Перейти к основному содержанию

Подготовка эмали к работе, инструменты для эмалирования, нанесение и обжиг эмали

Кулон Солнце, автор - Александр Емельянов

 Смольняков Дмитрий. Емельянов Александр. Емельянова Елена.

Подготовка эмали к работе, инструменты для эмалирования, нанесение и обжиг эмали.

 

1. Инструменты эмальера

Для обжига эмали применяют электрические муфельные1 печи, которые могут обеспечить температуру до 900 ° С.

Подготовку эмали начинают с измельчения крупных кусков. Для этой цели подходит стальная ступка (рис. 1). А для разделения размолотой эмали на фракции пользуются набором сит с ячейками разной величины.

Для работы в технике перегородчатой эмали целесообразно использовать эмалевый порошок с величиной зерна 0,1-0,5мм. Более мелкий помол может вызывать окисление и гидролиз эмалей, а более крупный помол увеличивает усадку при обжиге и затрудняет закладывание эмали в мелкие ячейки.

                          

Рис 1. Ступка для размалывания эмали.

Следует помнить, что для грубого измельчения эмалей следует использовать ступку из магнитного сплава, так как в процессе размалывания эмалевый порошок смешивается с металлическими опилками, которые неизбежно образуются при измельчении эмалевых кусков. Эти опилки следует удалить из эмалевого порошка с помощью магнита, так как в противном случае, они могут образовывать черные точки на поверхности обожженной эмали.

Для эмалевой живописи используют эмаль максимально мелкого помола, после грубого размалывания в металлической ступки эмаль дополнительно растирают в агатовой или фарфоровой ступке.

Объемные слои эмали (например, контрэмаль или подложка лицевой стороны изделия) наносятся шпателями. Их можно изготовить самостоятельно из куска толстой медной проволоки. Для этого достаточно расплющить и загнуть его концы (рис. 2).

                             

Рис 2. Шпатели для нанесения эмали.

Для нанесения тонкого живописного слоя и для прописывания деталей используют кисточки № 1-3 из мягкого волоса (колонковые и синтетические).

Для гибки перегородок необходим набор щипцов: плоскогубцы с длинными и заострёнными губками, круглогубцы, бокорезы. Они, естественно, должны быть небольшого размера.(13-15 см.). Кроме того, нужно иметь ещё несколько пинцетов.

Шлифовка эмали осуществляется шлифовальными брусками различной зернистости.

Для хранения готовой намоченной эмали подходят стеклянные или пластмассовые баночки с плотно прилегающими крышками.

2. Последовательность процесса горячего эмалирования

2.1. Подготовка металлической основы

В учебной практике в качестве металлической основы под эмаль удобно использовать медные пластины. Оптимальная толщина их составляет:

для больших работ (до 150х250 мм) 0,8-1,0 мм

для маленьких работ и пробников (до 50х50 мм) 0,5 мм

При выборе толщины пластины под выемчатую эмаль руководствуются глубиной выемок.

Пластины для эмалирования должны быть свободны от внутренних напряжений. Для этого следует отжечь заготовку после придания ей нужной формы.

Эмалевое покрытие имеет наилучшее сцепление с шероховатой основой. Поэтому на поверхность пластины желательно нанести частые, но неглубокие борозды. Это можно сделать штихелем или с помощью абразивного круга. Долгое протравливание меди в растворе лимонной кислоты также придаёт лёгкую шероховатость поверхности заготовки. После травления пластина промывается в проточной воде для удаления остатков кислоты с её поверхности.

2.2. Подготовка эмали

Кусочки эмали смальты, цветного стекла необходимо сначала измельчить в стальной ступке. Разбивают кусочки в несколько этапов и периодически просеивают помол сквозь сито. Оставшиеся в сите крупные фракции измельчают вновь. Относительно крупные кусочки можно использовать для вкрапления в основной цвет эмалевого слоя.

После того как получена необходимая смесь фракций, эмаль высыпают в баночку и заливают водой. Затем ее перемешивают и ненадолго оставляют. Когда эмаль отстоится необходимо слить мутную воду в отдельную ёмкость и заменить мутную воду свежей. Процесс повторяют до тех пор, пока вода над эмалью не станет совсем прозрачной. Эта степень чистоты отмывки особенно необходима для прозрачных эмалей; отмывку непрозрачных эмалей можно прекращать при несколько мутной воде, это не оказывает существенного влияния на качество эмалевой поверхности.

Мутную воду не следует выливать - после её полного отстаивания и слива прозрачной воды получается идеальная контрэмаль. Ее следует, конечно, использовать на невидимых поверхностях. Она обладает хорошим сцеплением и благодаря своей упругости выравнивает напряжения, возникающие при обжиге металла.

