熱水器內(nèi)膽搪瓷

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1、前　言現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)火焰筒表面通常涂覆高溫搪瓷涂層以改善其使用性能。高溫涂層在火焰筒表面,經(jīng)高溫熔燒后在火焰筒表面形成一層致密的耐高溫涂層。抗氧化性是高溫搪瓷的主性能,在使用溫度下,玻璃質(zhì)涂層處于高粘性狀態(tài),阻止氧化性的燃?xì)庀蚪饘俦砻鏀U(kuò)散,從而起到阻止金屬氧化和減少金屬表層合金元素貧化的作用。由于涂層在高溫高速高腐蝕性氣流中工作,涂層應(yīng)同時(shí)具備耐熱蝕性和耐磨蝕性,耐熱振性也很重要。涂層也有改善火焰筒應(yīng)力狀態(tài)和應(yīng)力分布,緩解熱振的效果[1～2]。某引進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)火焰筒的國產(chǎn)化后基體材料選用高溫合金GH3044,與外方材料的諸項(xiàng)理化性能

2、指標(biāo)相仿,高溫搪瓷由外方提供,用于防護(hù)在950～1000℃高溫下的燃燒室火焰筒,熔燒工藝亦由外方提供,必要的工藝試驗(yàn)將為火焰筒的工藝過程奠定基礎(chǔ),考慮到火焰筒允許熔燒的次數(shù)有限制,不宜直接用火焰筒做試驗(yàn),因此試驗(yàn)時(shí)選用試片。2　試　驗(yàn)火焰筒熔燒工藝流程如圖1所示。圖1　火焰筒高溫搪瓷熔燒流程圖表1　搪瓷的主要成分按外方工藝資料配制的搪瓷粘稠度為13～15s(等同于GB/T1723-93,噴嘴直徑為4mm,容積100ml的測量方法),靜置時(shí)效若干規(guī)定時(shí)間?；鹧嫱矅娚昂蟊仨氃谝?guī)定時(shí)間內(nèi)噴涂搪瓷,隨后,在室溫下干燥30min,然后放入

3、爐溫100～120℃爐中拱烤1h?；鹧嫱驳娜蹮郎囟葹?200～1220℃,熔燒時(shí)間為2～7min(決定于零件的外形尺寸),同時(shí)規(guī)定熔燒溫度不得低于1150℃。2.1　試驗(yàn)試樣試樣采用與火焰筒材料相同的高溫合金試片。2.2　試驗(yàn)設(shè)備PY-43型熔燒爐,功率60kW,爐內(nèi)空間是1200×800×600,內(nèi)置矽碳棒20個(gè)。2.3　實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果分析從積累經(jīng)驗(yàn)的角度出發(fā),在一些工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。一般地,除油、靜置時(shí)效、噴涂和干燥等工序按規(guī)范操作即可,現(xiàn)對(duì)噴砂砂粒的大小、搪瓷粘稠度、熔燒溫度和熔燒時(shí)間等參數(shù)的選擇對(duì)熔燒結(jié)果的影響予以

4、比較。2.3.1　噴砂噴砂的目的是清理火焰筒表面的氧化皮、銹蝕、積碳、焊渣、舊漆和磨痕,從而降低火焰筒表面的粗糙度,增加覆蓋層與基體的結(jié)合強(qiáng)度[1～2]。分別采用80～100目的粗砂粒及180～240目的細(xì)砂粒對(duì)兩組試片進(jìn)行噴砂,然后經(jīng)噴涂粘稠度為15～17s搪瓷、干燥工序,在爐溫1150℃時(shí)將試片置入熔燒爐。熔燒制度:升溫至開爐門放零件前的溫度,保溫5min,出爐空冷。冷卻后結(jié)果顯示,兩組試片的表面狀態(tài)基本一致。噴砂的效果可以影響最終熔燒結(jié)果,但是噴砂的效果與磨料的粒度、風(fēng)壓、噴嘴與被噴面的距離、角度等諸多因素有關(guān),單純的砂粒

5、粗細(xì)的合理變化對(duì)最終的結(jié)果影響甚微。此外,有關(guān)經(jīng)驗(yàn)表明,用氧化鋁砂處理的GH3044工件與用石英砂處理的GH3044工件相比,在其它條件如搪瓷粘稠度和熔燒時(shí)間一致的情況下,熔燒時(shí)涂層能夠承受更高的熔燒溫度。2.3.2　粘稠度分別配制粘稠度為13～15s及15～17s的兩杯搪瓷料,對(duì)經(jīng)同一種砂粒噴砂處理的兩組試片進(jìn)行噴涂、干燥工序,在爐溫1150℃時(shí)將試片置入熔燒爐。熔燒制度同2.3.1。冷卻后結(jié)果顯示,兩組試片的表面狀態(tài)基本一致。粘稠度是搪瓷料中蒸餾水含量多少的表象,蒸餾水的功能是使搪瓷料通過噴槍噴射到零件上并附著在其上。在干燥

6、工序,水分將完全散失掉。因此,在涂層均勻且厚度滿足要求時(shí),粘稠度對(duì)熔燒結(jié)果幾乎沒有影響。2.3.3　熔燒溫度用粘稠度為15～17s搪瓷料噴涂經(jīng)同一種砂粒噴砂處理的4組試片,熔燒制度規(guī)定的溫度分別為1050、1120、1170和1200℃。熔燒制度同2.3.1。試片冷卻后結(jié)果如表2所示。一般認(rèn)為溫度越高,熔融狀態(tài)越好,但是溫度過高會(huì)使金屬氧化物發(fā)生過燒現(xiàn)象,引起耐熱層的顏色變化。表22.3.4　熔燒時(shí)間用粘稠度為15～17s搪瓷料噴涂經(jīng)同一種砂粒噴砂處理的2組試片。其中一組試片在爐溫為1150℃時(shí)開爐門放零件,另一組試片在爐溫為1

7、170℃時(shí)開爐門放零件。熔燒制度:從將零件放入爐內(nèi)即開始計(jì)時(shí),熔燒5min,出爐空冷。試片冷卻后結(jié)果如表3所示。表3按我國現(xiàn)行的一般熔燒制度,零件升溫至預(yù)定溫度后保溫若干時(shí)間,通常工件入熔燒爐后的起始熔燒溫度比開爐門時(shí)的規(guī)定溫度低約50℃,再升溫至規(guī)定溫度所需時(shí)間大約為5～10min(隨零件大小的不同而異),保溫時(shí)間約為5min,實(shí)際上熔燒時(shí)間將達(dá)到10～15min,這樣,當(dāng)規(guī)定較低熔燒溫度時(shí),玻璃料不易燒透,零件表面質(zhì)量不能令人滿意;當(dāng)規(guī)定較高的熔燒溫度時(shí),搪瓷料中的氧化物就會(huì)出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。2.4　熱振性能檢測為了檢驗(yàn)?zāi)蜔嵬繉?/p>

8、的熱振性能,試片按下述方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn):將涂層熔燒好的零件加熱至1000℃,水淬8次;將零件加熱至1000℃,風(fēng)冷50次,零件表面涂層狀況良好[1]。3　結(jié)論(1)噴砂砂粒大小、涂料粘稠度的變化對(duì)熔燒結(jié)果的影響較小,主導(dǎo)因素是熔燒溫度和熔燒時(shí)間,適當(dāng)?shù)妮^高溫度可以使