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铸铁亚光一次搪制品盐雾试验可达300小时的方法探讨
更新时间:2020-08-19    |     来源:中国万博体育manbetx地址工业协会

                                                                     闫学亮


                                                                 摘要

                本文从铸造工艺和万博体育manbetx地址工艺两方面入手,探讨了提高铸铁亚光一次搪制品耐盐雾

         侵蚀的方法,从而发现要想把制品耐盐雾侵蚀无锈蚀的时间从72小时大幅提高到300

         小时,必须由铸造和万博体育manbetx地址双管齐下,且万博体育manbetx地址方面还需要瓷釉制造与万博体育manbetx地址制品制造互相

         配合,才能达到目的。

国内生产的铸铁亚光一次搪制品大部分是煤气灶的炉架和烧烤炉中的烤网或烤盘,因其直接接触炊具溢出的汤汁或被烤的各种食材及调味料,受含盐液体侵蚀在所难免,因此盐雾试验是此类产品的一项重要检验科目。目前在万博体育manbetx地址行业对盐雾试验没有统一标准,一般产品的要求是盐雾试验经48小时无锈蚀,再高一等的是72小时,很多企业对达到72小时已经比较勉强。近年来我公司接到欧洲订单,盐雾试验的标准又提高到了300小时无锈蚀,引发了一场艰难的技术攻关大战。经过多次试验发现,在我们万博体育manbetx地址厂仅仅改变搪烧工艺,无论如何也拿不下300小时这个山头。只有组成毛坯铸造、瓷釉研制和万博体育manbetx地址加工三位一体的攻关团队,才有可能取得胜利。

一.铸造

1.铸铁成分

多种万博体育manbetx地址专业文献都有万博体育manbetx地址用铸铁主要成分及含量的介绍:

表1. 万博体育manbetx地址用铸铁的主要成分(%)

数据来源

中国万博体育manbetx地址手册

3.5-3.7

2.4-2.8

0.5-0.6

0.4-0.5

0.15

万博体育manbetx地址与搪玻璃

3.0-3.7

2.2-3.0

0.35-0.80

0-1.1

0-0.12

不同资料介绍的成分含量范围大同小异,生产中根据产品种类将含量控制在范围中哪一点至关重要,这是因为一种成分同样的含量对不同的造型、不同的壁厚的产品所起的作用可能截然不同。一次搪的薄壁烤板、细枝条烤网与彩色炖锅的铸铁成分含量就有较大差别:

表2. 不同产品所用铸铁的主要成分(%)

产品

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

经过多次试验证明上述黑色一次搪产品的成分范围有利于烤网的盐雾试验达到300小时无锈蚀。其中硫含量应尽量小一些,但也不能为零,硫含量过低会使烤网容易翘曲变形。

2.浇注时的铁水温度

铸件的很多种缺陷在前处理时可以修复,但不明显或隐藏在内部的小气孔、砂眼、冷隔,尤其是白口很容易漏检,从而造成一次搪产品瓷层气泡多,其中隐藏在瓷层内部的小气泡相当于减薄了瓷层厚度使产品耐盐雾侵蚀性能降低。这些缺陷与铸件浇注时的铁水温度有直接关联。

经过多次试验发现1380℃-1430℃是浇注一次搪产品铁坯的适宜铁水温度。

二.万博体育manbetx地址

1.瓷釉筛选

在万博体育manbetx地址行业为什么从没人要求对亮光万博体育manbetx地址产品做盐雾试验呢?这是因为亮光瓷层结构致密,盐雾几乎无法侵蚀到内部的铁,也就不会有锈迹。如果把万博体育manbetx地址亮光釉比作窗户上的玻璃,那么亚光釉就相当于窗纱,即亮光瓷层结构致密而亚光瓷层结构疏松。亚光瓷层实际上是半熟的瓷层,其瓷釉颗粒仅仅是烧结,瓷层内部空隙密布,表面凹凸不平,对外界光线几乎全散射。

要使结构疏松的亚光瓷层提高耐盐雾侵蚀的抵抗力方法有二:一是增加瓷层致密度,以抵抗盐雾的侵蚀。二是增加瓷层厚度,以延迟盐雾侵蚀的进展。事实上亚光产品随烧成温度升高或烧成时间延长,瓷釉颗粒烧结致密度增加,表面光泽度必然增高。而客户对亚光产品的光泽度有具体要求,因此方法一不可行。

