专利名称：硅锰钢搪瓷制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及搪瓷的制造工艺及瓷釉的配方。
现有的搪瓷制造工艺及瓷釉，只适用于以低碳钢为搪瓷坯件。但这些钢的强度通常较差，而对于在不少工业制件中，常使用的强度较高的硅锰钢和现有瓷釉的密着性能很差。对于管状或柱状的坯件，用现有浸渍涂搪法涂搪效果不好，往往会出现薄厚不均或厚度不易控制的现象，而且当坯件较重时，也无法操作。而这些制件一般对密着性、耐磨性、耐腐蚀性以及粗造度和精度的要求较高，所以，现有技术不能制造以硅锰钢为坯件的合格搪瓷制品。
本发明的目的，在于采用一种新的搪瓷制造工艺及瓷釉配方，使瓷釉不但具有和低碳钢坯件也具有和硅锰钢坯件良好的密着性，而且使搪瓷制件具有良好耐酸、耐碱性、耐磨性以及粗造度和精度。
本发明的具体工艺过程是第一，对选用的硅锰钢坯件进行搪前处理。
通过这一过程的目的是要除去坯件表面的油污、氧化层和消除坯件的加工应力。
第二，用浸渍垂流涂搪法或浇注垂流涂搪法涂搪底釉浆，经烘干后，烧成。
浸渍垂流涂搪法就是将坯件全部浸入釉浆中，用夹具将坯件垂直提出，待釉浆停留为止。这种方法适合于涂搪各种式样的坯件，尤其是管状坯件的外壁，涂搪前应将不需涂搪的位置密封或涂搪后用胶皮将这部分釉浆刮掉。
浇注垂流涂搪法是用于涂搪管状坯件的内壁，涂搪时使坯件直立，将一个带有传动杆的球体或活塞放入坯件内，用传动杆提起至离坯件上端少量距离，从上面灌入一定量的釉浆，让球体或活塞匀速下滑，坯件内均匀的布上釉浆，使釉浆垂直向下流动到停留为止。此种方法所采用的弹性球体或活塞的大小应于坯件的内径相一致或相接近。
第三，用浸渍垂流涂搪法或浇注垂流涂搪法涂搪面釉浆，经烘干、烧成后，再重复一次面釉浆的涂搪、烘干、烧成。
这一过程中的涂搪方法与底釉浆的涂搪方法相同。
第四，用研磨机将瓷面研磨到图纸规定的经度要求后，再烧成成品。
烧成后的搪瓷制品由于瓷层表面比较粗糙，厚度不一，因而往往达不到所要求的精度，用研磨机将瓷面研磨到要求的精度后，再烧成，即可达到要求的精度。
上述工艺中所采用的底釉浆，是由底釉熔块引入磨加物研磨而成，底釉熔块的化学组成(重量%)为SiO244.5-58.4，Ai2O33.5-9.1，B2O311.5-19.0，R2O16.0-20.4，R，表示一价碱金属。
CaF24.5-11.8，Na2SiF60.5-3.5，CoO0.9-2.7，MnO20.8-5.5，CuO0.2-2.8，Fe2O30.3-3.5，磨加物的组成(100份釉块中的份数)为三氧化二铝1.0-3.0
亚硝酸钠0-0.2，硼砂0.5-1.1，纯碱0.2-0.7，冰晶0.1-0.3，粘土4.5-8.0，石英粉15.0-22.0，上述底釉熔块是由二种、三种或四种化学组成及熔点不同的底釉熔块配合而成。
上述底釉熔块可以是由第一种底釉熔块和第二种底釉熔块以70∶30-50∶50的比例配合而成。
第一种的化学组成(重量%)是SiO249.0-62.0，Ai2O35.0-10.0，CaF26.0-13.0，B2O310.0-16.0，R2O18.0-21.0，Na2SiF61.0-5.0，R表示一价碱金属。
MnO20.7-5.0，CoO1.0-3.0;
第二种的化学组成(重量%)是SiO240.0-50.0，Ai2O32.0-7.0，MnO21.0-6.0，B2O315.0-22.0，R2O14.0-19.0，Fe2O31.0-7.0，R表示一价碱金属。
CaF23.0-9.0，CuO0.5-5.5，CoO0.8-2.0。
上述工艺中所采用的面釉浆，可以是由如下化学组成(重量%)的面釉熔块研磨而成SiO262.0-69.0，Ai2O32.0-5.0，Na2O6.0-11.0，B2O32.0-6.0，ZrO20.8-6.0，Na2SiF61.0-4.0，
TiO25.0-9.0，K2O0-3.0，Li2O0.5-5.0，CoO0.5-2.0，MnO20.3-1.5，CaO0-3.0。
上述工艺中所采用的面釉浆，也可以是由如下化学组成(重量%)的面釉熔块研磨而成SiO263.0-68.0，Ai2O39.0-13.0，Na2O3.0-8.0，MnO20-3.0，TiO21.0-6.0，B2O31.0-5.0，ZrO20.5-5.5，CaO1.0-5.0，K2O2.0-7.0，CoO0.6-2.7，Li2O1.5-6.5，P2O50-1.5，Na2SiF61.0-6.0。
由于本发明采用了一种新的搪瓷制造工艺，工艺中使用了适合在硅锰钢表面使用的底釉和面釉配方，因而所制造的搪瓷制件具有以下优点(1).瓷釉与坯件的密着性能良好。
