TWI624310B - 琺瑯塗層的製造方法及其製品 - Google Patents

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Abstract

一種琺瑯塗層的製造方法，包括以下步驟：提供基體；製備噴塗料，該噴塗料含有液體燃料及琺瑯粉體；提供一噴頭，藉由該噴頭將所述噴塗料噴出，對經噴頭噴出的噴塗料進行點火處理，使液體燃料燃燒對琺瑯粉體進行燒結後噴塗料噴塗在基體表面形成琺瑯塗層。本發明還提供一種經由該方法製得的製品。

Description

琺瑯塗層的製造方法及其製品
本發明涉及一種琺瑯塗層的製造方法及其製品。
琺瑯塗層因其具有良好的強度、耐磨性、耐腐蝕性以及冰涼清透的觸感、不褪色的亮麗彩色的裝飾性外觀，越來越受到人們的青睞。
參見圖1所示，習知技術中通常採用粉末火焰噴塗法形成琺瑯塗層，該噴塗法主要包括如下步驟：首先，提供一噴頭100，該噴頭100包括一內套管110、套設在該內套管110外的中套管130、套設在該中套管130外的外套管150，及由該外套管150朝向該內套管110方向彎折延伸形成的噴嘴170。該內套管110與中套管130之間形成一燃料氣體通道190，該中套管130與外套管150之間形成一壓縮氣體通道210。然後，使粉末狀的琺瑯塗層材料經內套管110輸送至噴嘴170，燃料氣體經該燃料氣體通道190輸送至噴嘴170，壓縮氣體經該壓縮氣體通道210輸送至噴嘴170。之後，在噴嘴170遠離內套管110的一端進行點火處理，噴嘴處的燃料氣體燃燒形成圍繞噴嘴的環形火焰，對噴嘴170輸出的琺瑯塗層材料進行加熱、燒結。最後，藉由噴嘴170的壓縮空氣將琺瑯塗層材料霧化成噴射粒子230，並使噴射粒子230隨氣流一同噴出並沉積在一金屬基體250的表面形成琺瑯塗層。但藉由上述方法製得的琺瑯塗層為多孔結構，且該多孔結構中10%以上的孔為通孔，腐蝕性介質可藉由所述通孔與金屬基體 250接觸，進而對金屬基體250產生腐蝕，影響產品外觀。另外，琺瑯塗層材料因容易與燃料氣體混合不均而出現受熱不均的現象，從而導致形成的琺瑯塗層的厚度不均、與金屬基體250之間的結合力不佳。
有鑒於此，提供一種琺瑯塗層的製造方法，該方法可降低琺瑯塗層的孔隙率。
另外，還提供一種經由該方法製得的製品。
一種琺瑯塗層的製造方法，包括以下步驟：提供基體；製備噴塗料，該噴塗料含有液體燃料及琺瑯粉體，琺瑯粉體與液體燃料之間的質量比為0.75：1-0.85：1；提供一噴頭，藉由該噴頭將所述噴塗料噴出，對經噴頭噴出的噴塗料進行點火處理，使液體燃料燃燒對琺瑯粉體進行燒結後噴塗料噴塗在基體表面形成琺瑯塗層。
一種經由所述之琺瑯塗層的製造方法製得的製品，該製品包括一基體及形成於基體上的琺瑯塗層，該琺瑯塗層的孔隙率低於1%，孔徑為100-1000mm。
由於噴塗料中混合有液體燃料，當液體燃料發生燃燒時，可使琺瑯粉體受熱均勻並具有良好的熱傳導性，一方面可提高琺瑯塗層與基體之間的結合力，另一方面可使琺瑯粉體被均勻燒結，提高琺瑯粉體之間的結合力及所燒結體的密度，從而降低了琺瑯塗層的孔隙率。
20，100‧‧‧噴頭
21，110‧‧‧內套管
130‧‧‧中套管
23，150‧‧‧外套管
27‧‧‧氣體通道
25，170‧‧‧噴嘴
29，230‧‧‧噴射粒子
190‧‧‧燃料氣體通道
210‧‧‧壓縮氣體通道
10‧‧‧製品
11‧‧‧基體
13‧‧‧琺瑯塗層
圖1係習知技術的琺瑯塗層的製造方法使用的噴頭的使用狀態圖。
圖2係本發明一較佳實施例製品的剖視圖。
圖3係本發明一較佳實施例的琺瑯塗層的製造方法使用的噴頭的使用狀態圖。
請參見圖2及圖3，本發明一較佳實施例的琺瑯塗層的製造方法，包括如下步驟：
(1)提供一基體11。
該基體11的材質可為不銹鋼、鈦合金、模具鋼或鎳鉻合金等金屬。對基體11表面進行脫脂除油、烘乾等常規處理。
(2)製備噴塗料。
取一定量的琺瑯粉體，向其中添加液體燃料，混合均勻製得噴塗料。其中，琺瑯粉體與液體燃料之間的質量比為0.75：1-0.85：1。所述液體燃料選自醇基液體燃料、生物醇油及重油中任一種，但不限於該三類物質。所述醇基液體燃料含有甲醇、乙醇及少量的水，其中，甲醇的體積百分含量為80%-90%，乙醇的體積百分含量為5%-10%，水的體積百分含量為4%-6%。優選地，所述液體燃料中還可含有少量的氯酸鉀、硝酸鉀等助燃劑。琺瑯粉體的粒徑為50-120nm。本實施例中，該琺瑯粉體主要含有氧化矽、氧化鋁、氧化鈉及氧化鉀。其中，氧化矽的質量百分含量為60~70%，氧化鋁的質量百分含量為15~20%，氧化鈉的質量百分含量為4~6%，氧化鉀的質量百分含量為4~6%。另外，所述噴塗粉體中還含有少量的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂及氧化鈦。可以理解的，琺瑯粉體還可為市售的其他成分的琺瑯粉體。
(3)提供一噴頭20。
該噴頭20包括一內套管21、套設在該內套管21外的外套管23，及由該外套管23朝向該內套管21方向彎折延伸形成的噴嘴25。噴塗料經內套管21輸送至噴嘴25。該內套管21與外套管23之間形成一氣體通道27，壓縮氣體經該氣體通道27輸送至噴嘴25。該內套管21的內壁由陶瓷等耐火材料製成。該內套管21的內徑為4.5-6.5mm、長度為27-30cm。該內套管21的內徑略大於習知的內套管內徑(3-4mm)，其長度亦略大於習知的內套管長度(15-20cm)，如此可提高噴塗料的輸送速度，以有效避免因噴塗料堵塞在噴頭20內而發生爆炸。
(4)在基體11上噴塗形成琺瑯塗層13。
先將所述噴塗料經內套管21輸送至噴嘴25，壓縮氣體經氣體通道27輸送至噴嘴25；然後，在噴嘴25遠離內套管21的一端對噴嘴處的噴塗料進行點火處理，使噴塗料中的液體燃料發生燃燒，以對琺瑯粉體進行加熱及燒結；之後，壓縮氣體將琺瑯粉體霧化成噴射粒子29，並使噴射粒子29隨氣流一同噴出並沉積在基體11表面形成琺瑯塗層13。在該噴塗過程中，噴塗料的噴塗量為4Kg/h-9Kg/h，噴射速度為260-320m/s。該琺瑯塗層13的孔隙率為0-1%。
因液體燃料與琺瑯粉體的均勻混合，當液體燃料發生燃燒時，可提高琺瑯粉體受熱的均勻性及熱傳導性，一方面可提高琺瑯塗層13與基體11之間的結合力，另一方面使琺瑯粉體被均勻燒結，提高琺瑯粉體之間的結合力、琺瑯粉體的燒結體的密度，從而降低了琺瑯塗層13的孔隙率。另外，採用液體燃料對琺瑯粉體進行加熱、燒結，形成的燒結體內空氣含量極低(習知技術中的燒結法所形成的燒結體內殘留有大量的空氣)，可大大減少因氣體殘留而形成的孔隙，進一步降低了琺瑯塗層13的孔隙率。
(5)研磨或拋光該琺瑯塗層13。
對琺瑯塗層13進行研磨或拋光處理，以提高琺瑯塗層13表面的平整度。在研磨過程中，可先採用300~500目砂紙/砂輪進行粗磨，再採用800~1500目砂紙/砂輪研磨，之後採用2000目以上的砂紙/砂輪進行精磨。
可以理解的，所述基體11的材質還可為陶瓷等非金屬。
可以理解的，根據實際生產需要，可採用遮蔽的方式，在基體11表面的部分區域形成琺瑯塗層13。
一種由所述製造方法製得的製品10包括一基體11及形成於該基體11上的琺瑯塗層13。
該基體11的材質為不銹鋼、鈦合金、模具鋼或鎳鉻合金等金屬，還可為陶瓷等非金屬。
該琺瑯塗層13中形成有微孔，該微孔的孔徑為100-1000mm，該琺瑯塗層13的孔隙率為0-1%。該琺瑯塗層13的主要成分為氧化矽、氧化鋁、氧化鈉及氧化鉀，其中，氧化矽的質量百分含量為60~70%，氧化鋁的質量百分含量為15~20%，氧化鈉的質量百分含量為4~6%，氧化鉀的質量百分含量為4~6%。該琺瑯塗層13中還含有少量的氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂及氧化鈦。

