Эмалирование металла. Способ эмалирования металлических изделий
Cтраница 1
Эмалирование стальных изделий (посуда, аппаратура, камеры для холодильников, газовые плиты, санитарно-техни-ческие изделия и др.) и частично чугунных производится по мокрому способу. Для этой цели готовится эмалевый шликер, состоящий из частиц эмалевой фритты, воды и так называемых мельничных добавок.
Хорошие результаты эмалирования стальных изделий получаются, когда производится последовательное покрытие двумя видами эмалей: одной - наносимой непосредственно на металл и называемой грунтовой эмалью и другой-покровной эмалью, наносимой на предварительно обожженный грунт.
Технология изготовления эмали и эмалирования стальных изделий включает большой комплекс сложных химических и физико-химических процессов, зависящих от множества факторов, из которых далеко не все могут быть проконтролированы и - учтены в производственных условиях. Между тем, даже небольшие изменения тех или других процессов влияют на качество эмалевых покрытий. Поэтому практически получить идеальные эмалированные покрытия не удается. На любом эмалированном изделии при тщательной проверке могут быть обнаружены дефекты, хотя многие из них не влияют на его эксплуатационные качества. В связи с этим понятие о браке в эмалировочном производстве является относительным и зависит от тех требований, которые предъявляются к изделиям.
Технология изготовления эмали и эмалирования стальных изделий включает большой комплекс сложных химических и физико-химических процессов, зависящих от множества факторов, из которых не все могут быть учтены в производственных условиях. Между тем, даже небольшие изменения тех или других процессов влияют на качество эмалевых покрытий. На любом эмалированном изделии при тщательной проверке могут быть обнаружены дефекты, хотя многие из них не влияют на его эксплуатационные качества. Поэтому для каждого вида эмалированных изделий в зависимости от их назначения разрабатываются специальные технические условия, в которых устанавливаются требования к качеству эмалевых покрытий и перечисляются допустимые дефекты и их количество.
Для улучшения качества эмалевых покрытий перед эмалированием стальных изделий применяется обработка их в водных растворах сульфата никеля. Во время обработки в никелевом растворе на стальных изделиях откладывается тонкий слой никеля. По данным работы , полученный слой никеля предохраняет металл от чрезмерного окисления в процессе обжига эмали, тем самым улучшая качество эмалевых покрытий. Кроме того, слои никеля также могут служить переходным слоем при нанесении на детали жаростойких эмалевых покрытий. При этом необходимо, чтобы они обладали достаточной стойкостью против окисления при повышенных температурах.
Авторами предложена также безгрунтовая эмаль , предназначенная для эмалирования стальных изделий сложной формы.
Эмалирование изделий шликерным способом мало чем отличается от способа эмалирования стальных изделий (гл. IV) и производится в основном так же, как и эмалирование чугунной кухонной посуды.
Как видно из этой схемы, основными процессами в технологии эмалирования стальных изделий являются: а) подготовка изделий к эмалированию, б) нанесение грунтового - и эмалевого шликеров, в) сушка нанесенных слоев шликера и г) обжиг изделий.
При эмалировании чугунных изделий встречаются те же пороки, как при эмалировании стальных изделий (стр. Причины, порождающие многие из этих пороков, в ряде случаев одинаковы, в особенности, если они зависят от состава и свойств эмали. Большая разница получается лишь в отношении тех пороков, которые происходят из-за недостатков литья и особенностей процесса эмалирования чугунных изделий. Ниже приводится краткая характеристика пороков, наиболее часто встречающихся при эмалировании чугунных изделий по сухому (табл. 63) и по мокрому (табл. 64) способам с указанием причин их появления [ 22, стр.
При эмалировании чугунных изделий встречаются те же пороки, что и при эмалировании стальных изделий (стр. Причины появления многих пороков в ряде случаев одинаковы в особенности, если они зависят от состава и свойств эмали, кроме тех пороков, которые получаются из-за недостатков литья или особенностей процесса эмалирования чугунных изделий.