(2).有较强的耐腐蚀性能。在浓度20%的盐酸溶液中，100℃的条件下，腐蚀4小时，重量损失0.091mg/cm以下;在1%的烧碱溶液中，100℃的条件下，腐蚀4小时，重量损失0.036mg/cm2以下。
(3).硬度高，摩氏7-8。
(4).粗造度好，Ra0.40-0.100。
(5).耐磨性能强，耐磨损指标在0.040mg/cm2min以下。
(6).精度高，保证加工精度为0.07-0.14。
本发明可广泛应用于以低碳钢、硅锰钢为坯件的各种工业搪瓷制品，尤其是以27SiMn钢为坯件的工业搪瓷制品。
实施例取如下组成(重量%)的原料萤石6.66，长石25.28，硝酸钠6.24，氧化锰1.05，氧化钴1.05，硼砂25.77，石英22.77，纯碱8.91，硅氟化钠1.59。称量准确并充分混匀后，加入熔炉中，在1200-1300℃的温度下熔制成第一种底釉熔块。其化学组成(重量%)为SiO251.0，Ai2O36.0，Na2SiF62.0，CaF27.0，B2O312.0，MnO21.0，CoO2.0，R2O19.0，R表示一价碱金属。
取如下组成(重量%)的原料萤石4.40，长石13.80，硝酸钠5.10，氧化铜1.20，氧化铁1.50，氧化钴1.50，氧化锰3.90，纯碱5.50，硼砂40.30，石英22.80。称量准确并充分混匀后，加入熔炉中，在1200-1300℃的温度下熔制成第二种底釉熔块。其化学组成(重量%)为SiO244.00，Ai2O33.50，CaF25.00，MnO24.00，B2O320.00，Fe2O32.00，CuO1.70，CoO1.80，R2O18.00，R表示一价碱金属。
取第一种底釉熔块和第二种底釉熔块以60∶40的比例配合，配合后熔块的化学组成(重量%)为SiO248.20，Ai2O35.00，CoO1.92，CuO0.68，MnO22.20，B2O315.20，CaF26.20，Fe2O30.80，NaSiF61.20，R2O18.60，R表示一价碱金属。引入磨加物(100份釉块中的份数)亚硝酸钠0.15，三氧化二铝3，硼砂0.8，纯碱0.3，冰晶0.2，石英粉17，粘土5，水45。经研磨制成底釉浆，其磨细度是0.1-0.3g/140目，使用时容重在420-425g/250ml，停留度在0.03-0.04g/cm2。
取如下组成(重量%)的原料长石12.69，硼砂9.28，硝酸钠4.13，氧化钛5.88，氧化镐0.83，碳酸锂7.28，氧化钴0.93，碳酸钙2.27，氧化锰0.52，硅氟化钠1.27，纯碱9.20，石英45.72。称量准确并充分混匀后，加入熔炉中，在1300-1400℃的温度下，熔制成第一种面釉熔块，其化学组成(重量%)为SiO265.00，Ai2O32.86，Li2O3.53，CoO1.00，MnO20.41，Na2O10.27，B2O34.07，CaO1.50，TiO27.10，K2O1.76，ZrO21.00，Na2SiF61.50。
取如下组成(重量%)的原料长石47.07，硼砂7.14，硝酸钠1.57，碳酸钙3.19，碳酸锂8.60，硅氟化钠1.76，氧化钛1.72，氧化锆0.86，氧化钴1.44，氧化锰1.62，石英25.03。称量准确并充分混钧后，加入熔炉中，在1300-1400℃的温度下熔制成第二种面釉熔块。其化学组成(重量%)为SiO264.00，Ai2O310.00，Na2O3.58，MnO21.50，B2O33.00Li2O4.00，TiO22.00，K2O5.42，CoO1.50，CaO2.00，ZrO21.00，Na2SiF62.00。
取第一种面釉熔块(或第二种面釉熔块)，研磨成面釉浆，其磨细度是0.1-0.3g/140目，使用时容重在425-430g/250ml，停留度在0.035-0.05g/cm2。
调配好底釉、面釉浆后，取一个液压支柱缸体的27SiMn钢坯件。首先对坯件进行生烧(650-700℃)、喷砂、清理、检验的搪前处理;然后使坯件直立，将一个带有传动杆的弹性皮球(皮球的大小与坯件内径相一致)放入坯件内，用传动杆提起皮球至离坯件上端少量距离，从上面灌入一定量的底釉浆，让皮球匀速下滑，坯件内均匀的布上釉浆，使釉浆垂直向下流动到停留为止，轻拿轻放送进烘干室烘干，移入搪烧炉在880-910℃的温度下，搪烧8-15分钟，取出检查修补合格;用涂搪底釉浆相同的方法涂搪面釉浆，移入搪烧炉内，在860-900℃的温度下搪烧7-10分钟，取出检查修补后，再重复一次面釉浆的涂搪，烘干、烧成、检查修补;最后用研磨机加清水将瓷面研磨到图纸所要求的精度后，再放入搪烧炉内，在860-900℃的温度下搪烧7-10分钟，即得到一个内壁有搪瓷的液压支柱缸体。其保证加工精度0.07-0.14mm，粗糙度Ra为0.40-0.100。
