铝陶瓷与铝合金的性能

铝陶瓷与铝合金的性能

通常的珐琅是高温的。一般来说，温度为800c900c。主要用于缓冲板及其材料的表面。而铝的熔点比钢的低,这就要求瓷釉的熔平温度在580℃以下,实际上铝搪瓷熔平温度在460℃以下,并且具有很好的化学稳定性。铝搪瓷是近年来发展起来的新技术,并逐步得到应用:建筑物外装饰的外装饰板、预制建筑材料;建筑物内装饰的类似于陶瓷釉面砖的墙面板;厨房炊具的内外表面涂搪;卫生洁具的搪瓷浴缸、洗涤槽、热水器、热交换器和中空搪瓷制品。铝搪瓷最有潜力的应用市场是用作建筑物的外装饰,它具有优异的抗退色性、抗起霜性、抗大气污染、抗酸雨等腐蚀、抗紫外线、抗裂性以及能够承受恶劣天气环境。它还具有优良的抗热水腐蚀性能,表面非常光洁,涂层硬度非常高,不易出现划、擦伤痕迹,非常容易擦干净。1涂植物的选择铝搪瓷对铝合金的成分要求严格,最初采用的是纯度高于99.5%以上的纯铝和铝-锰合金。纯度高的铝材涂搪瓷不存在问题,但是当需要多次固化时,特别是在薄铝板上涂含铅搪瓷时,在第二层上会出现发丝般的裂纹。而实验表明锰含量为w(Mn)=1.2%的铝合金比较合适涂搪瓷。铝合金中镁和铜的含量必须严格控制:w(Mg)<0.5%,w(Cu)应在0.1%～0.3%。这两种元素随温度升高而易被氧化,使制品表面形成氧化物,易使搪瓷分层脱落。适合于搪瓷的铝合金有1100、3003、6053、6061、6002、6063等,它们的化学成分在铝加工专业书中都可查到。2般规则铝搪瓷釉不遵循固化温度比软化温度高300℃的通常规则。铝搪瓷釉的软化温度大约是450℃,而固化温度为580℃以下,尽管它们的固化温度不高,但是使用温度却可以达到400℃。2.1磨球、过滤和释放铝搪瓷釉浆采用湿法加工,将瓷釉、水和添加剂一起放在球磨机内球磨,添加剂(OK417、硼酸、停留剂等)的作用不仅在于使搪瓷釉浆处于稳定的悬浮状态,而且改善釉浆的流动性能和熔化性能。球磨机内的磨球必须是高密度3.4g/cm3的磨球,球磨筒内加载量(磨球、熔块和水)应该达到球磨筒体积的68%。球磨中物料的温度不得超过280℃,否则要采取强制冷却措施。磨好的釉浆放出时要通过1600目的磁性筛网过滤,储存罐和中间罐要确保清洁。储存一段时间之后(约2天)的釉浆在使用前要放回球磨机里磨一道并且重新过筛。如果环境温度不超过35℃,大约可存放一个月。因为釉浆会从空气中吸入CO2而产生碳化,故要防止釉浆长时间暴露在空气中。含铅铝搪瓷具有良好的抗风化性能,但它对有机物粉尘过于敏感,固化后易出现黑点,并且有一定的毒性,已逐渐被无铅铝搪瓷所取代。2.2氧化物的加入搪瓷釉的着色主要通过两种方法:(1)在熔制瓷釉熔块过程中加入着色剂使其着色;(2)在球磨过程中加入着色氧化物使其着色。在第一种着色过程中,一些重金属着色化合物如氧化铜、氧化锰或氧化铬等与搪瓷釉熔化在一起。搪瓷釉的颜色有黑色(添加氧化钴、氧化铬和氧化锰的混合物),棕色(添加氧化铁、氧化铬和氧化锰的混合物),蓝色(添加氧化钴可能加点氧化锰)。