Claims (10)

  1. 一種琺瑯塗層的製造方法，包括以下步驟：提供基體；製備噴塗料，該噴塗料含有液體燃料及琺瑯粉體，琺瑯粉體與液體燃料之間的質量比為0.75：1-0.85：1；提供一噴頭，藉由該噴頭將所述噴塗料噴出，對經噴頭噴出的噴塗料進行點火處理，使液體燃料燃燒對琺瑯粉體進行燒結後噴塗在基體表面形成琺瑯塗層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中所述液體燃料選自醇基液體燃料、生物醇油及重油中的任一種。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中所述醇基液體燃料含有甲醇、乙醇及水。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中所述醇基液體燃料中，甲醇的體積百分含量為80%-90%，乙醇的體積百分含量為5%-10%。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中所述液體燃料含有助燃劑。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中琺瑯粉體的粒徑為50-120nm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中該噴頭包括一噴嘴及用以向噴嘴輸送噴塗料的內套管，該內套管的內徑為4.5-6.5mm、長度為27-30cm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之琺瑯塗層的製造方法，其中在該噴塗過程中，噴塗料的噴塗量為4Kg/h-9Kg/h，噴射速率為260-320m/s。
  9. 一種由經申請專利範圍第1-8任一項所述之琺瑯塗層的製造方法製得的製品，該製品包括一基體及形成於基體上的琺瑯塗層，其改良在於：該琺瑯 塗層中形成有微孔，該微孔的孔徑為100-1000mm，該琺瑯塗層的孔隙率為0-1%。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製品，其中該基體的材質為陶瓷、不銹鋼、鈦合金、模具鋼或鎳鉻合金。
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