Первым способом часто пользуются при эмалировании крупных изделий из чугуна, вторым - главным образом при эмалировании стальных изделий, а также мелкого чугунного литья и изделий из цветных металлов. Общая толщина эмалевого покрытия колеблется в следующих пределах: при пудровом способе эмалирования от 1 до 2 мм, при шликерном - от 0 1 до 0 3 мм на тонкостенных изделиях и 1 0 - 1 5 мм на толстостенных изделиях.
Сушка эмалевого шликера, нанесенного на поверхность труб, в принципе не отличается от аналогичной операции, проводимой при эмалировании других стальных изделий. Единственным, но очень серьезным осложнением является необходимость непрерывного и полного удаления выделяющихся паров воды из внутренней полости трубы.
Сушка эмалевого шликера, нанесенного на поверхность труб, в принципе не отличается от аналогичной операции, проводимой при эмалировании других стальных изделий. Серьезным осложнением является необходимость непрерывного и полного удаления выделяющихся паров воды из внутренней полости трубы. Находящийся в ней воздух очень быстро насыщается, и незначительное понижение температуры на отдельных участках трубы создает условия для конденсации паров воды и смывания нанесенного на эти участки эмалевого шликера. Для устранения этого явления следует непрерывно подавать в трубу сухой воздух со скоростью, обеспечивающей достаточно быстрое удаление паров (- 4 - 5м / сек), осуществляя подвод тепла к внешней поверхности трубы. Необходимо тщательно производить очистку поступающего в трубы воздуха от следов масел, пыли и влаги, попадание которых на поверхность нанесенного слоя шликера может существенно ухудшить качество эмалевого покрытия. Необходимо, кроме того, поддерживать достаточно высокую (160 - 200 С) и одинаковую температуру по всей длине трубы.
Коэффициент термического расширения титановых эмалей близок к коэффициенту расширения стекла, что дает возможность применять эмали, изготовленные на заводах для эмалирования стальных изделий.
Эмалирование металлических изделий. Под общей редакцией В. В. Варгина. Л., «Машиностроение», 1972, 496 стр. Табл. 70. Илл. 154. Библ. 384 назв.
В книге приведены общие сведения о наиболее употребительных сырьевых материалах, процессах варки эмалей. Подробно описаны эмалеварочные печи, а также свойства и приготовление шликеров. Технология эмалирования металлов рассматривается применительно к отдельным видам изделий.
Дано описание эмалирования стальной и чугунной посуды, химической аппаратуры, санитарно-технических изделий. Описаны новые виды производства: эмалирование труб, архитектурно-строительных деталей, изделий из алюминия, получение жаропрочных покрытий на стали.
Второе издание книги по сравнению с первым (1962 г.) значительно переработано и дополнено новыми материалами. Большой переработке подверглись разделы об эмалировании химической аппаратуры, чугунных изделий, о жаропрочных покрытиях и др.
Книга предназначена для инженерно-технических работников заводов и НИИ, занимающихся вопросами эмалирования металлов, а также может быть полезна студентам и преподавателям вузов.
