Эмалирование

Эмалирование — одно из наиболее эффективных средств придания художественной отливки качественно новой эстетической ценности.

Эмаль представляет собой тонкий слой сравнительно легкоплавкого стеклянного сплава различных цветов. Ее наносят в порошкообразном состоянии на поверхность изделия и затем наплавляют, подвергая изделие обжигу. Эмаль не только украшает изделие, но и защищает от коррозии. Она обладает большой стойкостью к воздействию атмосферных факторов и агрессивных сред (кислот, щелочей, ядовитых газов).

В состав эмалевого порошка входят кремнезем, глинозем и другие оксиды, которые называют «плавнями». Качество эмали определяется соотношением тугоплавких и легкоплавких компонентов.

Преобладание тугоплавких соединений, например окиси кремния, приводит при охлаждении и затвердевании к частичной кристаллизации (так называемому расстекловыванию).

Избыток легкоплавких соединений, например оксида натрия и калия, снижает прочность эмали. Она легко трескается, разъедается кислотами и даже может раствориться в горячей воде.

По составу эмали разделяют на прозрачные и глухие (непрозрачные0.

Для получения цветных эмалей (прозрачных и глухих сначала готовят основной сплав, а затем к этому бесцветному сплаву добавляют различные красители и вновь все переплавляют. Примером основы цветных эмалей могут служить составы, представленные в табл. 5.

Красители, которые добавляют к основе в различных пропорциях, представлены в табл. 6. применяются также и другие красители.

Таблица 5. Составы основы цветных эмалей

Таблица 6. Красители цветных металлов

Художественные эмали должны быть легкоплавкими с температурой плавления до 800 ^oС (для алюминия 600 ^oС), химически стойкими к отбеливанию. Обладать хорошей кроющей и адгезионной способностью, ярким, чистым цветом и блеском.

Процесс эмалирования включает в себя три основных этапа: подготовка изделия, нанесение эмали, обжиг.

Подготовка изделия заключается в очистке металла от различных загрязнений, оксидных пленок и т.п. механическим способом (крацеванием) с последующим обезжириванием и травлением.

Изделия из медных сплавов после очистки нагревают в печи до появления на поверхности тонкой пленки оксидов. Эта пленка, прочно соединенная с металлом, улучшает сцепление эмали с металлом.

Перед наложением куски плавленой эмали размалывают в порошок с частицами размером до 0,01 мм. Более крупные частицы неравномерно распределяются по поверхности изделия.

Важно, чтобы эмалевый порошок был однородным по размеру зерен, иначе мелкие зерна, которые плавятся значительно быстрее, успевают выгореть, прежде чем начнут плавиться крупные. В результате цвет эмали будет тусклым. Пылевидные частицы после размола обычно удаляют, промывая порошок водой.

Размолотую эмаль смешивают с водой и в виде кашицы накладывают на изделие кистью или шпателем.

Для получения качественного покрытия важно, чтобы температура коэффициент расширения эмали был по возможности близок к коэффициенту расширения металла. При большом различии этих коэффициентов эмаль после обжига отслаивается от изделия.

После наложения эмали изделие тщательно прослушивают, чтобы избежать кипения влаги при отжиге, которое приводит к браку изделия.

Обжигают эмали при температуре 600-800 ^oС в электрических печах с открытыми спиралями. Каждый предмет, обжигаемый в печи, помещают на специальные подставки из никеля или жаропрочной стали.

Перед эмалированием изделия делают пробу. На небольшой пластине из того же материала проводят все операции эмалирования.

В процессе обжига наблюдают за состоянием поверхности эмали. Как только она приобретает стекловидный блеск, нагрев прекращают.

После обжига металлические части изделия, не покрытые эмалью отбеливают, чтобы удалить оксиды. Отбеливание производят в слабом растворе серной кислоты (до 15%) или в концентрированной соляной кислоте. Для эмалей с пониженной кислотостойкостью рекомендуют применять лимонную кислоту или щавельную кислоту.

Техника художественного эмалирования невероятно разнообразна. В одних случаях выразительный эффект достигается введением в композицию небольших цветовых пятен, в других эмаль является основным декором. Наконец, эмалью покрывают все изделие, а металл служит только конструкционной основой.

Выемчатые эмали. для декоративной отделки художественных отливок чаще всего применяют выемчатые эмали. при этом на поверхности изделия (на модели) предусматриваются специальные углубления — выемки, которые затем заполняют эмалью. Глубина выемки влияет на прозрачность эмали: чем глубже выемка, тем глуше цвет. Дно углубления тщательно защищают, так как оно служит рефлектором, отражает свет.

Для непрозрачных эмалей металлическую основу оставляют шероховатой.

Углубление может быть заполнено эмалью как частично, так и на все глубину. В первую случае эмалью покрывают только дно, и тогда при обжиге образуется цветной мениск. Во втором после многократного нанесения и обжига эмаль заполняет углубление заподлицо с краями.

Перегородчатые эмали. эта техника в основном используется для ювелирных изделий. перегородки изготавливают их тонких ленточек, плющеной приволоки или филиграни. Ячейки, образованные перегородками, заполняются эмалями. Изделие сушат, а затем обжигают.

Гладкие эмали. Их в настоящее время применяют главным образом в посудном производстве. Эмалевые массы делятся на основные (грунт) и покровные, которые последовательно наносят на изделие. Первые значительно превосходят по тугоплавкости.

Живописное эмалирование. Создание тончайших живописных миниатюр эмалевыми красками на металлической основе имеет очень много общего с живописью по фарфору и выполняется теми же красками.

Живопись по эмали (финифть) — довольно сложный технологический процесс, требующий от художника большого профессионального мастерства. Его особенность в том, что после обжига краски меняют свой первоначальный цвет и интенсивность. Художник использует палитры — пластинки, на которые наносят краски и подвергают обжигу.

После обезжиривания и травления поверхность изделия покрывают тонким слоем эмали, которая служит грунтом. Затем живописец приступает к переводу рисунка и росписи.

Все краски просушивают при температуре 300-400 ^oС, а затем производится обжиг при температуре 650-900 ^oС.

Обжиг живописных эмалей — весьма ответственная операция. Он производится, как правило, в окислительной атмосфере в обычном муфеле. Прямое воздействие отрытого пламени недопустимо, так как при этом краски чернеют и обесцвечиваются вследствие восстановления металлов из их оксидов, являющихся красителями.

Эмаль с накладками. Предварительно изделие сплошь покрывают глухой эмалью. Затем из медной, серебряной или золотой фольги вырезают узор. Накладывают на изделие, которое подвергают обжигу до расплавления эмали. металлические накладки прочно вплавляются в эмалевый слой.

В качестве накладок применяют также серебряную проволоку и эмалевую зернь — мелкие шарики из тугоплавкой эмали.

Прозрачные эмали. техника заключается в том, что невысокий

Металлический рельеф сплошь покрывают прозрачной эмалью так, что и его выступы скрыть под слоем эмали. Рельефное изображение просвечивает сквозь эмаль, причем выступающие элементы просвечивают сильнее. Своеобразный эффект света в тени как бы увеличивает глубину рельефа. Прозрачную эмаль наносят и на гравированные изделия.