目前市售一次搪亚光釉的瓷层厚度大多数只能达到约120±20μm,再增加厚度则气泡多发,盐雾试验效果更差。经过与瓷釉供应商联合攻关,已经研制出亚光一次搪专用瓷釉,其瓷层厚度可达240μm(最厚260μm)不会起泡,盐雾试验可达300小时无锈蚀。亚光一次搪专用瓷釉在熔制工艺方面有多项严格规定,以确保在一次搪产品烧成过程中保持良好的排气性,使铸铁产生的气体尽可能排出,从而减少瓷层中的针孔和气泡,使盐雾试验过程中盐雾难于侵蚀到铁表面。

2.铸件前处理

铸件必须经过仔细打磨和严格检验,保证进入生产线的铸件无白口,表面不得有毛刺、砂眼等缺陷。喷砂需要两次,第一次采用混合砂:钢砂(φ1.2):切丸(φ1.2):钢珠(φ1.0)=2:1:3,第二次只用钢珠(φ1.0)。喷砂后铸件表面粗糙度要达到220-270μin(见图1)

图1.铸件表面粗糙度的测量

表面粗糙度过低(手感光滑)成品密着差,粗糙度过高(摸起来感觉粘手)即铸铁表面高低不平,高处必然瓷层薄,盐雾试验时容易被侵蚀;低处必然瓷层厚,增加了出气泡的可能性,同样不利于盐雾试验。

前处理完毕的铸件应尽快进入搪烧工序,否则可能受潮生锈或受到粉尘、有机物污染,埋下瓷层产生针孔、气泡的隐患,导致盐雾试验不合格。

3.涂搪

亚光一次搪产品绝大多数是在联动生产线上涂搪、烘干、烧成一次完成。由于一条生产线要照顾到彩色亮光炊具等多种类型产品的不同工艺要求,生产线某些部分设计可能不是亚光一次搪产品需要的最佳条件。例如亚光一次搪产品有的需要两次浸搪一次烘干,有的需要一次浸搪加一次对特殊部位补充喷涂,还有的整体喷涂,所用工时较长,容易在烘干前产生锈斑。烧成时锈斑所含氧化铁过多熔入瓷层可能导致该处瓷层易烧损而影响盐雾试验的效果。为防止生锈需采取以下措施:磨制釉浆时适当加入防锈剂、涂搪各工序合理安排人员以加速运转,从开始涂搪到进入烘干炉所需时间不得超过4分钟,烘干炉內温度以180-240℃为宜。烘干要彻底,工件出炉温度约为45-50℃。

4烧成

烧成工艺无需大的修改,仅需注意以下二点:

烧成温度和时间以产品光泽度达到客户要求为标准;

工件烧成时摆放或吊挂要保证产品不翘曲变形,轻微变形者虽可整形,但敲击或按压都可能使瓷层产生裂纹,造成盐雾入侵的通道,故应尽量避免整形。

三.盐雾试验

盐雾试验分为连续盐雾试验和交变盐雾试验两种。欧洲公司要求采用B117方法为连续盐雾试验,G85方法为交变盐雾试验。

1. B117盐雾试验

测试条件:

a.盐水浓度:5% 氯化钠溶液

b.空气压力:1kg/cm2

c.机內环境温度:35℃

d.喷气温度:47℃

e.收集液的pH值:6.5-7.2

f.测试时间:300h

图2  用于B117测试的F-Y90型盐雾试验机

2. G85盐雾试验

测试条件:

a.盐水浓度:0.05%氯化钠溶液+0.35%硫酸铵溶液

b.喷雾1h,烘干1h,共测试300h

c.盐雾温度:24℃

    d.收集液的pH值:5.0-5.4

图3  用于G85测试的AK-Y150z盐雾试验机

亚光一次搪炉架在以上设备中测试,样品对比如下:

图4  盐雾试验结果对比

左边样品为攻关前96h测试件,锅支架处被锈蚀,右边样品为攻关后300h测试件,整体完好无损。连续与交变两种方法相比较,后者300小时无锈蚀比较容易一些。

四结论

经过对铸造和万博体育manbetx地址各项工艺多次改善后,铸铁亚光一次搪制品的盐雾试验已经能够稳定在300小时无锈蚀,受到欧美多家客商的认可。