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      鑄鐵亞光一次搪制品鹽霧試驗可達300小時的方法探討
      更新時間:2020-08-19    |     來源:中國搪瓷工業協會

                                                                           閆學亮


                                                                       摘要

                      本文從鑄造工藝和搪瓷工藝兩方面入手,探討了提高鑄鐵亞光一次搪制品耐鹽霧

               侵蝕的方法,從而發現要想把制品耐鹽霧侵蝕無銹蝕的時間從72小時大幅提高到300

               小時,必須由鑄造和搪瓷雙管齊下,且搪瓷方面還需要瓷釉制造與搪瓷制品制造互相

               配合,才能達到目的。

      國內生產的鑄鐵亞光一次搪制品大部分是煤氣灶的爐架和燒烤爐中的烤網或烤盤,因其直接接觸炊具溢出的湯汁或被烤的各種食材及調味料,受含鹽液體侵蝕在所難免,因此鹽霧試驗是此類產品的一項重要檢驗科目。目前在搪瓷行業對鹽霧試驗沒有統一標準,一般產品的要求是鹽霧試驗經48小時無銹蝕,再高一等的是72小時,很多企業對達到72小時已經比較勉強。近年來我公司接到歐洲訂單,鹽霧試驗的標準又提高到了300小時無銹蝕,引發了一場艱難的技術攻關大戰。經過多次試驗發現,在我們搪瓷廠僅僅改變搪燒工藝,無論如何也拿不下300小時這個山頭。只有組成毛坯鑄造、瓷釉研制和搪瓷加工三位一體的攻關團隊,才有可能取得勝利。

      一.鑄造

      1.鑄鐵成分

      多種搪瓷專業文獻都有搪瓷用鑄鐵主要成分及含量的介紹:

      表1. 搪瓷用鑄鐵的主要成分(%)

      數據來源

      中國搪瓷手冊

      3.5-3.7

      2.4-2.8

      0.5-0.6

      0.4-0.5

      0.15

      搪瓷與搪玻璃

      3.0-3.7

      2.2-3.0

      0.35-0.80

      0-1.1

      0-0.12

      不同資料介紹的成分含量范圍大同小異,生產中根據產品種類將含量控制在范圍中哪一點至關重要,這是因為一種成分同樣的含量對不同的造型、不同的壁厚的產品所起的作用可能截然不同。一次搪的薄壁烤板、細枝條烤網與彩色燉鍋的鑄鐵成分含量就有較大差別:

      表2. 不同產品所用鑄鐵的主要成分(%)

      產品

      黑色一次搪

      3.4-3.6

      2.55-2.75

      0.25-0.45

      0.3-0.5

      0.09

      彩色多次搪

      3.2-3.7

      2.5-2.9

      0.3-0.8

      0.35

      0.1

      經過多次試驗證明上述黑色一次搪產品的成分范圍有利于烤網的鹽霧試驗達到300小時無銹蝕。其中硫含量應盡量小一些,但也不能為零,硫含量過低會使烤網容易翹曲變形。

      2.澆注時的鐵水溫度

      鑄件的很多種缺陷在前處理時可以修復,但不明顯或隱藏在內部的小氣孔、砂眼、冷隔,尤其是白口很容易漏檢,從而造成一次搪產品瓷層氣泡多,其中隱藏在瓷層內部的小氣泡相當于減薄了瓷層厚度使產品耐鹽霧侵蝕性能降低。這些缺陷與鑄件澆注時的鐵水溫度有直接關聯。

      經過多次試驗發現1380℃-1430℃是澆注一次搪產品鐵坯的適宜鐵水溫度。

      二.搪瓷

      1.瓷釉篩選

      在搪瓷行業為什么從沒人要求對亮光搪瓷產品做鹽霧試驗呢?這是因為亮光瓷層結構致密,鹽霧幾乎無法侵蝕到內部的鐵,也就不會有銹跡。如果把搪瓷亮光釉比作窗戶上的玻璃,那么亞光釉就相當于窗紗,即亮光瓷層結構致密而亞光瓷層結構疏松。亞光瓷層實際上是半熟的瓷層,其瓷釉顆粒僅僅是燒結,瓷層內部空隙密布,表面凹凸不平,對外界光線幾乎全散射。

      要使結構疏松的亞光瓷層提高耐鹽霧侵蝕的抵抗力方法有二:一是增加瓷層致密度,以抵抗鹽霧的侵蝕。二是增加瓷層厚度,以延遲鹽霧侵蝕的進展。事實上亞光產品隨燒成溫度升高或燒成時間延長,瓷釉顆粒燒結致密度增加,表面光澤度必然增高。而客戶對亞光產品的光澤度有具體要求,因此方法一不可行。

