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
Компоненты
Без глины
С глиной
Кварцевый песок
23
34
Кальцинированная сода
11
11
Мел
6
12
Глина
-
5
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 Д 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.
