搪玻璃水槽的生产工艺研究

邓建华，彭 涛，徐义唯，刘森林

(蚌埠化工机械制造有限公司，蚌埠 233000)

近年来随着国家倡议从中国制造到中国创造。各行各业都在加强管理，提质增效。在实验室为了减少不必要的浪费也将不锈钢酸碱槽改为搪玻璃水槽。因为搪玻璃酸碱槽耐用寿命是现在已知材料中最长的，又不影响实验结果，因此是实验室的首选，是做强酸、强碱化学实验必备器具。

1 材料选择

选择上海宝钢1 mm厚搪瓷专用钢板。它含碳量低，既保证机械强度、力学性能，又保证化学成分满足要求。

1.1 钢板化学五元素含量

1)碳：碳的含量多少决定材料可涂搪性和机械加工性能，含碳量必须小于0.1%。钢板中较低的含碳量可以增加钢板的塑性和韧性，也提高材料可焊接性能和可涂搪性能。也就是碳的多少影响着表面的光洁和美观。因为碳的存在，在产品多次的高温烧成过程中会产生大量的气体，使瓷层表面产生针孔，多的话还能产生鱼鳞状剥落。钢板中碳含量越高，搪烧过程中产生的有害气体越多，对产品质量的危害性越大。因此在搪瓷钢板中必须要对碳的含量进行控制。

2)硅：硅能增强钢的强度和膨胀系数，但是降低了钢的韧性和延展性，过高的硅含量会降低瓷层与钢板之间的密着。因此硅含量必须控制在一定的范围内，一般要求硅含量在0.01%～0.04%之间。

3)锰：锰能增强钢板韧性和延展性，锰的好处在于能够与钢板中的硫结合形成硫化锰，消除有害气体二氧化硫气体的产生。锰含量一般要求在0.25%～0.45%之间。

1.2 钢板力学性能

搪瓷钢板要求抗拉强度275～412 MPa，屈服强度98～284 MPa。

2 搪玻璃水槽的生产

2.1 焊接成型

使用焊条电弧焊或二氧化碳气体保护焊，焊后成型如图1(长400 mm ×宽320 mm ×高100 mm)。为了加强酸碱槽强度，笔者对上沿进行了翻边处理，在焊接完成后，用角向磨光机对焊缝进行修磨，使得焊缝表面平滑光洁。

2.2 搪瓷烧结

使用箱式电阻炉来进行烧成，这样方便精确控制炉温，优化搪瓷烧成环境。

1)酸洗过程

修磨后的酸碱槽经脱脂(为了脱油脂)——酸洗(为了除锈)——清洗(清除附着的酸)——碱中和——烘干——检查。

2)底釉的烧成

文中使用上海瓷釉厂耐酸底釉，经球磨机磨成水糊状粗细达要求后，用压缩空气经喷枪均匀地喷涂在产品上，烘干后进炉烧结(温度920～960 ℃)，烧好后炉外冷却至室温。再使用上海瓷釉厂耐酸面釉经球磨机磨成粗细达要求后，均匀地喷涂在有底釉产品上烘干，进炉烧结(温度900～940 ℃)，烧好后炉外冷却至室温，进行第二遍面釉喷涂和烧成。

3)检查

两天后，场里通知我到总场会议室去。那个时期，像我这样的人从不“乱说乱动”，习惯了叫干啥从不问究竟。我到总场会议室后被安排在门外等候，不一会听见里面叫我。刚跨进门，就听见坐在中间的王部长对我大声说：“我和你们党委研究过了，现在决定解放你。”我恍若梦中，一时没明白过来。只听王部长又当着满会议室的干部对我大声说：海外关系要划清思想界限，要好好学习，提高思想觉悟，我们党要发展生产造福人民，红星的畜牧业要大发展，要用人！现在你坐下来一起开会。

通过一遍底釉和二遍面釉的产品，经过高压电火花仪进行检查，不打火为合格品，打火为不合格。

3 问题分析

面釉烧成之后，用高压电火花仪进行检测，发现部分产品总是在焊接处存在打火现象，而其余地方却没有缺陷，打磨多个成品缺陷处，发现都是焊缝处存在焊接质量问题导致。主要问题是焊缝中存在夹渣和气孔，当焊缝中含有夹渣和气孔，进入炉内高温烧结时，夹渣就会产生气体(因为夹渣的主要成份是碳)，气孔内含有空气，进入炉内高温烧结时，气孔内的空气受热膨胀，当气体膨胀的压力大于釉面阻力时，就会冲破瓷面使表面产生缺陷，进而造成产品的不合格。

由于制作酸碱槽采用的是1 mm厚度的冷轧薄板，当面釉烧结完成后，进行高压电火花仪检测时，缺陷处就会被高电压打火击穿。这样产品就不合格，被击穿的不合格产品也没有什么修补价值。因为修补不一定使产品合格，而且修补费工费时，比重新做一只费用还要高，只要存在缺陷就只能是废品。因此要提高产品的成品率，只能在焊接工艺上采取新的方法来提高焊缝的质量。

4 整改措施

4.1 钢板含碳量

由于钢板其它位置没有产生缺陷，因此由钢板含碳量及其它原因产生气孔排除在外。

4.2 针对夹渣现象

使用电焊条电弧焊，容易产生夹渣，再加上冷轧薄板只有1 mm,因此对施焊的技术工人的技术要求较高。二氧化碳气体保护焊，由于二氧化碳的冷却作用，焊接处硬度较高，而焊缝又在圆弧处，瓷层附着力差，容易爆瓷产生缺陷。因此笔者采用铁丝氧气焊，而且铁丝是从母材钢板上剪下来的，这样能够保证材料一样，也能有效克服夹渣现象。

4.3 针对气孔现象

笔者在焊接完成时，趁热对焊缝处进行连续锤击，这相当于对焊缝处进行热锻，这样能够有效消除焊缝中的气孔和缩松组织。

通过以上针对焊接工艺的整改措施后，再生产时要严格按技术工艺文件执行，避免上述缺陷的出现。后续生产的酸碱槽的成品，全部都能达到质量要求，顺利完工。成品如图2所示。

5 结 论

搪玻璃酸碱槽生产过程复杂，原材料众多，生产过程不像机械加工那样可以严格把控，生产过程都是工人手工操作，随意性太大，环境对产品质量的影响也较大。一但出现质量事故，查找原因相当困难。因此要关注以下几点。

a.要对投入生产的钢板进行分析，主要是五大化学元素以及力学性能。

b.焊接过程要严把质量关，严格按照焊接工艺文件执行，要让好的技术工人进行焊接操作。焊丝一定要用母材上剪下。

c.酸洗过程一定要控制温度和时间，才能保证去脂和去锈。

d.瓷釉进厂要进行先试验，再试生产、生产。发现问题及时停止生产，查找原因避免损失扩大。

e.生产环境一定要洁净，空气中灰尘影响瓷面的表面质量，使瓷表面没有光泽。

耐酸碱槽生产过程要一丝不苟，严格执行生产的工艺文件，这样才能做出合格产品。一旦以上工序有一步把关不严，都会使产品产生缺陷，这不仅浪费了原材料，也浪费了时间，损失太大。所以我们做每一件事都要一丝不苟，认真负责才能获得好的预期结果。