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搪瓷的介绍

发布日期 : 2013-12-26     作者 : 谢党伟     来源 : www.zgtangci.com
摘要 : 搪瓷(táng cí),它其实是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。
搪瓷基本简介:

搪瓷(táng cí),它其实是将无机玻璃质材料通过熔融凝于基体金属上并与金属牢固结合在一起的一种复合材料。

历史发展:搪瓷起源于玻璃装饰金属。古埃及最早出现 ,其次是希腊。6世纪欧洲嵌丝珐琅、剔花珐琅、浮雕珐琅、透光珐琅、画珐琅相继问世。8世纪中国开始发展珐琅,到14世纪末珐琅技艺日趋成熟 ,15世纪中期明代景泰年间的制品尤为著称,故有景泰蓝之称。19世纪初,欧洲研制出铸铁搪瓷,为搪瓷由工艺品走向日用品奠定了基础,但由于当时铸造技术落后,铸铁搪瓷应用受到限制。19世纪中,各类工业的发展,促使钢板搪瓷兴起,开创了现代搪瓷的新纪元。19世纪末~20世纪上半叶,各种不同性能瓷釉的问世,钢板及其他金属材料的推广运用,耐火材料、窑炉、涂搪技术的不断更新,加快了搪瓷工业的发展。

优势特点:是涂烧在金属底坯表面上的无机玻璃瓷釉。在金属表面进行瓷釉涂搪可以防止金属生锈,使金属在受热时不至于在表面形成氧化层并且能抵抗各种液体的侵蚀。搪瓷制品不仅安全无毒,易于洗涤洁净,可以广泛地用作日常生活中使用的饮食器具和洗涤用具,而且在特定的条件下,瓷釉涂搪在金属坯体上表现出的硬度高、耐高温、耐磨以及绝缘作用等优良性能,使搪瓷制品有了更加广泛的用途。瓷釉层还可以赋予制品以美丽的外表,装点人们的生活。可见搪瓷制品兼备了金属的强度和瓷釉华丽的外表以及耐化学侵蚀的性能。

品种分类:

金属基材可分为黑色金属搪瓷和有色金属搪瓷两大类;按制品用途划分,有日用和非日用搪瓷两大类;

按制备工艺分:

有一次搪瓷和两次或多次搪瓷;若以瓷釉特点命名,有耐酸搪瓷、低熔搪瓷和微晶搪瓷等。

一般意义上的搪瓷制品大致可以分为以下几个类别

1、器皿类搪瓷,主要包括盆类、杯类、盘类、桶类、碗类、罐类、锅类、痰盂类和其它器皿类搪瓷制品如医用针盆、花瓶、糖盒、茶具盒烟灰缸等。

2、厨房用具类搪瓷,主要包括厨柜与厨房设施、抽油烟机、搪瓷煤气灶、烤箱灶、消毒柜、搪瓷啤酒罐和储水箱等。

3、卫生洁具类搪瓷,主要包括钢板搪瓷浴缸、铸铁搪瓷浴缸、淋浴盆等。铸铁搪瓷。

4、医用类搪瓷,主要包括辐射电磁治疗器、齿科瓷釉等。

5、建筑装饰类搪瓷,主要包括墙体板材、艺术壁挂取暖器、铸铁搪瓷干手器、铸铁搪瓷漏子、普通搪瓷标牌、发光搪瓷标牌、搪瓷教学白板等。

6、电子搪瓷类制品,主要包括电子搪瓷基板、电热膜搪瓷等。

7、搪玻璃类制品,搪玻璃与普通薄钢板搪瓷相比,硅含量明显增加,其性能更加接近与化学用玻璃,除了氢氟酸、含氟离子的介质、强碱以及温度高于的浓磷酸以外,能耐各种浓度的无机酸、有机酸、弱碱和有机溶剂的腐蚀,这是其它材料所不能比拟的。

工艺流程:

搪瓷生产主要有釉料制备、坯体制备、涂搪、干燥、烧成、检验等工序。对于艺术搪瓷、日用搪瓷、卫生搪瓷、建筑搪瓷等,为了外观装饰和使用的需要,还需经过彩饰和装配。工业搪瓷设备则需经检测后再进行组装。 在预先冲压或铸造成型的金属坯上先涂敷底釉,烧成后再涂敷面釉(一次或数次),这是传统的多次涂搪法。底釉是与金属坯相互结合的过渡层,具有较强的密着性,面釉涂敷在底釉上,起遮盖底色并赋予制品以光滑美观的表面和一系列优良的物理化学性能。面釉又有乳浊面釉(白色和有色)和无色透明光釉之分。后者是涂烧在制品最外层以增强光泽或改善性能用的补加面釉。现在已有一次涂搪新工艺,即配制一种釉,既作底釉,又作面釉,一次涂敷,一次烧成即得到产品。

瓷釉制备:瓷釉是涂在金属坯体上的玻璃态硅酸盐或硼硅酸盐涂层。瓷釉料包括七种组分,各有不同的作用(见表)。基体剂是主要的,其中多数是硅酸盐、氧化硼、氧化铝和碱金属氧化物。按坯体材料种类和制品性能的要求来确定瓷釉化学组成。要求准确称量,充分混匀(干混,也可加5~15%的水,并制成小球),在池窑(中国多用隔焰池窑)、坩埚窑或回转炉中熔化达一定均匀程度,经水淬、气冷或热压成薄片(0.6~1.5mm),然后研磨(用球磨机或气流粉磨机)成干釉粉或加水制成釉浆。