权利要求
1.一种搪瓷制造工艺，包括搪前处理，涂搪底釉浆，烘干，烧成以及涂搪面釉浆，烘干，烧成，本发明的特征在于首先对坯件进行搪前处理，然后用浸渍垂流涂搪法或浇注垂流涂搪法涂搪底釉浆，经烘干，烧成后，再用浸渍垂流涂搪法或浇注垂流涂搪法涂搪面釉浆，经烘干，烧成后，再重复一次涂搪面釉浆，烘干，烧成，最后用研磨机将瓷面磨平到图纸规定的精度要求，再烧成成品。
2.按照权利要求1所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的浸渍垂流涂搪法是将坯件全部浸入釉浆中，用夹具将坯件垂直提出，待釉浆停留为止。
3.按照权利要求1所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的浇注垂流涂搪法是用在管状坯件的内壁，涂搪时使坯件直立，将一个带有传动杆的弹性球体或活塞放入坯件内，用传动杆提起至离上端少量距离，从上面灌入一定量的釉浆，让球体或活塞匀速下滑，坯件内均匀的布上釉浆，使釉浆垂直向下流动到停留为止。
4.按照权利要求1所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的底釉浆是由底釉熔块引入磨加物研磨而成，底釉熔块的化学组成(重量%)为SiO244.5-58.4，Ai2O33.5-9.1，B2O311.5-19.0，R2O16.0-20.4，CaF24.5-11.8，Na2SiF60.5-3.5，CoO0.9-2.7，MnO20.8-5.5，CuO0.2-2.8，Fe2O30.3-3.5，磨加物的组成(100份釉块中的份数)为硼砂0.5-1.1，亚硝酸钠0-0.2，纯碱0.2-0.7，冰晶0.1-0.3，石英粉15.0-22.0，粘土4.5-8.0，三氧化二铝1.0-3.0。
5.按照权利要求4所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的底釉熔块是由二种、三种或四种化学组成及熔点不同的底釉熔块配合而成。
6.按照权利要求4或5所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的底釉熔块是由第一种底釉熔块和第二种底釉熔块以70∶30-50∶50的比例配合而成，第一种的化学组成(重量%)为SiO249.0-62.0，Ai2O35.0-10.0，B2O310.0-16.0，R2O18.0-21.0，R，表示一价碱金属。CaF26.0-13.0，Na2SiF61.0-5.0，CoO1.0-3.0，MnO20.7-5.0，第二种的化学组成(重量%)为SiO240.0-50.0Ai2O32.0-7.0，B2O315.0-22.0R2O14.0-19.0，CaF33.0-9.0，R，表示一价碱金属。CoO0.8-2.0，MnO21.0-6.0，CuO0.5-5.5，Fe2O31.0-7.0。
7.按照权利要求1所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的面釉浆是如下化学组成(重量%)的面釉熔快研磨而成，SiO262.0-69.0，Ai2O32.0-5.0，K2O0-3.0，Na2O6.0-11.0，B2O32.0-6.0，ZnO20.8-6.0，Na2SiF61.0-4.0，TiO25.0-9.0，Li2O0.5-5.0，CoO0.5-2.0，CaO0-3.0，MnO20.3-1.5。
8.按照权利要求1所述的搪瓷制造工艺，其特征是所说的面釉浆是如下化学组成(重量%)的面釉熔块研磨而成，SiO263.0-68.0，Ai2O39.0-13.0，K2O2.0-7.0，Na2O3.0-8.0，B2O31.0-5.0，ZrO20.5-5.5，Na2SiF61.0-6.0，TiO21.0-6.0，Li2O1.5-6.5，P2O50-1.5，CaO1.0-5.0，CoO0.6-2.7，MnO20-3.0。
全文摘要
本发明公开了一种可用于以硅锰钢为坯件的搪瓷制造工艺。工艺中采用了新的底釉和面釉配方；浸渍或浇注垂流涂搪方法；并采用研磨机对烧成后的瓷面进行研磨，最后再予以烧成。采用本发明生产的搪瓷制件具有良好的耐酸碱性和耐磨性以及较高的精度，瓷釉和钢坯之间有很好的密着性，可广泛应用以硅锰钢和低碳钢为制件的各种工业搪瓷制品。
文档编号C30B29/06GK1037933SQ89102980
公开日1989年12月13日 申请日期1989年4月28日 优先权日1988年4月28日
发明者陈干民, 刘绪亮, 黄柏炎 申请人:西安人民搪瓷厂