Предисловие..... 3
РАЗДЕЛ I. ТЕХНОЛОГИЯ ЭМАЛИ
Глава I. Сырьевые материалы и приготовление шихты (В. Д. Сендерович) ..... 5
1. Сырьевые материалы..... -
2. Подготовка сырьевых материалов и приготовление шихты..... 14
Глава II. Варка эмалей..... 16
1. Эмалеварочные печи (В. А. Кузяк) ..... -
Топливо и его сжигание в эмалеварочных печах..... -
Виды печей..... 29
2. Варка (В. В. Варгин) ..... 43
Выводка печи..... -
Процессы, происходящие во время варки..... -
Особенности варки в печах различного типа..... 50
Особенности варки эмалей различного типа..... 52
3. Централизованное производство эмалей (В. П. Ваулин) ..... 58
Глава III. Помол эмали и приготовление шликера..... 63
1. Помол эмали (Л. Д. Свирский) ..... -
2. Шликер и его свойства (Л. Д. Свирский) ..... 70
3. Приготовление шликеров (Б. 3. Певзнер) ..... 77
РАЗДЕЛ II. ТЕХНОЛОГИЯ ЭМАЛИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Глава IV. Эмалирование стальных изделий..... 91
1. Сталь для эмалирования (Я. С. Смирнов) ..... -
2. Посуда 105
Изготовление посуды (Я. Я. Зеленский) ..... -
Подготовка поверхности (Я. С. Смирнов) ..... 111
Грунты и эмали (Е. М. Ошурков) ..... 123
Нанесение шликера (Б. 3. Певзнер) ..... 139
Сушка покрытий (Я. Я. Зеленский) ..... 157
Печи для обжига грунта и эмали (Я. Я. Зеленский) ..... 165
Обжиг покрытий (Е. А. Антонова, В. В. Лучинский) ..... 181
Декорирование (Я. Я. Зеленский) ..... 191
Сортировка и упаковка посуды (Я. Я. Зеленский) ..... 196
3. Бытовая газовая аппаратура и холодильники (Е. А. Антонова, В. В. Лучинский) ..... 197
Изготовление деталей..... 198
Подготовка поверхности..... 200
Грунты и эмали..... 208
Нанесение, сушка и обжиг покрытий..... 211
Безгрунтовое эмалирование..... 221
Сборка аппаратуры..... 224
4. Ванны и раковины (Е. А. Антонова, В. В. Лучинский) ..... 225
5. Архитектурные детали. Вывески и таблицы..... 227
Архитектурные детали (М. В. Серебрякова) ..... -
Вывески и таблицы (Е. А. Антонова, В. В. Лучинский) ..... 234
6. Химическая аппаратура..... 238
Общая характеристика стальной эмалированной аппаратуры (Г. А. Кудрявцева, Б. 3. Певзнер) ..... -
Типы стальной эмалированной аппаратуры (Г. А. Кудрявцева, Б. 3. Певзнер) ..... 246
Конструирование и изготовление аппаратов под эмалирование (Г. А. Кудрявцева, Б. 3. Певзнер, Л. В. Пурин) ..... -
Подготовка к эмалированию (Г. А. Кудрявцева, Б. 3. Певзнер) ..... 251
Грунты и эмали (В. В. Варгин, В. Э. Мишель) ..... 255
Шликер, нанесение и сушка покрытий (М. М. Карабачинская) ..... 274
Обжиг покрытий (Г. А. Кудрявцева, Б. 3. Певзнер, Л. В. Пурин) ..... 278
Контроль качества покрытий. Виды брака (М. М. Карабачинская) ..... 287
Сборка и упаковка аппаратов (Л. В. Пурин) ..... 291
7. Трубопроводы для жидкостей и газов (Н. С. Смирнов) ..... 292
Требования к трубам для эмалирования..... 295
Подготовка поверхности..... 296
Нанесение шликера и сушка..... 298
Обжиг покрытия. Правка труб..... 300
8. Жаростойкие покрытия (А. А. Аппен) ..... 302
Способы нанесения покрытий..... 304
Состав и свойства покрытий, наносимых методами эмалирования..... 305
9. Пороки эмалевого покрытия. Реэмалирование изделий (В. Я. Локшин) ..... 321
Глава V. Эмалирование чугунных изделий..... 331
1. Чугун для эмалирования (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 332
Пороки отливок..... 340
Подготовка поверхности..... 343
2. Санитарно-технические изделия..... 345
Грунты и эмали (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... -
Эмалирование ванн (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 353
Схема цеха эмалирования ванн (В. П. Ваулин) ..... 360
Эмалирование раковин, моек и других санитарно-технических изделий (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 362
3. Химическая аппаратура (Г. А. Кудрявцева, В. Э. Мишель) ..... 368
Типы и конструкции аппаратов. Подготовка к эмалированию..... 369
Грунты и эмали..... 372
Эмалирование..... 375
4. Посуда (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 377
5. Прочие изделия технического назначения (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 380
