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>7mm2.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 0.0603.钢板的化学成份对产品质量的影响: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。
(<0.06%)3.6.钛的影响:加在钢中的钛对搪瓷是十分有利的,由于它能与瓷釉中多种组分相结合,因而密着增加,在热水器内胆一次涂搪,(湿法流动涂搪,湿法喷搪,静电粉末喷搪)钛钢是较为理想的基材。
3.7.铝的影响:含铝钢材,可以连铸,成份偏析以及夹杂少,冷加工能力好,耐时效,最大缺点是搪烧后易出现鱼鳞爆缺陷及降低成本密着强度。
4.钢板金相组织:(1)游离渗碳体≤2级(2)非金属夹杂物≤2.5级(3)组织:等轴铁素体+少量(粒状、片状)珠光体+沿晶界析出少量三次渗碳体。
(4)晶粒延伸度:I-II级(5)铁素体晶粒度:7-9级产品应用搪瓷热水器一、简介搪瓷热水器内胆在50年前起源于美国。
在欧洲, 尤其是德国,搪瓷内胆热水器的生产始于60年代。
但只有当搪瓷内胆与牺牲阳板结合之后,才确立了它在应用领域中的地位。
热水器的容量可以小到15立升,大至4000立升,大致分为美式和欧式二种,其主要区别在于内胆的设计。
我国近几年来,在热水器生产中,采用搪瓷内胆的日益增多。
搪瓷内胆由于其在防腐方面的优越性能,正在取代其它内胆而成为热水器内胆的主力。
二、热水器搪瓷工艺表1简要地说明了热水器搪瓷内胆的生产工艺。
下面将分别介绍在整个流程中各个步骤的主要特点。
热水器搪瓷工艺过程一览图三、热水器内胆用钢板的质量要求不是所有的钢材都适用于涂搪。
选择钢板时,要注意的几个因素是: 可涂性、表面缺陷、可成形性、垂度、强度和可焊性。
各要素的相对重要性,取决于对成品的要求。
根据热水器搪瓷内胆标准的要求和实际使用的条件,热水器搪瓷内胆用钢板的选择应考虑以下条件:1、根据搪瓷内胆的造型结构和在标准条件下的产品耐压性能要求,选择具有一定厚度的钢板,其屈服强度能满足上述要求,并且有一定安全保险系数。
2、选择使用的钢种应与选用的搪瓷瓷釉相匹配。
选择使用的钢种的钢板应具有一定的抗鳞爆性能,通过检验和适应性涂搪瓷试验,可以确认钢板是否适合于生产搪瓷内胆。
3、钢材表面质量良好。
目前,国内生产热水器搪瓷内胆用的钢板,由于产品品种和造型结构的不同,所使用钢板种类幅度较宽。
有以SPP为代表的搪瓷专用钢板;以SPCC、SPCD、SPCE(包括St12,St13,St14等)为代表的普通薄钢板;以St37-2(包括法国SOLLACG公司的Emaile245,Emaile265,Emaile310等)为代表的钢板,以上三类钢板的主要化学成分和机械性能部分数据如下:种类钢号化学成分% 机械性能(N/mm2) 备注C Mn 屈服强度抗拉强度SPP <0.008 <0.50 136-205 270-303SPCC <0.12 <0.50 172-215 >275 St12SPCD <0.10 <0.45 >275 St13SPCE <0.08 <0.40 >275 St14St37-2 <0.17 <1.4 >235 360-510Emaile245 ≤0.14 ≤0.7 250 360-450Emaile265 ≤0.17 ≤0.9 280 430-510Emaile310 ≤0.17 ≤1.0 310 430-550四、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、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。
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 2.5ME7148 静电干粉Etchepare,乌拉圭830 3.4ME7149ME7155 静电干粉Thermex,意大利Fismar,意大利Saudi Ceramic,沙特830 1.5ME7150 静电干粉Atlantic,法国840 1.3MS519MS502KMS108D+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0.15mm—0.50mm,如用两层瓷釉,底釉<0.2mm, 面釉<0.15mm DIN4735/3,ISO2178缺陷,如焦边,点,孔,裂纹等根据DIN4753/3或根据协议DIN4753/3,DEZ-MB7.19,或根据协议密着性钢板<2mm,2级钢板>2mm,好DEZ-MB7.10.3,EN10209, 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<3.5g/m2 ISO2744,DIN4753/3水蒸汽根据协议ISO2744冷柠檬酸A级ISO2722沸腾柠檬酸根据协议ISO2742冷盐酸A级(10%HCl,1 Hour) ISO2722,DIN4753/3焦磷酸纳<20g/m2 DEZ-MB7.4.4生理要求极限DIN51032 DIN51031十一、质量检测11.1 搪瓷的厚度搪瓷的厚度与采用的工艺有关。