Желательным требованием, подтверждаемым многолетним опытом, является промывка прозрачных эмалей дистиллированной водой, чтобы исключить загрязнение эмали примесями, имеющимися в водопроводной воде, например Fе, Са и др. Непрозрачные эмали можно без риска промывать водопроводной водой.

 

2.3. Контрэмаль

Толстые металлические листы, какие обычно употребляются для выемчатых эмалей, имеют такую высокую прочность, что возникающие при эмалировании напряжения не могут привести к изменениям формы изделия. Тонкие листы, покрытые с одной стороны эмалью, прогибаются и коробятся в силу различия напряжений, возникающих в эмали и металле. Поэтому тонкие листы следует эмалировать с обеих сторон для того, чтобы они испытывали одинаковые напряжения растяжения с обеих сторон и оставались бы устойчивыми к деформациям.

Исходя из вышесказанного, необходимо придерживаться правила: толстый лист металла — тонкий слой эмали с одной стороны; тонкий лист — толстый слой эмали с обеих сторон.

Чем тоньше лист и чем толще оба эмалевых слоя, тем меньше опасность перегиба. Чтобы достичь полного равенства напряжений, в идеальном случае пластина должна быть покрыта с обеих сторон одинаковой эмалью, выполненной в одной технике и одинаковой толщины. Однако это почти не выполнимо и в большинстве случаев с художественной точки зрения вряд ли оправдано.

Для изделий, обратная сторона которых остается невидимой, чаще всего используют контрэмаль из отходов, получаемых после отмучивания эмали. Она содержит тонко измельченные фракции многих видов эмалей и, следовательно, объединяет в себе их свойства. Из-за длительного взаимодействия с водой она становится особенно упругой и износоустойчивой. Кроме того, это выгодно, так как позволяет использовать отходы.

Как правило, при двустороннем эмалировании следует сначала наносить на обратную сторону контрэмаль, а затем эмаль на лицевую поверхность. Изделие, покрытое с одной стороны контрэмалью, обжигают, затем его протравливают, очищают и подготавливают лицевую сторону для нанесения эмали.

Если после обжига контрэмали пластина немного деформировалась, то этому не следует придавать значения, так как при эмалировании лицевой стороны эта деформация, как правило, устраняется.

2.4. Нанесение эмали

Эмалирование лицевой стороны пластины в большинстве случаев производят в несколько слоёв.

Нижний (грунтовой) слой эмали наносится прямо на металлическую подложку. Металл при грунтовании должен быть покрыт сплошным слоем эмали. На непокрытых эмалью местах образуется твердая черная окись меди, которая перед последующим нанесением эмали должна быть обязательно удалена. Окислы меди могут быть удалены травлением в кислоте или механически при помощи абразивного бруска. В том случае, если эмаль нестойка к травильным растворам, черные обожженные края должны быть сошлифованы.

Путём нанесения нескольких слоёв эмали можно скорректировать результаты предыдущих обжигов и добиться специфических цветовых эффектов за счёт взаимного проникновения этих слоёв.

Для нанесения увлажнённой эмали, в основном, пользуются кисточкой или шпателем. При этом шпателем наносят основную массу материала, с его помощью заполняют выемки и ячейки. Кисточка больше подходит для тонкой работы. Это прописывание лессировками и прорисовывание деталей.

2.5. Сушка нанесённой эмали

Перед обжигом нанесённая эмаль должна быть тщательно высушена, так как вода при температуре обжига вскипает и испаряется, при этом эмаль отскакивает от подложки. Лучше всего просушивать работу прямо над горячей печью. Оптимальная температура для просушки эмали составляет 60-80 ° С, чтобы избежать вскипания эмали.

Если эмалевое покрытие не просушено в течение времени, необходимого для полного испарения влаги, то возможно появление следующих дефектов: 1) водяной пар улетучивается взрывоподобно и захватывает с собой частицы эмали, из-за чего образуются не покрытые эмалью места, пустоты и поры; 2) при вскипании воды частицы эмали смещаются в соседние, иначе окрашенные поля, образуя инородные цветовые пятна; 3) у эмали тонкого помола образуются морщины и трещины; 4) эмаль вытягивается по краям выемок и ячеек; 5) эмаль отслаивается с нижней стороны и с вертикальных плоскостей; 6) при обжиге в эмали могут появиться пузыри.