6. Пороки эмалевого покрытия. Реэмалированне изделий (В. Я. Локшин, Г. П. Смирнова) ..... 382
Глава VI. Эмалирование алюминиевых изделий (М. В. Серебрякова) ..... 387
Металл для эмалирования..... -
Подготовка поверхности..... 391
Эмали..... 333
Эмалирование..... 398
Глава VII. Эмалирование ювелирных изделий из цветных и драгоценных металлов (Л. Л. Гуторова) ..... 404
Металлы для эмалирования..... -
Изготовление металлических заготовок..... 406
Эмали..... 409
Эмалирование..... 411
Отделка и сборка изделий..... 413
Пороки..... 414
Эмалирование алюминиевых ювелирных изделий..... 416
Глава VIII. Контроль эмалировочного производства (В. В. Варгин, М. В. Серебрякова, Г. П. Смирнова) ..... 419
Испытание металла..... 420
Контроль очистки изделий перед эмалированием..... 422
Контроль сырьевых материалов, шихты и варки эмалей..... 424
Контроль эмалевых фритт..... 425
Контроль шликеров..... 430
Контроль качества эмалевого покрытия..... 436
Глава IX. Охрана труда и техника безопасности (Б. 3. Певзнер) ..... 453
Приложения (В. Э. Мишель) ..... 467
Литература..... 481
Всем хорошего дня!
Последнее время мы наблюдаем повышенный интерес к работе с горячей эмали. Раньше с эмалью работали только художники, обучавшиеся в специализированных художественных заведениях, и нам не приходилось отвечать на самые простые и общие вопросы по работе с ней. Теперь появилась необходимость вывесить некоторые сведения и рекомендации по работе с горячей эмалью.
Это аннотация от производителя английской эмали, переведенная и доработанная нами. Повторяюсь, сведения исключительно общие и краткие, которые не ответят на все вопросы, возникающие у новичков. Но они хоть как-то помогут на начальном этапе тем, кто решил самостоятельно осваивать это искусство.
Методы нанесения
Сухой метод нанесения эмали.
Метод сухого нанесения эмали наиболее широко используемый и является предпочтительнее там, где покрытие должны быть равномерным. Металл покрывают фиксатором для эмали с помощью мягкой кисточки или распылителя. На рабочей области размещают чистый лист бумаги для сбора избыточной эмали. Небольшое количество порошковой эмали помещают в пластиковое сито. Заготовки для эмалирования размещают на бумаге, положив ее на палочки (карандаши). Все другие вспомогательные инструменты должны находиться в легкой доступности от вашей руки. Расположите сито с эмалью над заготовкой и легким постукиванием указательного пальца по ситу равномерно распределите эмаль на поверхности, на толщину примерно равную толщине металла.
На первом фото на пластину наносится специалньный фиксатор для эмали. На втором, эмаль через сито насеивают на фиксатор. Фиксатор, высыхая, удерживает эмаль. Это обеспечивает перемещение пластины, без возможных потерь эмали.
Влажный метод нанесения эмали
Это метод является предпочтительным там, где не требуется покрытия больших поверхностей. Эмалевую суспензию готовят путем перемешивания небольшого количества воды и порошковой эмали. Суспензию наносят на металлическую поверхность с помощью шпателя, кисточки. Романтичные натуры и любители винтажа могут использвать старое гусиное перо со срезанным кончиком.
После каждого из вышеуказанных методов, эмаль должна быть полностью высушена перед обжигом.
Феном эмаль сушить нельзя! Для скорейшего высыхания помещаем изделие с эмалью на верх разогретой муфельной печи.
Техники эмалирования
Для изготовления изделий с эмалью используются как современные так и традиционные техники.
Влажный способ наложения эмали может быть использован для создания дизайна непосредственно на металле или на ранее обожженном базовом слое. Это метод используется в следующих традиционных техниках.
Перегородчатая эмаль (Cloisonn)
Здесь области эмали разделены медными или серебряными перегородками, которые припаяны к основному металлу. Тип Cloisonn можно сделать, нажав на перегородке в слой необожженной эмали (интересно, но мы не пробовали
После обжига эмаль держит перегородки и берет на себя функцию жесткого припоя.
