属厚度和刚度，以免在烧成时发生翘曲。

单面涂搪的平面部分是最危险的：因为金属和搪瓷间的膨胀系数的差异，如果不使用加强措施的话，就很容易产生变形。

为了避免爆瓷和开裂，制件角上的急转弯、金属厚度的突然改变、在危险区域（例如在角上）的焊接和接缝都必须避免。

因为这将引起搪瓷层中产生巨大的张应力。

同样的道理，空洞的形状建议采用圆形的或椭圆形的。

在生产经过合理设计的制件毛坯时，必须采取适当的措施，防止产生制件不可涂搪的缺陷。

在裁剪机械中不能使用钝了的刀具，否则将在边界处将产生爆瓷（见照片１２－１３）。

焊缝必须要进行后处理（打磨等）以得到一个光滑的表面。

焊缝中的开口孔洞不能进行很好的预处理，并将产生缺陷。

在冲压工艺中，如果没有足够的润滑剂，则表面质量很差，也就不能得到好的搪瓷表面。

在成型过程中，表面不得有严重的损伤，（见照片１４）：任何受损的表面都会引起反应过度，并造成黑斑、气泡等等。

2．2：预处理制件在成型（或铸造）后，其表面不适合涂搪的。

预处理的目的是各种污染物（铸砂、灰尘、防锈油脂、润滑剂、氧化物等等），这些污染物质会在搪瓷涂层中引起缺陷的。

根据搪瓷种类的不同，金属表面有时不得不采用额外的预处理步骤。

有两种通常使用的工业预处理方法：湿法化学预处理，该方法最常用于铝搪瓷或钢板搪瓷；以及喷砂清洁法，该方法最常用于铸件并也用于某些钢板搪瓷中（例如热水箱）。

２．２．１：喷砂清洁法为了在整个喷砂清洁过程中获得一个均匀的表面质量，磨料混合物的比例必须始终保持一致。

可以通过加入新的粗粒磨料于磨料混合物中来做到这一点。

制件的每一个区域，（包括难以达到的区域）必须要在适当的条件下被喷到。

（适当的条件是指时间、压力等），以使整个制件获得良好的密着性。

为了防止黑斑、夹杂物等瓷层缺陷，重复使用的磨料必须要彻底清洗，并且工作压力不能太高（为了防止磨料嵌入制件的表面）。

很高的工作压力还会损伤制件表面或在制件较薄的部位导入残余应力和引起变形。

２．２．２：湿法化学预处理湿法化学预处理由下例步骤组成：清洗、脱脂、酸浸渍、镍披膜、中和。