造成磁力反應釜爆瓷主要原因可分為兩種形式,一種是由氫引起的所謂鱗爆現象,另一種則是由力學(xué)原因引起的磁力反應釜應力爆瓷。這兩種爆瓷現象可能同時(shí)發(fā)生,也可能單獨發(fā)生。引起磁力反應釜鱗爆的因素很多,包括鋼坯的表面及內部質(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。此外鱗爆現象受季節性影響十分強。
磁力反應釜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(shí),由金屬基材中析出的氣態(tài)氫的壓力可高達11MPa。搪瓷磁力反應釜設備金屬基體在燒成時(shí),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(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部的缺陷部位上,隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),氫的濃度越來(lái)越高,壓力越來(lái)越大,當壓力超過(guò)瓷層的機械強度時(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)生的內因,外界因素只起促進(jìn)內因發(fā)生變化的作用,這些組織有宏觀(guān)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,因為焊縫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,對氫有強烈的吸收作用。所以應盡量避免對坯體進(jìn)行熱加工。
磁力反應釜要防止鱗爆的產(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?xún)鹊乃c金屬Fe 發(fā)生下列反應:Fe + H2O →FeO + 2H這對鋼坯的含氫量影響很大,這是鋼板析氫最為嚴重的因素,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。應力爆瓷主要是由于瓷層和金屬坯體的熱膨脹系數存在巨大的差異而引起的。在大多數情況下,金屬坯體的熱膨脹系數大于瓷層的熱膨脹系數,這就意味著(zhù)在常溫下瓷層總是存在著(zhù)殘余的應力。殘余應力受熱膨脹系數差、溫度、釉層厚度、基材厚度等因素的影響。瓷層的壓應力足夠大時(shí),瓷層將會(huì )出現剝落。所以在設計瓷釉時(shí),應使瓷釉的熱膨脹系數盡量接近基體的熱膨脹系數,同時(shí)提高基體與瓷層間的密著(zhù)力,搪瓷的密著(zhù)性與瓷釉潤濕金屬的能力直接有關(guān)。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(shí)界面的相互吸引,加速化學(xué)反應形成化學(xué)鍵,增強密著(zhù)。
磁力反應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)生應力的原因,也是瓷層裂紋的先驅?zhuān)仁固麓傻膹姸冉档?,又?huì )導致各種缺陷。