磁力反應(yīng)釜爆瓷機(jī)理分析

　　磁力反應(yīng)釜爆瓷主要可分為兩種形式，一種是由氫引起的所謂鱗爆現(xiàn)象，另一種則是由力學(xué)原因引起的磁力反應(yīng)釜應(yīng)力爆瓷。這兩種爆瓷現(xiàn)象可能同時(shí)發(fā)生，也可能單獨(dú)發(fā)生。引起磁力反應(yīng)釜鱗爆的因素很多，包括鋼坯的表面及內(nèi)部質(zhì)量，瓷釉的成分及均勻度，以及搪燒工藝，如脫脂硫酸濃度，酸洗時(shí)間，搪燒的溫度及時(shí)間。此外鱗爆現(xiàn)象受季節(jié)性影響十分強(qiáng)。

　　磁力反應(yīng)釜鱗爆的形成主要是由鋼板中氫的吸收、擴(kuò)散、聚集和溢出引起的。據(jù)國(guó)外測(cè)定，鱗爆時(shí)，由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達(dá)11MPa。搪瓷磁力反應(yīng)釜設(shè)備金屬基體在燒成時(shí)，鋼材處于奧式體狀態(tài)，對(duì)氫有極大的溶解度，它可吸收在燒成過(guò)程中產(chǎn)生的大量氫。鋼材在冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生奧式體向鐵素體的相變，金屬基體溶解氫的能力大幅度下降，從鋼材中析出的氫聚集在鋼坯與搪瓷層交界處和鋼材內(nèi)部的缺陷部位上，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，氫的濃度越來(lái)越高，壓力越來(lái)越大，當(dāng)壓力超過(guò)瓷層的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，瓷層就會(huì)產(chǎn)生鱗爆，從鱗爆過(guò)程的分析可知，搪瓷用鋼板的組織狀態(tài)是決定爆瓷是否發(fā)生的內(nèi)因，外界因素只起促進(jìn)內(nèi)因發(fā)生變化的作用，這些組織有宏觀組織，如氣泡、縮孔、裂紋等，有顯微組織，如晶粒度，滲碳體的形狀、大小、分布等。搪瓷設(shè)備的腐蝕破壞，大部分是由于在焊縫表面上瓷釉層有不同程度的鱗爆脫瓷引起的，因?yàn)楹缚p金屬的金相組織為鐵素體和珠光體。焊接處有氣泡、縮孔、裂紋等缺陷，對(duì)氫有強(qiáng)烈的吸收作用。所以應(yīng)盡量避免對(duì)坯體進(jìn)行熱加工。

　　磁力反應(yīng)釜要防止鱗爆的產(chǎn)生，還必須減少氫的來(lái)源，或者給氫提供一個(gè)聚集的空間。在高溫800～900 ℃搪燒時(shí)，瓷釉內(nèi)的水與金屬Fe 發(fā)生下列反應(yīng):Fe + H2O →FeO + 2H這對(duì)鋼坯的含氫量影響很大，這是鋼板析氫最為嚴(yán)重的因素，因此，在產(chǎn)品燒成時(shí)，一定要盡可能地減少瓷釉中水分的含量和鋼坯表面吸附的水分，以及燒成環(huán)境中的水分，從而減少氫的產(chǎn)生。應(yīng)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(yīng)力。殘余應(yīng)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。瓷層的壓應(yīng)力足夠大時(shí)，瓷層將會(huì)出現(xiàn)剝落。所以在設(shè)計(jì)瓷釉時(shí)，應(yīng)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(shí)提高基體與瓷層間的密著力，搪瓷的密著性與瓷釉潤(rùn)濕金屬的能力直接有關(guān)。瓷釉熔體及釉漿對(duì)金屬的潤(rùn)濕性愈強(qiáng)，愈有利于噴涂和燒成時(shí)界面的相互吸引，加速化學(xué)反應(yīng)形成化學(xué)鍵，增強(qiáng)密著。

　　磁力反應(yīng)釜另外瓷層通常是不均勻的，普遍含有夾雜物，這是涂搪過(guò)程的特征，由于釉漿由熔塊磨加物和搪加物等混合而成，而且最終燒成受時(shí)間的限制，這就阻礙玻璃體的完全均化。一般地說(shuō)，這些外加粒子和氣泡是產(chǎn)生應(yīng)力的原因，也是瓷層裂紋的先驅(qū)，既使搪瓷的強(qiáng)度降低，又會(huì)導(dǎo)致各種缺陷。