涂搪:将釉粉或釉浆均匀涂敷在金属坯胎上,经烧成后再涂敷面釉。涂搪方法有浸渍、浇注、喷雾、洒粉法等。洒粉法是在灼热底釉上洒上干的面釉粉,使涂搪和焙烧合为一项操作,也是铸铁大件(浴盆、反应锅等)必用的方法。此外,还有静电涂粉和电泳法涂搪等。

制品烧成:已涂搪瓷釉的坯件置于箱式炉、转盘炉或隧道炉中烧成。含密着剂的硼硅酸盐底釉,烧成温度约为880~930℃,为使其能在坯体表面形成氧化铁层,有利于瓷层同坯体(钢材)良好密着,故须采取氧化气氛。面釉烧成温度略低,用锑乳浊色的锑面釉为850~900℃,钛面釉为820~860℃。为使面釉具有良好乳浊和鲜艳色彩,并与底釉紧密结合,要严格控制烧成时间和炉中气氛,铸铁坯体若用锑釉和钛釉则对气氛尤为敏感。

主要组成:搪瓷主要有两个组成部分:搪瓷用的金属材料和瓷釉(无机玻璃质材料)。

金属材料:搪瓷用的金属材料主要有钢材、 铸铁、铝材、铜材和不锈钢。搪瓷用钢材(主要是钢板)一般是指低碳钢钢板,即含碳量较底的钢板(一般≤0.08%),这是用于容积式热水器内胆的主要材料。由于它的化学组成成分、内部微观组织结构(金相结构)、表面状况及力学性能对搪瓷的质量起着重要的作用,因此,目前市场上较大的热水器生产厂家均采用宝钢或武钢生产的搪瓷用钢板,以保证内胆的搪瓷质量。

搪瓷用铸铁是指含碳量在2.11%以上的铁碳合金(小于2.11%的铁碳合金叫钢),它主要用于生产卫生洁具(浴缸)、化学器械、炊具、下水管道等。

用于搪瓷的铝材主要是纯铝和铝镁合金。用于搪瓷的铜材主要有紫铜(即纯铜)、黄铜(铜-锌合金)和青铜(铜-锡合金), 其中以紫铜和黄铜应用最为广泛,比较有代表性的铜搪瓷制品—景泰蓝就是以紫铜为基材制成的铜搪瓷制品。不锈钢,一般都能进行涂搪,但由于不锈钢抗氧化的能力较强,所以需要用特殊的搪瓷瓷釉,同时因加工成本较高,现在较少采用此种方案。

瓷釉:用于搪瓷的瓷釉原料中主要包括三大类:矿物原料、化工原料和色素原料。 矿物原料,是瓷釉的主要成分,占有较大比重的含量(因国内外不同的生产厂家而不同)。它主要包括:石英(主要成分是二氧化硅-SiO2)、长石(碱金属或碱土金属的硅酸盐,常用钾长石-K2OAl2O36SiO2 )、粘土(含水的铝硅盐矿物,主要为Al2O36SiO2 和结晶水)。

化工原料是瓷釉的辅助组成部分,它主要包括:硼砂(Na2B4O710H2O)、硝酸钠(NaNO3)、纯碱(Na2CO3)、碳酸锂(Li2CO3)、碳酸钙(CaCO3)、氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、二氧化钛(TiO2)、氧化锑(Sb2O3)、二氧化锆(ZrO2)、氧化钴(CoO)、氧化镍(NiO)、二氧化锰(MnO2)、氧化铁(Fe2O3)等等。

色素原料是指用于装饰瓷釉颜色的材料。共分有:黑色、蓝色、褐色、灰色、绿色、粉红色、白色、黄色等8种。

瓷釉的制作是将上述的三种原料按照一定的比例(随着生产厂家的不同而不同),经过1200℃左右的高温熔融,并经过急剧的冷却成粒状或片状的硼硅酸盐玻璃质。它根据工艺性能分为底釉、面釉、边釉和饰花釉;根据基体材质的不同分为钢板釉、铸铁釉、铜搪瓷釉、铝搪瓷釉、不锈钢瓷釉。

搪瓷的发展趋势

从搪瓷工业发展的百年历史,可以看到,搪瓷工业技术的发展主要是受到激烈的市场竞争,其它行业技术进步的促进和生态环境的制约而不断前进的。搪瓷工业就是凭着自身的技术进步,同强大的塑料制品工业、铝制品工业和不锈钢制品工业相比较而存在,相竞争而发展。进入九十年代以来,由于科学技术的不断进步,消费者需求的日益提高,以及市场竞争的不断加剧,搪瓷工业的发展逐步具备了两大特征:一是电子技术、材料技术等高科技同搪瓷制品的结合,赋予搪瓷制品以电脑化、程控化等新的功能;二是塑料制品、铝制品和不锈钢制品等其它行业产品同搪瓷制品的结合,使搪瓷制品成为功能全面、应用宽广的复合品。总而言之,是以搪瓷为主体的多种材料在高科技基础上的有机复合。上述两大特征的形成基本上代表了我国现代搪瓷工业的发展趋势,使搪瓷制品拥有了技术含量高、质量档次高、附加价值高、应用领域广等新的特点,并促成了搪瓷发展历史的两个转变,一是使用性能方面的变革,搪瓷制品由容器型变为功能型;二是单体构成方面的变革,搪瓷制品由单纯制品变为多种材料的组合制品。两个转变的实现,赋予了搪瓷制品更大的生存空间和更加强大的竞争能力,标志着搪瓷工业的发展进入了一个崭新的历史阶段。

谢党伟 2010年7月1日


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