[发明专利]用于制造搪瓷钢基材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及在钢基材如钢板或成型制品上制造瓷釉层的方法。本发明同样还涉及搪瓷钢基材，优选通过本发明方法制得的搪瓷钢基材。

背景技术

通过施加玻璃化瓷釉层来保护金属表面的方法是熟知的，并且因为搪瓷的耐高温性以及它保护表面免受化学侵蚀而得到广泛应用。因此，玻璃化搪瓷制品在不同的领域如洗衣机、卫生器具、炉灶、家用电器及建筑材料中得到广泛使用。

存在多种制造搪瓷钢制品的工艺。用于制造白色搪瓷钢板的常规工艺包括如下步骤：

-施加第一层瓷釉，其含有促进附着的氧化物，例如钴、镍、铜、锑或钼的氧化物，

-进行第一次烧制操作，

-施加第二层白色面釉，和

-进行第二次烧制操作。

这就是所谓的“双涂覆，双烧制”法(2C/2F)。通过在约800℃-850℃下进行烧制，钢材中的元素如碳和铁与瓷釉中促进附着的氧化物之间发生氧化还原化学反应，使第一瓷釉层附着在钢材上。然而，这些氧化物使瓷釉呈深色。因此，为了得到白色搪瓷钢板，需要施加第二白色瓷釉层。

为了避免使用昂贵的大量瓷釉及两次烧制，已知可采用直接的白色上釉(DWE)工艺(“单涂覆/单烧制”)，该工艺通过在钢板上施加单层瓷釉，之后使钢板经受一次烧制操作而获得白色搪瓷钢板。这个工艺包括如下步骤：

-拓展的表面准备工序，其由以下步骤组成：

·对脱碳钢板进行脱脂、酸洗和冲洗以除去指定量的铁。为了获得合适的粗糙度，酸洗是必要的。为了得到合适的搪瓷制品表面，脱碳基材也是必要的。

·通过化学处理来施加镍层。

-施加瓷釉层，和

-通常在750到900℃的温度范围内烧制瓷釉层。

在这种情况下，瓷釉不包含促进附着的氧化物，因此它不变色。这种上釉法中的附着是由之前的酸洗和镀镍操作产生的。然而，这种类型的预处理操作对环境不友好且成本高。

为了避免与DWE相关的预处理步骤，开发了一种施加底釉和面釉并随后一起烧制(“双涂覆，单烧制”)的方法。然而，这种方法的缺点在于其需要大量的瓷釉(两个瓷釉涂层)。

除此以外，一些预涂化学物质以及沉积它们的技术在本领域也是已知的。所有的目的都是提供一种适合用于直接上白釉而不需酸洗和镀镍操作且只需一次瓷釉涂覆和一次烧制处理的预涂覆钢材。

·文件EP-A-0964078着重于通过热浸法或电镀法施加的Zn和Zn合金预涂层，并且包括Zn涂层厚度为1μm至30μm、特别是7μm至25μm的所有Zn或Zn合金涂层。其化学组成为，Zn的总含量高于50％且其它合金组分的含量至多15％(Al、Fe、Mg、Si、Cr、Ni、Co、Cu、Mn)。该专利适用于脱碳钢表面(C＜0.08％，特别是＜0.004％)或IF钢表面(所有的碳都束缚在沉淀物中)。

·文件WO-A-0250326和WO-A-0252055描述了通过电镀或化学镀法施加的镍-钼合金涂层，其随后经受500℃至900℃温度下的热处理。

·文件JP-A-04107752和JP-A-04107753描述了一种用于直接附着瓷釉的涂覆铁-钼的冷轧钢板。该铁-钼涂层在含有例如铁的硫酸盐和钼的铵盐的镀液中通过电镀法制得。经电镀后的钢板在500℃至900℃的温度下进行热处理。

·JP-A-04107754和JP-A-04107755描述了一种由电镀法制得的经铁-钴-钼涂覆的钢板，该钢板随后在500℃至900℃的温度下进行热处理。由于电镀浴中使用化学物质如盐类和硫酸盐类，因此电镀技术存在一些与环境问题有关的缺点。

文件FR2805277涉及向钢板直接上釉的方法，该钢板覆盖有基于聚合物的防腐蚀层。该层的表面密度选择为足够低，使得在施用瓷釉之前无需脱脂步骤，同时，该密度也足够高，以确保足够的防腐蚀性。然而这种技术并不允许提供最佳的附着性能。对表面密度的苛刻要求也使工艺复杂化。

文件US1962617涉及搪瓷器具的制造，其涉及向钢材表面施加促进附着的氧化物如钴氧化物的涂层的步骤。所述氧化物与溶剂和悬浮剂例如亚油酸铵、粘土或膨润土混合，然后施加到表面，并随后干燥所述表面。

发明目的

本发明旨在提供用于制造通过表面涂覆瓷釉层直接上白色或彩色釉的钢基材、特别是钢板的方法，该方法没有现有技术所存在的缺点。特别地，本发明旨在提供用于制造钢基材的方法，其中在钢板与瓷釉之间观察到了强附着性，并且所述钢基材是用适于上釉的任意种类的钢制造的，并且所述方法对环境友好、工艺简单。

发明概述

本发明涉及如在所附权利要求中描述的方法和产品。