Пайка перегородок требуется не всегда, в основном на объёмах. На плоских изделиях перегородки закрепляются с помощью медицинского клея БФ, как на чистом металле, так же и на базовом слое эмали.
Витражная, пликажур
Метод, по сути такой же, как перегородчатая эмаль, но без металла - основы. Рисунок из перегородок удерживается с помощью обожженной эмали, которая располагается во время обжига на листе слюды.
Выемчатая:
фото работы мастерской "Спеха Дар"
В этой технике эмали обжигается в выемках, которые вытравливаются кислотой на поверхности металла. Так же существуют другие способы получение выемок в металле, такие как давление, гравировка, литье.
Это далеко не все способы и методы работы с эмалью.
Сухой метод нанесение эмали (насеивание) хорошо подходит для работы с трафаретами.
На обожженном базовом слое можно создавать дизайн цветными эмалями и жидкими препаратами драгоценных металлов, или использовать небольшие кусочки дробленой эмали, стринги (тонкие ниточки эмали). Они могут быть уложены на базовый и во время обжига в печи, когда эмаль уже начала плавится, специальным инструментом перемешивать цвета, создавая неповторимый дизайн. Этот метод может производить поразительные результаты.
Печь должна быть нагрета до температуры 780 - 800 ° С. , при такой температуре камера становится красного цвета. Изделия должны быть аккуратно размещены на подходящую подставку для обжига (идеальный вариант нержавеющая сталь), и вся конструкция помещается в камеру обжига с помощью шпателя или ухвата.
Дверь печи должны быть закрыты и наблюдать за обжигом можно через специальное окошечко. Поверхность эмали будет чернеть, а затем будет становиться ярко-красного цвета как камера печи и у нее появится блеск.
Подождите несколько секунд после этой точки, а затем удалить подставку из печи, разместив ее на огнеупорную площадку для охлаждения. Время обжига зависит от размера изделия, для ювелирного украшения 2-3 минуты.
После обжига все непокрытые металлические поверхности будут покрыты оксидом - окалиной. Это можно предотвратить покрывая чистые участки металла системой защиты от появления окалины T39. Средство легко смывается. В переводных книгах по эмали это средство еще называется биндер.
Отдельно, хочется остановится на температуре обжига. 800 градусов - это немного условное значение, 10 градусов ниже или выше, не сыграют трагическую роль при обжиге. При отправке в камеру изделия, температура обязательно падает на 60-80 значений, до заданного значения она будет подниматься примерно минуту. Если вы будете обжигать при температуре 750 градусов вы будете это делать чуть дольше, если выставить 850, то быстрее. Окончание обжига определяется визуально.
Контрэмаль
У металлов и эмали разные характеристики линейного расширения и после обжига есть вероятность появления трещин в слое эмали. Чтобы уравновесить напряжение в эмали и металле применяется контрэмаль, эмалирование обратной стороны изделия. В линейке эмалей Милтон Бридж есть специальная эмаль T237. Контрэмаль можно наносить как сухим так и влажным методом. Контрэмаль наносится и обжигается в первую очередь, что бы обеспечить дальнейшие удачные обжиги изделия.
Подставки для обжига
Всевозможные варианты подложек для обжига могут быть согнуты из сетки нержавеющей стали (немагнитящейся). Сетка может быть использована как плоская подставка, согнув вниз углы, вы сформируете ножки. Эта подставка может быть перевернута вверх дном и ножки используются в качестве точек опоры, при использовании контрэмали. Для обжига изделий с контрэмалью существуют специальные подставки.
подставка из сетки
подставка для обжига с контрэмалью
От себя добавим. Не стоит сразу делать шедевры. Попробуйте просто нанесьти эмаль разными способами на основу и
обжечь. Сделайте палитру имеющихся у вас цветов.
Очень полезное занятие, особенно для новичков.))
