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佛山伟涛五金电器有限公司 搪瓷工艺教材 前言 佛山伟涛五金电器公司是一个有十几年搪瓷生产历史的企业，拥有铸铁搪瓷和钢板搪瓷两大系列产品。随着企业规模的不断扩大，对工人技术素质要求越来越高，为了使搪瓷工人对搪瓷生产工艺有一个全面的理性认识，对所从事的生产中出现的问题有一个初步了解而编写本教材。 本教材力求简单明了，通俗易懂，联系本公司生产实际是培养具有高级操作工的专业教材。 编辑：李保新 2004年4月24 3 第一部分 搪瓷毛坯制造 第一章 毛坯制造的基本概况 搪瓷毛坯的制造以薄板为原料，利用冲模在压力机上冲压、或者在专用机上加工，使板料分离或变成，以得到所需要的搪瓷毛坯。搪瓷毛坯的加工方法属于板料冲压，一般在常温下进行、所以又称“冷冲压”。 一、毛坯制造的几点要求 搪瓷毛坯的造型与其他机械及非搪瓷用品冲压件在结构与质量要求上有所不同，其主要 要求是： 1、 经过冲压成型的毛坯强度大，刚性高、轻便美、热变性能好； 2、 符合瓷釉的涂搪操作，毛坯的各部位圆角半径大小要造当； 3、 搪瓷毛坯很多是用冲压件和焊接件两部分组成，要求焊接部分结构合理，板料厚度选择 要合适； 4、 板料的物理化学性能要适合搪瓷产品的要求； 5、 搪瓷毛坯要适合机械化自动化大批量生产要求。 二、板料冲压基本工序分类 板料冲压基本上可以分为两大类： 第一类是指板材受外力后，应力超过板材强度极限而使板料发生剪裂或局部剪裂，称之 为分离工序。 第二类是指板料受外力后，应力超过材料的屈服极限，经过塑性变形后，成为一定型状，称之为变形工序。 由于搪瓷毛坯成型过程中，包括冲压工作与焊接工作，其中冲压又包括有很多个别的变形方式和个别的工序形式。冲压中最基本的变形方式可归纳在下列主要类型中： 分离工序剪裁、冲载（落料）冲孔、切口、整修（修边清刺）。 变形工序弯曲（单角、双角弯曲、扭曲、卷边）拉伸（不变薄拉伸、变薄 板材冲压 拉伸）成形（校正、翻边等）。 复合工序落料和冲孔、冲载和弯曲，冲裁和拉深等两个以上的基本工序合 成一个工序。 三、造型设计 搪瓷毛坯造型设计，首先是根据使用者提出的品种、用途、性能以及对搪瓷毛坯造型的 几点要求进行造型结构设计，主要有以下几点： 1、 边部结构 边部结构的设计主要是注意产品边部，在烧成时会不会发生不同程度的变形，以及产生 气泡、烧生、爆瓷、焦边等缺陷，特别要注意： 坯型边部冲压成梯形和卷成适当大小的半圆形。这对增加机械强度和防止烧成中产生变形有好处。 边部圆弧形成后要保证适当的大小尺寸、在不影响美观和使用情况下，可适当大一些， 这样不但边部机械强度高，还可防止卷边过紧产生起泡现象。 2、 大面 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 4 大面是产品的主体部位，它对整体的美观、强度、涂搪条件，使用性能都有关系。 3、 焊接件 需焊接的毛坯，除注意焊接牢固外还应注意焊接件的结构和焊接间隙，以防止搪瓷后起 泡裂纹等缺陷。 第二章 搪瓷用薄钢板 一、对用于搪瓷产品薄钢板的基本要求 选择搪瓷产品所用的薄钢板，不仅要满足冲压、焊接工艺的要求，还要满足搪瓷性能的要求。 1、 塑性，冷的塑性变形过程会使金属的物理和机械性质发生很大的变化，因具有冷作硬化 现象使硬度屈服强度及强度增加，延伸及断面收缩率降低，为了冲压工艺的要求，必须选择塑性好的材料。 2、 表面状态，钢板的表面应该是光洁平整，无分层、无机械性质的损伤、无锈斑、无氧化 皮及其它附着物，在变形过程中，表面不易破裂、不易擦伤模具。 3、 材料厚度公差，不同性质的冲压工序对材料尺寸公差要求不一，一定的冲模间隙适用于 冲压，一定厚度的材料，若板料的厚度不符合公差标准在拉伸工序中导致拉伸件上口边沿不齐，有皱纹，缩短模具寿命。 