将上述氧化物加入到氧化钛乳浊釉中,会产生优美的色彩,着色的钛乳浊釉归类为钛彩釉(Tlmait),由于这种釉遮盖力强,固化处理后颜色稳定、均匀性好。第二种着色方法是将着色氧化物球磨加入搪瓷釉,这些氧化物有较强的着色能力,在高温固化时既不会受熔融搪瓷釉侵蚀,也不会与它发生化学反应。一些较常用的着色氧化物和颜色如下:黄色,加氧化镍;橘黄色,加氧化铬;褐色,加氧化钴;灰色,加氧化钒。3珐琅涂料3.1酸洗法处理铝板的制备铝板表面有一层油脂,下面是一层薄的氧化膜。涂搪瓷前必须去除油脂层,没有必要除去氧化膜。预处理有酸洗和碱洗两种方法:酸洗可以将纯铝板表面粗糙化,铝合金板涂搪前可进行铬化处理;也可以采用热碱溶液进行浸渍或喷淋脱脂处理,碱溶液温度60℃、浓度50g/L,处理时间3min～5min。经过脱脂预处理提铝板不能用手直接接触,所有操作人员在铝板预处理之后、涂搪之前都要带上棉布手套。3.2铝瓷涂料(1)自动喷枪的缺陷喷搪瓷时釉浆应处于湿的状态,喷枪不能与工件太接近,调整喷枪压力使釉浆处于细微的雾化状态。当喷涂压力太低时,会产生雾化不完全,釉浆仍然液滴状没有分散,在工件表面可以看到釉浆液滴,固化后表面呈一颗颗突起。在自动喷涂线上产生这种缺陷主要是喷枪没有经常清洗。喷搪瓷时常发生喷枪压力太高的情况,在这种情况下,已喷涂好的部位受到压缩空气的作用而产生移动,导致搪瓷表面呈现波浪形。另一种情况是喷枪离喷涂工件太近也会产生波浪形,通过选择适当的喷枪设备(喷枪离工件的最好距离是2.8dm～3.3dm)和对操作工人培训,可以使这种缺陷降到最低。喷枪压力应为0.25MPa～0.3MPa。喷枪的喷放量既要保证工件上的搪瓷是湿的,又不能使其呈流淌状态。(2)自动喷养殖技术工件放置在水平的传送带上,携带几支喷枪的框架安装在传送带的上面,喷枪沿着传送带传动的方向作横向移动,移动的幅度根据制品的尺寸而定。平面制品在喷搪瓷前先用手工喷侧面,还可以沿传送带的侧面倾斜安装喷枪以减少手工作业。采用这种作业方法时,两边都需要涂搪瓷的制品就需要两次通过自动喷搪瓷区域。传送带一般用金属丝编织而成,在驱动轮的带动下沿导轨运行,并且在自动喷枪的下边向回运转。自动喷搪瓷生产线的生产能力可以通过传送带的速度来调节,可以精确地控制涂层的厚度并保持它的稳定性。喷涂使用的压缩空气要经过过滤器过滤,排出的废气用折流板和水幕除去其中的粉尘。(3)不同瓷釉浆的平均涂养殖效果从经济和质量角度考虑,瓷釉的喷涂厚度只要确保达到装饰目的就可以了。底釉涂得太薄固化处理时容易烧焦,面釉涂得太薄将难以达到最终产品要求的光泽度和鲜艳的颜色,并容易产生波浪形表面。另一方面,如果搪瓷涂得太厚,不仅会造成浪费,而且还会使涂搪瓷工艺复杂化。根据不同瓷釉浆的性能,它们的平均涂搪瓷:厚度如下:铝板底釉搪瓷厚度0.08mm～0.12mm;面釉(彩色)搪瓷厚度0.12mm～0.14mm;高乳浊釉(蓝白色)搪瓷厚度0.08mm～0.12mm;高乳浊釉(奶白色)搪瓷厚度0.12mm～0.14mm。