搪玻璃水槽的生產工藝研究

鄧建華，彭 濤，徐義唯，劉森林

(蚌埠化工機械制造有限公司，蚌埠 233000)

近年來隨著國家倡議從中國制造到中國創造。各行各業都在加強管理，提質增效。在實驗室為了減少不必要的浪費也將不銹鋼酸堿槽改為搪玻璃水槽。因為搪玻璃酸堿槽耐用壽命是現在已知材料中最長的，又不影響實驗結果，因此是實驗室的首選，是做強酸、強堿化學實驗必備器具。

1 材料選擇

選擇上海寶鋼1 mm厚搪瓷專用鋼板。它含碳量低，既保證機械強度、力學性能，又保證化學成分滿足要求。

1.1 鋼板化學五元素含量

1)碳：碳的含量多少決定材料可涂搪性和機械加工性能，含碳量必須小于0.1%。鋼板中較低的含碳量可以增加鋼板的塑性和韌性，也提高材料可焊接性能和可涂搪性能。也就是碳的多少影響著表面的光潔和美觀。因為碳的存在，在產品多次的高溫燒成過程中會產生大量的氣體，使瓷層表面產生針孔，多的話還能產生魚鱗狀剝落。鋼板中碳含量越高，搪燒過程中產生的有害氣體越多，對產品質量的危害性越大。因此在搪瓷鋼板中必須要對碳的含量進行控制。

2)硅：硅能增強鋼的強度和膨脹系數，但是降低了鋼的韌性和延展性，過高的硅含量會降低瓷層與鋼板之間的密著。因此硅含量必須控制在一定的范圍內，一般要求硅含量在0.01%～0.04%之間。

3)錳：錳能增強鋼板韌性和延展性，錳的好處在于能夠與鋼板中的硫結合形成硫化錳，消除有害氣體二氧化硫氣體的產生。錳含量一般要求在0.25%～0.45%之間。

1.2 鋼板力學性能

搪瓷鋼板要求抗拉強度275～412 MPa，屈服強度98～284 MPa。

2 搪玻璃水槽的生產

2.1 焊接成型

使用焊條電弧焊或二氧化碳氣體保護焊，焊后成型如圖1(長400 mm ×寬320 mm ×高100 mm)。為了加強酸堿槽強度，筆者對上沿進行了翻邊處理，在焊接完成后，用角向磨光機對焊縫進行修磨，使得焊縫表面平滑光潔。

2.2 搪瓷燒結

使用箱式電阻爐來進行燒成，這樣方便精確控制爐溫，優化搪瓷燒成環境。

1)酸洗過程

修磨后的酸堿槽經脫脂(為了脫油脂)——酸洗(為了除銹)——清洗(清除附著的酸)——堿中和——烘干——檢查。

2)底釉的燒成

文中使用上海瓷釉廠耐酸底釉，經球磨機磨成水糊狀粗細達要求后，用壓縮空氣經噴槍均勻地噴涂在產品上，烘干后進爐燒結(溫度920～960 ℃)，燒好后爐外冷卻至室溫。再使用上海瓷釉廠耐酸面釉經球磨機磨成粗細達要求后，均勻地噴涂在有底釉產品上烘干，進爐燒結(溫度900～940 ℃)，燒好后爐外冷卻至室溫，進行第二遍面釉噴涂和燒成。

3)檢查

兩天后，場里通知我到總場會議室去。那個時期，像我這樣的人從不“亂說亂動”，習慣了叫干啥從不問究竟。我到總場會議室后被安排在門外等候，不一會聽見里面叫我。剛跨進門，就聽見坐在中間的王部長對我大聲說：“我和你們黨委研究過了，現在決定解放你。”我恍若夢中，一時沒明白過來。只聽王部長又當著滿會議室的干部對我大聲說：海外關系要劃清思想界限，要好好學習，提高思想覺悟，我們黨要發展生產造福人民，紅星的畜牧業要大發展，要用人！現在你坐下來一起開會。

通過一遍底釉和二遍面釉的產品，經過高壓電火花儀進行檢查，不打火為合格品，打火為不合格。

3 問題分析

面釉燒成之后，用高壓電火花儀進行檢測，發現部分產品總是在焊接處存在打火現象，而其余地方卻沒有缺陷，打磨多個成品缺陷處，發現都是焊縫處存在焊接質量問題導致。主要問題是焊縫中存在夾渣和氣孔，當焊縫中含有夾渣和氣孔，進入爐內高溫燒結時，夾渣就會產生氣體(因為夾渣的主要成份是碳)，氣孔內含有空氣，進入爐內高溫燒結時，氣孔內的空氣受熱膨脹，當氣體膨脹的壓力大于釉面阻力時，就會沖破瓷面使表面產生缺陷，進而造成產品的不合格。

由于制作酸堿槽采用的是1 mm厚度的冷軋薄板，當面釉燒結完成后，進行高壓電火花儀檢測時，缺陷處就會被高電壓打火擊穿。這樣產品就不合格，被擊穿的不合格產品也沒有什么修補價值。因為修補不一定使產品合格，而且修補費工費時，比重新做一只費用還要高，只要存在缺陷就只能是廢品。因此要提高產品的成品率，只能在焊接工藝上采取新的方法來提高焊縫的質量。

4 整改措施

4.1 鋼板含碳量

由于鋼板其它位置沒有產生缺陷，因此由鋼板含碳量及其它原因產生氣孔排除在外。

4.2 針對夾渣現象

使用電焊條電弧焊，容易產生夾渣，再加上冷軋薄板只有1 mm,因此對施焊的技術工人的技術要求較高。二氧化碳氣體保護焊，由于二氧化碳的冷卻作用，焊接處硬度較高，而焊縫又在圓弧處，瓷層附著力差，容易爆瓷產生缺陷。因此筆者采用鐵絲氧氣焊，而且鐵絲是從母材鋼板上剪下來的，這樣能夠保證材料一樣，也能有效克服夾渣現象。

4.3 針對氣孔現象

筆者在焊接完成時，趁熱對焊縫處進行連續錘擊，這相當于對焊縫處進行熱鍛，這樣能夠有效消除焊縫中的氣孔和縮松組織。

通過以上針對焊接工藝的整改措施后，再生產時要嚴格按技術工藝文件執行，避免上述缺陷的出現。后續生產的酸堿槽的成品，全部都能達到質量要求，順利完工。成品如圖2所示。

5 結 論

搪玻璃酸堿槽生產過程復雜，原材料眾多，生產過程不像機械加工那樣可以嚴格把控，生產過程都是工人手工操作，隨意性太大，環境對產品質量的影響也較大。一但出現質量事故，查找原因相當困難。因此要關注以下幾點。

a.要對投入生產的鋼板進行分析，主要是五大化學元素以及力學性能。

b.焊接過程要嚴把質量關，嚴格按照焊接工藝文件執行，要讓好的技術工人進行焊接操作。焊絲一定要用母材上剪下。

c.酸洗過程一定要控制溫度和時間，才能保證去脂和去銹。

d.瓷釉進廠要進行先試驗，再試生產、生產。發現問題及時停止生產，查找原因避免損失擴大。

e.生產環境一定要潔凈，空氣中灰塵影響瓷面的表面質量，使瓷表面沒有光澤。

耐酸堿槽生產過程要一絲不茍，嚴格執行生產的工藝文件，這樣才能做出合格產品。一旦以上工序有一步把關不嚴，都會使產品產生缺陷，這不僅浪費了原材料，也浪費了時間，損失太大。所以我們做每一件事都要一絲不茍，認真負責才能獲得好的預期結果。