4、化学成份：搪瓷用薄钢板的化学成份对搪瓷质量是有一定的影响的。要求化学成份中的碳、硅、锰、磷、硫、镍、铬保证在一定的范围内以适应搪瓷要求。 5、选择材料还要考虑经济价值，如采用卷板和国产钢板。 二、材料性能和鉴定与规范 各种材料对各种不同的冲压搪瓷加工工艺的适应性必须通过一系列检验工作来确定，检验工作一般应作以下几项内容： 1、 外形尺寸，表面状况 材料的外形尺寸必须符合有关的标准规定的满足冲压和搪瓷工艺要求，材料的外表应没 有皱纹、杂质、斑痕、汽泡、擦伤、裂缝、缩孔、分层和其它各种机械性质的损伤，在冲压前后，还不应有锈斑、氧化皮以及各种金属与非金属杂质，外表必须是完全平滑的。 2、 化学分析 材料的化学成份是影响冲压及可搪瓷性能的主要因素。搪瓷用薄钢板化学成份范围的要 求如下： 化学成份 钢号 Si Mn P S 08F 0.05-0.11 0.030 0.25-0.50 0.040 0.040 SPCC 0.12 0.015 0.50 0.040 0.040 SOCD 0.01 0.015 0.45 0.035 0.035 第二部分 搪瓷瓷釉制造 第一章 组成瓷釉的氧化物及其性能 瓷釉是多种无机化工原料共同参与并受到相互制约的物理化学反应而缺点制成的。按照引入瓷釉组份的各种原料的性质及作用，可以把瓷釉的组成概括为七类。但是瓷釉中各类组份中的任何一种都不会只起一种作用，而是兼起两种、三种或多种作用。在所有这些作用中， PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 5 必有一、二种是起主要作用的。 按照各种化工原料的性质和作用，可以分为瓷釉的基体剂、助熔剂、密着剂、氧化剂、着色剂和辅助剂。 一、基体剂 基体剂的主要作用，就是作为形成瓷釉的全体和决定瓷釉物理化学性能的基础，不同的基体剂可形成不同性能的瓷釉。基体剂一般具有较高的化学稳定性、热稳定性、硬度和抗张抗压强度等。 1、 几种基体剂的作用 SiO2二氧化硅，在瓷釉中的作用： A、 构成瓷釉的基体，并作为瓷釉的的骨架组份存在； B、 提高瓷釉的热稳定性； C、 大大提高瓷釉的化学稳定性（耐酸）； D、 提高瓷釉的硬度（耐磨性）和抗压强度； E、 提高瓷釉生料的熔制温度，软化点和粘度。 B2O3三氧化二硼，在瓷釉中的作用 A、 可使粉料的熔制温度降低，并使瓷釉的烧成温度降低； B、 构成瓷釉基体； C、 提高瓷釉的热稳定性，提高瓷釉的化学稳定性，提高瓷釉的表面光泽； D、 对钛釉的熔制极为的有利当作熔剂使用，并能促进TiO2的折晶； E、 降低瓷釉对金属的表面张力，促使金属表面的FeO的溶解，增强底釉的密着作用。 二、助熔剂 助熔剂的主要作用是促进的帮助瓷釉中难熔组份熔融。 常用的助熔剂有碳酸锂、纯碱、硝酸钠。 三、乳浊剂 乳浊剂的主要作用是使瓷釉在烧成过程中折出相应的混合细少乳浊体，镶嵌或悬浮于瓷 釉中的玻璃相中，使入射光受到阻扰而引起强烈的反射、折射和衍射，导致瓷釉的乳浊。 常用的乳浊剂有二氧化钛、氧化锑。 四、密着剂 搪瓷中的密着剂是指能保证与促进瓷釉与金属牢固结合的组份。 密着剂主要有氧化钴、氧化镍、氧化锑。 五、氧化剂 氧化剂是指在反应中提供氧气的组份。 氧化剂主要有硝酸钾、硝酸钠。 六、着色剂 瓷釉的着色主要是由于瓷釉中的着色离子，胶体着色质点和色素固溶体的微粒对可见光 的选择性吸收的结果。 常用着色剂有氧化钴、氧化镍、氧化铜。 七、辅助剂 瓷釉辅助剂是指促进瓷釉各剂更好地发挥作用，并能影响瓷釉的物理化学性质的组份。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 1234567890ABCDEFGHIJKLMNabcdefghijklmn!#$%&*()_+.一三五七九贰肆陆扒拾，。