一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉制造技術

一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，其特征在于：所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉內摻有鐵鋁合金粉，鐵鋁合金粉的摻入量的質量比為10%-90%，鐵鋁合金粉的鋁含量的質量比為5%-65%，鐵鋁合金的相組成必須包含Fe3Al、FeAl、Fe2Al5和FeAl3中的至少一種；鐵鋁合金粉的顆粒大小為0.1-50μm。本發明專利技術的優點：本發明專利技術所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，解決了不銹鋼上難以熔燒普通玻璃搪瓷的難題，并可按現有的各種玻璃搪瓷工藝進行。同時所用鐵鋁合金粉等原料綠色環保、來源廣泛、價格低廉，因而成本較低，適于規模化應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及玻璃搪瓷涂層和封接
，特別涉及了一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉。
技術介紹
在制藥、食品加工以及化工領域通常使用大量的反應釜，其材質多為搪瓷鋼和不銹鋼。由于搪瓷器皿的耐溫性較低和缺陷敏感性較高，在對反應釜的穩定性要求更高的場合常使用不銹鋼反應釜。比如制藥和食品加工領域，要求反應釜具有更佳的抗腐蝕品質，否則反應釜內壁的腐蝕不僅影響其壽命，更重要的是將導致藥品污染和引起食品安全問題。 盡管不銹鋼具有一定的耐蝕性，但其致命的弱點，即氯離子點蝕和晶間腐蝕敏感性致使反應釜實際壽命大減。近年的報導顯示，國內某廠草甘膦生產用的304不銹鋼反應釜使用不到2個月即發生嚴重腐蝕，導致停產維修[參見文獻陳東升，連洲洋，魏無際，周永璋，草甘麟生產用不銹鋼反應釜腐蝕的顯微分析，腐蝕與防護，32，548 (2011)]。采用玻璃搪瓷技術，則可以有效抑制不銹鋼的氯離子點蝕和晶間腐蝕敏感性問題，從而大幅提高不銹鋼反應釜的耐蝕性。然而通常的搪瓷涂層難以附著于常用的奧氏體不銹鋼基體，在燒制后的冷卻過程中，幾乎全部脫落。目前這是一個國內外該領域內研究者們廣為關注的問題[參見文獻Bianca Heid, Giinther Heinz Frischat, Peter Hellmoldj Silicate enamels for stainless steel,XXI International EnamellersCo ngress，Shanghai, China, May, 2008; Peng Liuj Lianqi Weij ShufengYej Haiwei Xuj Yunfa Chen, Protecting stainless steel by glass coatingduring slab reheating, Surf. Coat. Technol.，205，3582(2011)]。問題的根源在于，奧氏體不銹鋼與普通搪瓷釉無論在熱匹配和化學相容性上都存在嚴重不足。這是因為在熱膨脹系數方面，前者約18X10_6/°C， 后者往往〈10X 10_6/°C (通常耐酸性越好，熱膨脹系數越小)，而者存在顯著的差異，因而冷卻過程中將產生巨大的熱應力；在化學相容性方面，由于高溫搪燒過程中不銹鋼表面易氧化形成氧化鉻膜，而搪瓷與氧化鉻的侵潤性較差，因而附著力較低。這兩種因素共同作用導致在不銹鋼上熔燒密著力高且具有一定厚度的搪瓷難度較大。有研究者試圖從提高不銹鋼表面粗糙度及預氧化等表面處理的方法來改善搪瓷的附著性，但改善的程度有限，尚不足以達到工業要求[參見文獻F. S. Shieu, M. J. Deng, K. C. Lin, J. C. Wong, Effect of surfacepretreatments on the adherence of porcelain enamel to a type 316Lstainless steel, Journal of Materials Science, 34，5265 (1999)]。也有研究者從煉制高熱膨脹系數的搪瓷釉料的角度來力圖解決這一問題，盡管獲得了部分成功，卻往往遇到其他嚴重的問題，如搪瓷耐酸性的降低和成本的顯著增加，導致其難以獲得廣泛的工業化應用。除了玻璃搪瓷工業，在不銹鋼的玻璃封接領域同樣存在封接玻璃與不銹鋼因上述原因而不匹配的問題。盡管采用低熔點的鉛玻璃可以獲得與不銹鋼較好的熱匹配性，但鉛為有毒重金屬，會嚴重污染環境[王俊，何峰，鄧大偉，譚明華，鉍酸鹽玻璃與不銹鋼的潤濕性研究，武漢理工大學學報，32，60 (2010)]。因而，在玻璃搪瓷和封接
，適用于不銹鋼特別是奧氏體不銹鋼的低成本玻璃搪瓷配方，目前仍為工業界所急需。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決當前普通玻璃搪瓷與不銹鋼熱匹配和界面相容性差而脫落的問題，實現在各種不銹鋼上熔燒普通玻璃搪瓷的工藝，特提供了一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉。本專利技術提供了一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，其特征在于所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉內摻有鐵鋁合金粉，鐵鋁合金粉的摻入量的質量比為10%-90%，鐵鋁合金粉的鋁含量的質量比為5%-65%，鐵鋁合金的相組成必須包含Fe3Al、FeAl、Fe2Al5和FeAl3中的至少一種；鐵鋁合金粉的顆粒大小為O. 