3.3红外干燥器的湿度铝搪瓷在固化前应先在50℃温度下缓慢进行干燥处理,将表面的水膜去除,没有必要完全干燥。红外干燥器是最合适的。素坯的湿度太高将导致固化时搪瓷剥落和卷曲;过度干燥会导致固化后涂层出现裂纹。3.4固化时间采用对流式固化炉并严格控制温度可以获得最佳的固化效果,铝搪瓷固化温度在520℃～570℃,最高不得超过570℃,固化时间一般为3min。由于素坯不是完全干燥,很快会在炉内产生很高的湿度,因此必须保持良好的通风条件。例如,在湿法涂搪瓷时,350g/m2～350g/m2釉浆即便是半干燥状态,每平方米的涂搪瓷面积还是含有50g～80g的水,那么1000m2就含有50L～80L的水。4一般缺陷：铝和珐琅的常见质量缺陷下面介绍一些搪瓷制品常见的质量缺陷、缺陷的外观特征和来源,以及克服的方法。4.1用釉浆涂满小口。用孔隙率直接适当的内流淌线。如果流掉的釉浆改变方向,釉浆将会在流淌线处沉积,形成很厚的一条。平面上的小孔或变形部位往往是流淌线的开始点。可以将这些小孔用釉浆涂满,让原来的釉浆仍然流动,或者把工件从釉浆中提起来,在大多数情况下,这种缺陷是可以避免的。流失。停流性较差的釉浆不会均匀流满整个涂搪表面,通过振动使其均匀流淌整个区域,尤其刚从球磨机磨出的还有一点热的釉浆更有这种倾向。其原因是釉浆中过量地使用了停留剂盐类,或者是用了过多的膨润土取代黏土。4.2由于珐琅氧化产生的缺陷(1)普遍存在的超导体发沸剂发沸和再沸是搪瓷表面存在着一个或一片泡孔,这种泡孔发生在第一次固化及随后多次固化过程中。泡孔的直径在1mm以下,存在于搪瓷表面,除去泡孔后搪瓷表面留下一片凹穴。产生这种缺陷的原因是局部气体太多,其气体主要是氢气和二氧化碳等。导致发沸的原因是:①铝板表面的杂质和清洗后的残余物,通过它们的分解或者它们的化学反应产生的气体,都会导致搪瓷产生发沸现象,发沸有时不仅发生在铝板有杂质的一面,由于氢气的扩散使铝板的另一面也会产生发沸;②底釉的贮存期太长也会导致发沸现象,这种发沸主要表现为再沸,在上第一层面釉或上第二层面釉时产生发沸。(2)底釉的乳浊度底釉涂搪固化时如果欠烧,釉层的附着较差,由于气泡作用,欠烧的底釉具有很强的乳浊度,此外,严重欠烧的底釉在随后涂面釉固化时会产生发沸缺陷。大多数情况下,欠烧的面釉表现为波浪状,瓷面无光泽。尤其是钛白面釉欠烧后表面无光泽现象更严重。(3)钛白瓷器的过烧底釉搪瓷过烧主要表现为烧焦缺陷,在个别情况下可以看到有深绿色的瓷面,这主要是由于瓷釉溶解了过量的氧化铁。面釉搪瓷过烧会导致面釉层的色差很大,钛白搪瓷釉过烧的特征是产生淡黄色的色差,以及像劣质皮革表面状的瓷面。对于过烧的瓷面上再喷一遍瓷釉固化来进行补救。(4)面釉养殖织物的缺陷底釉与工件反应产生的气体,在涂搪面釉时会继续向外扩散,再加上面釉釉浆中黏土脱水或分解也产生气体,如果这些气泡渗透通过熔融的面釉搪瓷层,就会带来缺陷。根据这些气体造成的缺陷形状可以分类如下:(1)泡孔缺陷,它是在瓷层中有几个孔洞,上面盖着一层薄薄的瓷釉层;(2)针孔或细毛孔,都是开口孔