После изготовления и обработки металлические изделия далеко не всегда имеют привлекательный внешний вид. Кроме этого, металлы нуждаются в обязательной защите от контакта с влагой, которая вызывает коррозию и значительно сокращает срок их службы.
Одним из вариантов решения этих задач является эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся, ко всему прочему, великолепными эстетическими свойствами. Эмаль, используемая для обработки металлов, представляет собой пасту либо порошкообразное вещество, в состав которого входит стекло. В процессе плавления эмаль фактически приваривается к металлическим поверхностям, образуя прочный и достаточно долговечный защитный слой.
В зависимости от типа эмали существует два способа ее нанесения на металлы – сухой и мокрый. Первый вариант в наши дни используется достаточно редко, так как является достаточно затратным и не обеспечивает полноценной защиты изделий. Раньше он применялся исключительно для обработки чугуна. Суть этого метода заключается в том, что готовые детали либо предметы из металла предварительно раскаляют, после чего подвешивают перед специальным устройством, которое внешне напоминает пульверизатор. Из него металлические изделия обдуваются порошкообразной эмалью, которая оседает на поверхности металла тонким слоем. После этого изделие подвергается обжигу при высоких температурах.
Мокрый способ эмалирования металла широко используется и в наши дни. Процесс нанесения эмали в этом случае значительно упрощен и не требует дополнительных энергетических затрат. Для этих целей эмаль в виде пасты равномерно наносится на поверхность металлических изделий, после чего высушивается при температуре не выше +50 °C и подвергается обжигу.
При эмалировании металлов нередко используется специальная грунтовка, которая придает покрытию особую прочность и стойкость к воздействию влаги, кислот, температурных перепадов и механических повреждений. Такая грунтовка изготавливается, как правило, из полевого шпата и буры, имеет насыщенный черный цвет и повышенную тугоплавкость. После того, как грунтовка нанесена на металлические изделия, они требуют обжига. В итоге поверхность металла получает пористое покрытие, поверх которого и наносится финишный слой эмали.
Обжигать изделия в этом случае повторно обязательно необходимо, так как сама по себе эмаль после высыхания представляет довольно хрупкое покрытие, на котором легко остаются следы от любого жесткого предмета. И лишь под воздействием высоких температур эмаль приобретает особую прочность и устойчивость практически к любым внешним воздействиям.
Технология нанесения эмали на различные виды металла имеет свои особенности. Однако следует учитывать, что ее прочность зависит не только от соблюдения технологического процесса, но и от степени подготовки металлической поверхности к подобному виду обработки. Все без исключения металлы предварительно должны очищаться механическим и химическим способом.
В первом случае, если речь идет об эмалировании в промышленных условиях, проводится крацовка при помощи специальных щеток. Что касается химической обработки, то для этих целей, как правило, используется соляная либо серная кислота, последующая нейтрализация которых осуществляется при помощи водного раствора соды. На финальном этапе очистки вновь проводится механическая крацовка, которая помогает удалить остатки химических веществ и влаги.
Промышленное эмалирование металлов – это довольно сложный и трудоемкий процесс, который подразумевает наличие современного высокоточного оборудования и качественных материалов для создания прочных покрытий. Правда, существуют способы эмалирования металла в домашних условиях, однако подобные покрытия не отличаются высокими прочностными характеристиками и долговечностью.
Что касается использования эмалированных металлов, то область их применения достаточно широка – от пищевой и фармацевтической промышленности до производства труб, сантехнического оборудования и бытовых электроприборов.
Производство эмалевых покрытий на стальных и чугунных деталях машин, приборов и другого промышленного оборудования получило распространение около 100 лет тому назад (70-е годы XIX в.). Они наводились на металлические изделия исключительно в целях предохранения их от внешних воздействий (коррозии), а их эстетические качества не учитывались. Первоначально это была железная и чугунная кухонная посуда.