1-50 μ m，鐵鋁合金粉能作為玻璃搪瓷粉的磨加物摻入共磨，也能單獨磨細然后摻入磨好的玻璃搪瓷粉中。為改善釉層強度，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中進一步摻入質量分數為5%_30% 的剛玉粉，剛玉粉粒度為O. 5-20 μ m,直接摻入使用。為改善釉層耐酸性，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中摻入質量分數為5%_30%的石英粉，作為面層使用，石英粉粒度為O. 5-20 μ m。為改善外觀，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中摻入質量分數為5%_20%無機顏料， 作為面層使用，顏料包括氧化鉻、氧化鈷、鈦白粉或氧化鐵，粒度為O. 5-20 μ m。本專利技術通過在普通不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉內添加鐵鋁合金粉，利用鐵鋁合金高熱膨脹系數和高活性的特性，解決了普通玻璃搪瓷與不銹鋼熱匹配和界面相容性差而脫落的問題，實現了在各種不銹鋼上熔燒普通玻璃搪瓷的工藝。本專利技術的優點本專利技術所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，解決了不銹鋼上難以熔燒普通玻璃搪瓷的難題，并可按現有的各種玻璃搪瓷工藝進行。同時所用鐵鋁合金粉等原料綠色環保、來源廣泛、價格低廉，因而成本較低，適于規模化應用。具體實施方式實施例I本實施例提供了一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，以普通硅酸鹽玻璃搪瓷為例， 在該玻璃粉內摻入質量比15%的鐵鋁合金粉。鐵鋁合金粉的鋁含量為10%，顆粒大小約為 40 μ m。鐵鋁合金的相組成包含Fe3Al ;鐵鋁合金粉的顆粒大小為30 μ m,鐵鋁合金粉作為玻璃搪瓷粉的磨加物摻入共磨。為改善釉層強度，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中進一步摻入質量分數為5%的剛玉粉，剛玉粉粒度為10 μ m,直接摻入使用。為改善釉層耐酸性，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中摻入質量分數為5%的石英粉，作為面層使用，石英粉粒度為O. 5 μ m。為改善外觀，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中摻入質量分數為5%無機顏料，作為面層使用，顏料為氧化鉻，粒度為 ο μ m。經攪拌混合均勻后，采用噴、蘸或刷等方式涂于工件表面，以該玻璃搪瓷粉的熔燒工藝進行燒制，可以獲得抗剝落的涂層。涂層表面較平整，釉光明顯。與之比較，采用相同工藝，在未加入該合金粉的情況下，熔燒層在冷卻過程中則完全剝落。實施例2本實施例提供了一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，以普通硅酸鹽玻璃搪瓷為例，在該玻璃粉內摻入質量比50%的鐵鋁合金粉。鐵鋁合金粉的鋁含量為30%，顆粒大小約為20 μ m。鐵招合金的相組成包含Fe2Al5 ;鐵招合金粉的顆粒大小為40 μ m,鐵招合金粉能作為玻璃搪瓷粉的磨加物摻入共磨，也能單獨磨細然后摻入磨好的玻璃搪瓷粉中。為改善釉層強度，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中進一步摻入質量分數為20%的剛玉粉，剛玉粉粒度為10 μ m,直接摻入使用。為改善釉層耐酸性，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中摻入質量分數為20%的石英粉，作為面層使用，石英粉粒度為15 μ m。為改善外觀，在不銹鋼用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，其特征在于：所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉內摻有鐵鋁合金粉，鐵鋁合金粉的摻入量的質量比為10%?90%，鐵鋁合金粉的鋁含量的質量比為5%?65%，鐵鋁合金的相組成必須包含Fe3Al、FeAl、Fe2Al5和FeAl3中的至少一種；鐵鋁合金粉的顆粒大小為0.1?50μm。

【技術特征摘要】
1.一種不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，其特征在于所述的不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉內摻有鐵鋁合金粉，鐵鋁合金粉的摻入量的質量比為10%-90%，鐵鋁合金粉的鋁含量的質量比為5%-65%，鐵鋁合金的相組成必須包含Fe3Al、FeAUFe2Al5和FeAl3中的至少一種；鐵鋁合金粉的顆粒大小為O. 1-50 μ m。2.按照權利要求I所述不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉，其特征在于為改善釉層強度，在不銹鋼用低成本玻璃搪瓷粉中進一步摻入質量分數為5%-30%的剛玉粉，剛...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈明禮，朱圣龍，王福會，
申請(專利權)人：中國科學院金屬研究所，
類型：發明
國別省市：