青玉案元夕东风夜放花千树更吹落星如雨宝马雕车香满路凤箫声动玉壶光转一夜鱼龙舞蛾儿雪柳黄金缕笑语盈盈暗香去众里寻他千百度暮然回首那人却在灯火阑珊处你可能喜欢21 作用于瓷层上。由于金属和瓷层的膨胀系数不同而在瓷层中产生不同的应力。氢气的压力使瓷层呈不同的深度和形状脱落。 鱼鳞的出现与钢板的结构有关，对于结构不均匀的钢板。特别是具有纤维结构的钢板非常容易出现鱼鳞缺陷。 解决办法： （1）选择形成鱼鳞倾向小的适合搪瓷用的薄钢板。 （2）加快铁坯的酸洗过程，同时在酸液中加入抗杀蚀剂，以减少其 吸氢量。 （3）选择粘度适当的瓷釉，并在研磨时加入20%以下的细石英或长石粉以及 能扩大烧成范围的其它物质。使烧成时瓷釉逐渐熔融，水蒸气和氢易从金属表面排出。 （4）其它气体（CO2、NO2、HF）等的析出有助于水蒸气和氢气泡从钢板表 面析出。因此最好在熔制时不把底釉完全熔透或在研磨时加一些生底釉。CaF2、NaNo2以及其它在烧成时能析出气体的物质。这些气体在烧成时能够将熔融物及金属表面析出的水蒸气和氢带走。 （5）正确掌握烧成工艺，涂搪不能太薄，烧成炉温不可过高或过低。 二因应力而引起的缺陷 金属与釉粉热膨胀系数的差异，制品几何形状以及搪烧工艺是应力产生的因素。当应力超过粉层或瓷层的机械强度时，将导致它的开裂或脱落，从而使制品产生各种线纹、裂纹及脱裂缺陷。 （一）因粉层开裂而引起的缺陷 粉坯进入烧成室内到粉层软化熔融前因承受铁坯的张应力而使粉层开裂。在瓷釉熔融后又不能弥合而形成各种线纹缺陷。 1、皱纹路 缺陷现象：烧成后瓷面呈现皱状或放射状纹路。 产生原因： （1）铁坯底部凸高不够，在烧成时底部变形而导致粉层开裂。 （2）局部涂搪过厚，在烧成时该处的粉层容易开裂。同时由于涂搪层厚，升温慢 釉粉融体的粘度大，不易弥合裂痕而形成粉纹路缺陷。 （3）取、放粉坯时使粉层受伤而开裂。 解决办法： 针对缺陷产生的原因，采取相应的措施。如适当增加铁坯底部凸高，涂搪均匀和避免粉层碰坏等。 2、黑线纹 缺陷现象：烧成后瓷面呈现黑色线纹。 产生原因： （1）铁坯边部机械强度差或底部凸高不够铁坯圆弧曲率半径太小，在烧成时 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 22 因变形使粉层开裂。或在圆弧凹面附近因承受较大的张力而开裂。 （2）瓷釉表面张力大，在烧成中不能填满粉层开裂所造成的裂缝，反而将其拉长。 （3）釉浆磨加用的粘土粘结性差，使烘干的粉坯粉层松，在烧成中易被拉裂。釉浆下流造成局部搪釉过厚，烘干的粉坯受到剧烈振动而使粉层开裂。制品烧成时受热不均匀都可能导致线纹的产生。 解决办法： （1）改进铁坯的造型，增大其边部、底部的机械强度和圆弧的曲率半径。 （2）提高底釉的软化温度，磨加适量的细石英粉，以延长瓷釉的熔融范围，增 加其粘度。 （3）选择粘结性好的粘土制备釉浆。 （4）控制釉浆的稠度防止制品在烘干时釉浆下流，涂搪要均匀，取放粉坯要轻、 稳避免受到振动。 （5）正确选择制品烧成时的支撑点，避免烧成室温度过高或过低。产品受热要 均匀，减少变形。 3、螺旋纹、太极圈 缺陷现象：烧成后焊接处出现环状线纹。 产生原因： （1）铁坯焊件与坯身的用料厚度相差太大，或焊接不平服，烧成中焊接处升温过 慢焊件变形使粉层受伤开裂而不易被熔融的瓷釉所弥合。 （2）焊接处积粉多影响里面釉粉烧成不足。 （3）焊接处涂搪过厚。 解决办法： （1）正确选择焊件用料，通常点焊时焊件比坯身用料薄一号。碰焊时焊件比坯身 厚一号。 （2）减少焊接处的积粉，涂搪均匀。 （3）调整瓷釉的软化温度和粘度。 （二）形成瓷层后因应力而引起的缺陷 这类缺陷是粉坯经烧成出炉后，在冷却过程中因应力而造成的缺陷。这类缺陷通常使瓷层炸裂或脱落，轻微的肉眼看不出来。严重的造成脱瓷，它是破坯瓷层完整性，影响制品使用寿命的缺陷。 1、边沿直裂 缺陷现象：制品边沿瓷层呈竖直炸裂。 