應力爆瓷主要是由于瓷層和金屬坯體的熱膨脹系數(shù)存在巨大的差異而引起的。在大多數(shù)情況下,金屬坯體的熱膨脹系數(shù)大于瓷層的熱膨脹系數(shù),這就意味著在常溫下瓷層總是存在著殘余的應力。殘余應力受熱膨脹系數(shù)差、溫度、釉層厚度、基材厚度等因素的影響。搪玻璃設備熱殘余應力進行了理論計算。瓷層的壓應力足夠大時,瓷層將會出現(xiàn)剝落。
所以在設計瓷釉時,應使瓷釉的熱膨脹系數(shù)盡量接近基體的熱膨脹系數(shù),同時提高基體與瓷層間的密著力,搪瓷的密著性與瓷釉潤濕金屬的能力直接有關。瓷釉熔體及釉漿對金屬的潤濕性愈強,愈有利于噴涂和燒成時界面的相互吸引,加速化學反應形成化學鍵,增強密著。另外瓷層通常是不均勻的,普遍含有夾雜物,這是涂搪過程的特征,由于釉漿由熔塊磨加物和搪加物等混合而成,而且終燒成受時間的限制,這就阻礙玻璃體的完全均化。一般地說,這些外加粒子和氣泡是產生應力的原因,也是瓷層裂紋的先驅,即使搪瓷的強度降低,又會導致各種缺陷。
鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴散、聚集和溢出引起的。據國外測定,鱗爆時,由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達11MPa。搪瓷設備金屬基體在燒成時,鋼材處于奧式體狀態(tài),對氫有極大的溶解度,它可吸收在燒成過程中產生的大量氫。
基體材料不合格
為了降低成本,有些廠家胚體采用Q235鋼代用,直接導致鋼材中的碳、硫在搪燒過程氣化,使搪瓷層與基體間、搪瓷層內部形成大量氣泡,導致搪瓷結合強度降低。搪瓷層遇冷熱急變,極易爆瓷。所以搪瓷釜選用含碳、硫低的鋼材做胚體能防止爆瓷。