2.6. Обжиг эмали

При обжиге в муфеле устанавливают температуру 800—850°С, хотя эмали переходят в жидкотекучее состояние уже при температуре 800° С. Благодаря этому сокращается время обжига, так как изделия быстро нагреваются до нужной температуры, поглощая лишнюю температуру в муфеле. Таким образом, температура печи не соответствует температуре обжига эмали.

2.7. Охлаждение и правка после обжига

После того как изделие достанут из печи, ему дают немного остыть. Далее работу снимают с подставки и кладут для дальнейшего охлаждения на асбестовую плиту. Благодаря низкой теплопроводности асбестовой плиты замедляется процесс охлаждения.

Иногда в процессе обжига эмалируемый предмет коробится и деформируется. В большинстве случаев этот дефект можно полностью исправить во время охлаждения, пока изделие находится в пластичном состоянии. Это следует делать в тот момент, когда на эмали исчезнет цвет красного каления. В противном случае инструмент при правке может оставить следы в мягком эмалевом покрытии. Если эмаль слишком охладилась, то она становится хрупкой и дальнейшая правка образца невозможна.

Для правки плоских поверхностей используются деревянные пуансоны, покрытые асбестом. Для этих целей можно также использовать стальную правильную плиту, так как благодаря своей сравнительно высокой теплопроводности сталь не окажет вредного воздействия на эмалевую поверхность. При правке изделие устанавливают на асбестовую подставку и придают нужную форму плоскостью груза.

2.8. Травление эмалированных изделий

При обжиге не покрытая эмалью поверхность металла окисляется. Самый простой способ удаления окалины – химическое травление. В этом случае необходимо проверить используемые эмали на кислотостойкость. Особенно чувствительны к кислотам эмали красных, светло-желтых, зелёных и чёрных цветов.

Обычно для травления используют растворы серной азотной или соляной кислот.

Мягким реактивом, требующим продолжительного воздействия (от нескольких часов до суток), но зато наносящим меньший ущерб эмали служит раствор лимонной кислоты.

Если химическое травление окажется рискованным, вследствие низкой химической стойкости эмалей, можно удалить окисный слой механическим путём.

2.9. Шлифование эмали

Для шлифования используют абразивные бруски различной зернистости. Шлифование должно всегда осуществляться с водой. Жидкость удаляет из бруска выломанные абразивные зерна, которые оставляют царапины на изделии. Кроме того, при сухом шлифовании остатки абразива могут внедряться в поры эмали.

После обжига металл, выступающий по краям изделия, покрывается черным слоем окалины. Эти места не протравливают, так как проще и безопаснее окалину сошлифовать. Изделие прижимают к пластине из дерева или резины, установленных на краю стола. Карборундовым бруском квадратного сечения средней зернистости металл обрабатывают вдоль края до полного удаления окисного слоя (если шлифование осуществлять поперек края, то можно поцарапать или сколоть эмаль).

Неровности эмалевой поверхности также выравнивают бруском, осторожно сошлифовывая те части, которые слишком заметно выступают по краям.

У классических выемчатых и перегородчатых эмалей поверхность эмали должна быть выровнена так, чтобы она с перегородками и краями выемок образовала единую плоскость. Для этого необходимо полностью заполнять ячейки или выемки. Если эмаль после обжига лежит очень низко, ее необходимо сошлифовывать до самого глубокого места, если нет возможности доложить эмаль и произвести повторный обжиг. Эта операция трудоемка и требует много времени. Кроме того, глубокое опиливание приводит к ослаблению перегородок, которые — особенно по краям пластины — могут быть даже оторваны от подложки.

Предварительное шлифование можно выполнять на вращающемся карборундовом круге шлифовальной машинки, а для более тонких работ используется бормашинка с гибким рукавом. Но всегда процесс шлифования должен проходить с достаточной подачей воды. При механизированной обработке эмаль снимается быстро, иногда даже слишком быстро, но поверхность остается неровной. После того как проявятся перегородки, поверхность шлифуют вручную карборундовым бруском.

Шлифовальные бруски и изделие время от времени промывают водой. Прежде чем перейти к шлифованию следующим, более мелкозернистым бруском, пластину следует хорошо промыть.

2.10. Блестящий обжиг

Для получения блестящей поверхности эмали отшлифованные, чисто вымытые изделия подвергают заключительному обжигу. При температуре около 900 °С подготовленное изделие обжигается до тех пор, пока эмаль не начинает блестеть.

После обжига необходимо удалить окалину с перегородок травлением или механически.

Читать еще о технологии горячей эмали

1 Муфель – это термостойкая камера для обжига, разогреваемая снаружи с помощью нагревательных элементов.

 

12