В настоящее время гладкие горячие эмали широко применяются не только в посудном производстве, но также и в области машиностроения, приборостроения, газовой и медицинской аппаратуры. Эмалью покрывают холодильное и кухонное оборудование, вывески, различные указатели, циферблаты часов, торговое оборудование, а также чугунные ванны, раковины, котлы и т. п. Гладкое горячее эмалирование представляет собой современный высокомеханизированный технологический процесс, который происходит в специализированных эмальерных цехах или чаще на поточных конвейерных линиях, оснащенных современным оборудованием. Выпускается обычно крупносерийная или массовая однотипная продукция, эстетические качества которой (цвет, блеск, пропорциональность формы и т. п.) заранее предусматриваются в проекте в соответствии с ГОСТом и эргономическими требованиями, предъявляемыми к данному виду изделий. Разработка этих аспектов входит в компетенцию специалистов по технической эстетике — дизайнеров, которые принимают участие в разработке проектов промышленных изделий совместно с технологами эмальерных цехов и специалистами по антикоррозийным и декоративным покрытиям.
Эмалированная мягкая сталь представляет собой прекрасный материал для производства различных утилитарных предметов. Она обладает достаточной прочностью и твердостью, дешевле других металлов. Кроме того, благодаря огнеупорности допускает большую свободу в приемах эмалирования и применения тугоплавких боросиликатных эмалей (бессвинцовых). Наконец, малоуглеродистая сталь из всех пригодных для эмалирования металлов по значению теплового коэффициента расширения стоит ближе всего к эмали, что обусловливает прочность элементов эмалевого слоя на стали и способность его выдерживать резкие тепловые колебания без растрескивания.
Технологический процесс эмалирования черных металлов (сталь, чугун) имеет свою специфику. В настоящее время он разработан весьма детально в различных вариантах. В основном он сводится к следующему: после обычных подготовительных операций по очистке (механической крацовке на щетках и травления в разбавленной серной или соляной кислоте) изделие промывают в проточной воде и вновь крацуют. После этого изделие погружают в горячий раствор соды и, не промывая, высушивают. Пленка соды на время предохраняет металл от коррозии. В таком виде изделие поступает в эмалирование.
Различают две эмалевые массы: основную, или грунт, и покровную. Основная обычно имеет черный цвет и значительно превосходит покровную по тугоплавкости. В процессе обжига она не расплывается совершенно, а лишь в густом, текущем состоянии покрывает металл не сплошной связной массой, а пористой. Эта пористость позволяет металлу при нагреве и остывании расширяться и сжиматься, причем частицы основной массы не отделяются ни друг от друга, ни от металла. Это обусловливает прочность эмалевого покрытия.
Покровные массы всегда составляются с таким расчетом, чтобы они плавились гораздо легче, чем основная масса (грунт), и чтобы, соприкасаясь, они оплавлялись, образуя между собой своеобразный сплав с постепенным переходом от наружного, чистого, верхнего покровного слоя через смешанный состав к грунту. Покровные массы бывают обычно привлекательных светлых и ярких тонов (белые, кремовые, голубые, зеленые и т. п.). Иногда для наружных поверхностей посуды применяют их смеси, которые образуют при обжиге своеобразные расцветки с пятнами и потеками.
Некоторые особенности имеются и в наложении эмали. Существует два способа: мокрый и сухой. Мокрый способ — наиболее распространенный, применяемый для стальных изделий. Эмаль растирается с водой и наносится на предмет либо опрыскиванием (крупные детали), либо кистью, или простым погружением изделий в сметанообразную массу (мелкие детали). Затем изделие сушат при температуре 40—50°С и обжигают. Необожженная эмаль чрезвычайно хрупка, легко осыпается. Следы пальцев и царапины остаются и после обжига. Операция нанесения эмали и обжига повторяется два раза. Сначала наносят и обжигают грунт, потом покровную цветную эмаль.
Сухой способ, или припудривание, применялся в прошлом для чугунных изделий (иногда встречается и сейчас). Он заключается в том, что раскаленный предмет, например чугунную ванну, подвешивают к поворотному крану и быстро (в течение 15—20 мин), пока предмет не остыл, припудривают сухой эмалью и обжигают. Если после обжига в эмалевом слое обнаруживаются недостатки, то припудривание повторяют и вновь обжигают.