产生原因： 这类缺陷是制品受到外力挤压而引起的。当制品重叠过多或包装装箱受到挤 压时，使制品边沿承受较大的应力而引起直裂。 解决办法： PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 23 （1）改进铁坯边部造型，以增加其机械强度，必要时增加钢板厚度。 （2）产品存放或运载时不能重迭过多，包装时要加垫衬。 2、边沿横裂 缺陷现象：制品边沿瓷层呈现横的线状或锯齿炸裂。 产生原因： （1） 制品边部机械强度差或边沿瓷层太厚。 （2） 边沿烧沸，导致边沿密着不良。 （3） 边隙积粉过多而使边沿釉粉烧成不足。 （4） 边沿受到碰撞或被撬伤。 解决办法： （1） 边沿机械强度要大，控制边沿瓷层厚度不大于1毫米。 （2） 边隙积粉不能过多，瓷釉烧成得当。 （3） 防止边沿受到碰撞或撬伤。 3、底部裂纹 缺陷现象：制品底部瓷层炸裂。 产生原因： （1）底部瓷层过厚。 （2）烧成出炉的制品，底部受到急冷或较大的外力。 解决办法： （1） 釉浆调配得当，底部釉粉不要太厚，涂搪时采取甩底的操作工艺。 （2） 出炉的制品叉放要轻，放置制品工作台要有一定温度。 4、焊接处裂纹 缺陷现象：制品焊接处瓷层炸裂。 产生原因： （1）焊接不平服或焊点距离过大。 （2）焊接处粉层过厚。 解决办法： （1）焊接要平服，焊点距离不能过大。 （2）焊接处涂搪要薄。 5、脱瓷 缺陷现象：制品局部瓷层脱落。 产生原因： （1）由于严重裂纹而导致瓷层脱落。 （2）制品的把环、耳、底部等边沿部位，由于圆弧小，该处底釉粉常常较 薄。如烧成温度高时，这些部位瓷层易被烧过使其密着变差。同时该项处压应力较大，而且容易受到碰撞，常造成点状露金属的脱瓷。 解决办法： （1） 避免制品产生裂纹。 （2） 适当增大把、环、耳、底部边沿的圆弧半径。 PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 24 （3） 涂搪采取厚粉薄搪的方法，以增加这些部位的瓷层厚度，控制炉温 和时间以提高密着。 三、因工艺操作不当而引起的缺陷。 1、烧缩（跑釉） 缺陷现象：制品烧成时瓷面呈现蜷缩露金属。 产生原因： （1） 釉浆研磨过细涂搪时发生流淌。 （2） 涂搪不均匀，制品局部搪釉过厚。 （3） 烘干温度过度，水分蒸发过急。 解决办法： （1） 正确掌握研磨工艺，釉浆粗细度要合适。 （2） 釉浆调配得当，避免涂搪时发生流淌。涂搪要均匀，特别是底部圆角不能 搪厚。 （3） 正确掌握烘干温度，尤其注意局部烘干温度不能过热。 2、桔皮皱 缺陷现象：制品烧成后瓷面呈桔皮皱纹。 产生原因： （1） 釉浆存放时间过长。 （2） 烧成时釉粉熔融不均匀。 （3） 用喷雾法搪时压缩空气压力过大。 解决办法： 正确掌握釉浆存放时间，瓷釉烧成温度控制压缩空气的工作压力，以及釉浆的容重。 3、凸凹点粒 缺陷现象：制品表面有凸出和凹陷的杂粒铁屑。 产生原因： （1） 烧架上的氧化皮脱落。 （2） 烧成室内耐火材料颗粒脱落。 （3） 釉浆中混入垃圾。 解决办法： 烧架要经常敲打或沾石灰水，及时检修烧成炉，釉浆要经常过蒒并保持清洁。 4、异色粉 缺陷现象：制品表面沾上不同的色粉。 产生原因： 烧成前粉坯沾溅上不同色泽的色粉。 解决办法： 操作时要细心防止粉坯沾溅上不同色泽的色粉，不同色泽的色粉放置要隔离。 5、边下沿锯齿状 缺陷现象：边下沿积粉烧成时豁裂凹凸不平呈锯齿形。 产生原因： （1） 铁坯边部弯边太紧。 （2） 边隙釉浆未甩出造成积粉过多。 解决办法： PDF 文件使用 pdfFactory Pro 试用版本创建 25 （1） 铁坯边部弯边圆角大一些。 （2） 涂搪或喷搪时不要造成边隙积粉，必要时采用勾边工艺。 6、边沿疙瘩 缺陷现象：涂搪时边部下淋烧成后形成瓷釉疙瘩。 产生原因： （1） 釉浆流动性大，涂搪时流淌至