      目前市售一次搪亞光釉的瓷層厚度大多數只能達到約120±20μm,再增加厚度則氣泡多發,鹽霧試驗效果更差。經過與瓷釉供應商聯合攻關,已經研制出亞光一次搪專用瓷釉,其瓷層厚度可達240μm(最厚260μm)不會起泡,鹽霧試驗可達300小時無銹蝕。亞光一次搪專用瓷釉在熔制工藝方面有多項嚴格規定,以確保在一次搪產品燒成過程中保持良好的排氣性,使鑄鐵產生的氣體盡可能排出,從而減少瓷層中的針孔和氣泡,使鹽霧試驗過程中鹽霧難于侵蝕到鐵表面。

      2.鑄件前處理

      鑄件必須經過仔細打磨和嚴格檢驗,保證進入生產線的鑄件無白口,表面不得有毛刺、砂眼等缺陷。噴砂需要兩次,第一次采用混合砂:鋼砂(φ1.2):切丸(φ1.2):鋼珠(φ1.0)=2:1:3,第二次只用鋼珠(φ1.0)。噴砂后鑄件表面粗糙度要達到220-270μin(見圖1)

      圖1.鑄件表面粗糙度的測量

      表面粗糙度過低(手感光滑)成品密著差,粗糙度過高(摸起來感覺粘手)即鑄鐵表面高低不平,高處必然瓷層薄,鹽霧試驗時容易被侵蝕;低處必然瓷層厚,增加了出氣泡的可能性,同樣不利于鹽霧試驗。

      前處理完畢的鑄件應盡快進入搪燒工序,否則可能受潮生銹或受到粉塵、有機物污染,埋下瓷層產生針孔、氣泡的隱患,導致鹽霧試驗不合格。

      3.涂搪

      亞光一次搪產品絕大多數是在聯動生產線上涂搪、烘干、燒成一次完成。由于一條生產線要照顧到彩色亮光炊具等多種類型產品的不同工藝要求,生產線某些部分設計可能不是亞光一次搪產品需要的最佳條件。例如亞光一次搪產品有的需要兩次浸搪一次烘干,有的需要一次浸搪加一次對特殊部位補充噴涂,還有的整體噴涂,所用工時較長,容易在烘干前產生銹斑。燒成時銹斑所含氧化鐵過多熔入瓷層可能導致該處瓷層易燒損而影響鹽霧試驗的效果。為防止生銹需采取以下措施:磨制釉漿時適當加入防銹劑、涂搪各工序合理安排人員以加速運轉,從開始涂搪到進入烘干爐所需時間不得超過4分鐘,烘干爐內溫度以180-240℃為宜。烘干要徹底,工件出爐溫度約為45-50℃。

      4燒成

      燒成工藝無需大的修改,僅需注意以下二點:

      燒成溫度和時間以產品光澤度達到客戶要求為標準;

      工件燒成時擺放或吊掛要保證產品不翹曲變形,輕微變形者雖可整形,但敲擊或按壓都可能使瓷層產生裂紋,造成鹽霧入侵的通道,故應盡量避免整形。

      三.鹽霧試驗

      鹽霧試驗分為連續鹽霧試驗和交變鹽霧試驗兩種。歐洲公司要求采用B117方法為連續鹽霧試驗,G85方法為交變鹽霧試驗。

      1. B117鹽霧試驗

      測試條件:

      a.鹽水濃度:5% 氯化鈉溶液

      b.空氣壓力:1kg/cm2

      c.機內環境溫度:35℃

      d.噴氣溫度:47℃

      e.收集液的pH值:6.5-7.2

      f.測試時間:300h

      圖2  用于B117測試的F-Y90型鹽霧試驗機

      2. G85鹽霧試驗

      測試條件:

      a.鹽水濃度:0.05%氯化鈉溶液+0.35%硫酸銨溶液

      b.噴霧1h,烘干1h,共測試300h

      c.鹽霧溫度:24℃

          d.收集液的pH值:5.0-5.4

      圖3  用于G85測試的AK-Y150z鹽霧試驗機

      亞光一次搪爐架在以上設備中測試,樣品對比如下:

      圖4  鹽霧試驗結果對比

      左邊樣品為攻關前96h測試件,鍋支架處被銹蝕,右邊樣品為攻關后300h測試件,整體完好無損。連續與交變兩種方法相比較,后者300小時無銹蝕比較容易一些。

      四結論

      經過對鑄造和搪瓷各項工藝多次改善后,鑄鐵亞光一次搪制品的鹽霧試驗已經能夠穩定在300小時無銹蝕,受到歐美多家客商的認可。


      欧美人妻

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