Интересен способ эмалирования чугунных изделий в процессе их отливки. Для этого форму, приготовленную из формовочной смеси, покрывают изолирующим слоем графита и тщательно выглаживают. На графитовый слой как можно ровнее наводится слой эмали, которая предварительно растирается в тонкий порошок и разбалтывается в водой до густоты сметаны.
Если изделие пустотелое, а отглазурить его нужно также и с внутренней стороны, то эмалью покрывают и стержень.
Иногда эмалевую массу в сухом порошкообразном виде наносят на влажный изолирующий графитовый слой, т. е. просто посыпают влажную поверхность сырой земляной формы (или стержня) порошком эмали и приглаживают. Затем формы сушат и заливают расплавленным чугуном. Отливка должна быть спокойной, т. е. без излишнего газовыделения (в состав эмали не должны входить вещества, способные выделить газы или пары при температуре плавления чугуна). Для этих способов используется эмалевая масса, состоящая из кварцевого песка, кальцинированной соды и мела. Для лучшего прилипания массы к форме в массу добавляют глину.
Составы эмалевой массы для эмалирования в процессе литья (в массовых частях) даны в табл. 9.
Таблица 9
Эмаль по алюминию
В настоящее время у нас в стране и за рубежом разработан ряд технологий эмалирования алюминия. Это относится главным образом к области техники (антикоррозийные, защитные покрытия, без учета художественных качеств), а в области ювелирных эмалей по алюминию сделаны пока только первые шаги, но вполне успешные как в художественном, так и в техническом отношении (рис. 18).
18. Горячая эмаль на алюминии. Учебная работа (1980 г.)
В настоящее время в отечественной практике изготовлением художественных изделий из алюминия с применением горячих эмалей занимаются художественные производства Эстонии (г. Таллин), Армении (г. Ереван), и некоторые цехи экспериментальных ювелирных фабрик при художественных комбинатах Художественного фонда СССР и РСФСР (комбинат «Русский сувенир», комбинат ЭТПК), а также некоторые художники в своих мастерских.
Одной из первых, начавших опыты по применению эмалей для декорирования алюминиевых изделий, является художница Л Линакс (г. Таллин). Ее работы часто экспонируются на выставках и убеждают в технической возможности и целесообразности применения горячих эмалей для декорирования произведений из алюминия.
В ГДР, Венгрии и Чехословакии горячую эмаль используют не только в декоративных и ювелирных изделиях, но покрывают горячей эмалью большие гладкие или рифленые листы из алюминия, из которых собираются декоративные стенки и панели.
Технология покрытия алюминия горячей эмалью в основном не отличается от общепринятой для других металлов. Однако для алюминия используются специальные легкоплавкие эмали, выпускаемые Дулевским фарфоровым заводом, с температурой плавления 600—620°С. В качестве основы используются как литые, так и штампованные или чеканные изделия с соответствующими углублениями, предназначенные для заполнения их эмалями. Эмаль прочнее держится, если углубления имеют шероховатую поверхность и глубину не менее 1,5 мм. При приготовлении эмалевой массы следует пользоваться теми же приемами, как" и для меди. Однако все операции должны производиться с большей тщательностью и аккуратностью. Например, при наложении эмали необходимо следить за тем, чтобы слой эмали был равномерным и углубления, предназначенные для эмали, были заполнены ровно и плотно, особенно по краям, так как при обжиге эмаль выгорает с краев и там, где слой очень тонок. В то же время, если эмаль положить очень толстым слоем, при обжиге образуются бугры и неровности. Недостатки исправляют, добавляя эмаль на выгоревшие места, и повторно обжигают. Следует указать, что обжиг надо производить осторожно и внимательно, так как температурные интервалы плавления эмали и самого алюминия очень близки. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы муфель не перегревался. Целесообразно закладывать изделие в печь, нагретую до 550—600°С, а затем поднимать в ней температуру до 620°С и поддерживать на этом уровне до полного и ровного расплавления эмали.
