Что такое эмалирование?

Основа эмали

Эмалирование – это процесс обработки поверхности, при котором на металл наносится тонкий слой стекла. Стеклянный порошок плавится и сплавляется с металлической поверхностью при нагревании до высоких температур, создавая гладкую, прочную и декоративную отделку. Эмали можно наносить на украшения, посуду, архитектурные металлоконструкции и многое другое.

Цели эмалирования

Эмалирование выполняется как по эстетическим, так и по функциональным причинам. Некоторые ключевые цели эмалирования включают в себя:

• Оформление торжеств – Эмали позволяют наносить на металл красочные рисунки и узоры. Можно создавать яркие оттенки и художественные мотивы. Эмаль издавна применялась для украшения украшений, посуды, ваз и других изделий из металла.
• Цвет – Эмали доступны в широком спектре цветов, от основных оттенков до ярких прозрачных и опалесцирующих разновидностей. Металлы можно декорировать в любой цвет с помощью эмали.
• Protection – Стеклянное покрытие защищает металл под ним от коррозии, царапин и потускнения. Эмали обеспечивают гладкую и химически стойкую поверхность.
• Долговечность – Правильно залитая эмаль очень прочная. Он сохраняет свой цвет и блеск в течение длительного периода времени по сравнению с красками или покрытиями. Качественные эмалированные изделия могут служить поколениям.
• Адаптация люстры – Эмалирование позволяет придать металлическим предметам уникальный цвет, рисунок, текстуру и отделку. Популярны индивидуальные эмалированные подарки, от эмалированных украшений до персонализированной посуды.

Декоративные и защитные свойства эмали позволяют украшать как ювелирные изделия, так и предметы домашнего обихода цветом, художественным рисунком и долговечной отделкой. Эмалирование превращает простые металлы в красивые и долговечные произведения искусства и мастерства.

Состав эмали и материалы

Стеклянные порошки, используемые для эмалирования, состоят из смеси кремнезема, флюсов и красителей, которые сплавляются вместе, образуя декоративное покрытие:

• Silica – Диоксид кремния является основным стеклообразующим компонентом. Кварц, песок и матовое стекло могут обеспечить кремнезем.
• флюсы – Флюсовые материалы, такие как бура или кальцинированная сода, снижают температуру плавления кремнезема, что делает возможным эмалирование при достижимых температурах.
• Красители - Оксиды металлов, такие как кобальт, медь, марганец и другие соединения, создают различные цвета и непрозрачность эмали.
• Замутнители – Замутнители, такие как оксиды олова и цинка, придают непрозрачную белизну и контролируют прозрачность.
• Дополнения – Нестеклянные материалы, такие как глина или карбонат кальция, действуют как наполнители, влияющие на рабочие свойства эмали.
• Перевозчики - Носители, такие как гуммиарабик, помогают частицам стекла прилипать во время нанесения, прежде чем обжиг закрепит их навсегда.

Правильный состав стеклянного порошка наряду с выбором совместимых металлических подложек придает эмали уникальное сочетание цвета, текстуры, долговечности и способности сплавляться с металлами. Эмалисты могут использовать готовые эмали или смешивать их самостоятельно.

Типы эмали

Существуют различные техники и подвиды эмалирования, каждая из которых создает разные художественные эффекты. К основным видам эмалирования относятся:

• перегородчатая – К металлическому основанию припаяны тонкие проволоки для создания небольших отсеков, которые заполняются эмалевым порошком. Проволоки создают очерченные рисунки и узоры.
• Шамлеве – Участки вырезаны или вытравлены из металлической основы, а углубления заполнены эмалью. Эмаль ровная с металлической поверхностью.
• Бас-Тай – Эмаль наносится на металлическую пластину и обжигается. Наносится больше эмали и гравируется, чтобы выявить основной цвет эмали.
• Плике-а-жур – Техника, при которой эмаль полностью заполняет отверстия через металлическую основу, создавая эффект витража.
• Крашеная эмаль – Эмалевые порошки, смешанные с маслом/водой, наносятся на металл как картина. Обжиг сплавляет цвета эмали.
• Лимож - Техника живописной эмали, связанная с Лиможом, Франция. Слои эмали наносятся и обжигаются несколько раз для создания рисунка.
• гильошированным — На металле перед нанесением прозрачной эмали гравируют замысловатые сплошные узоры или текст. Эмаль подчеркивает выгравированные узоры.
• Плике-а-жур – Техника, при которой эмаль полностью заполняет отверстия через металлическую основу, создавая эффект витража.
• Гризайль – Техника монохромной расписной эмали с использованием различных серых и черных эмалей для получения градаций.

Основные параметры эмалирования

Правильный контроль определенных параметров имеет решающее значение в процессе эмалирования для достижения высокого качества результата. Некоторые ключевые факторы и параметры, которые необходимо контролировать, включают:

• Температура обжига – Порошок эмали должен быть обожжен при достаточно высоких температурах (обычно 800-900°C), чтобы полностью расплавиться, растечься и сплавиться с металлической подложкой. Слишком слабый обжиг может привести к плохой адгезии.
• Время стрельбы – Необходимо выдержать достаточно времени при температуре, чтобы эмаль полностью расплавилась. Недостаточное время обжига может привести к отслаиванию или отслаиванию. Для увеличения толщины и полного сплавления может потребоваться несколько обжигов.
• Состав эмалевого стекла – Состав стеклянного порошка влияет на поведение при плавлении, химическую стойкость, цвет и многое другое. Различные эмали предназначены для определенных металлов, температур и областей применения.
• Подготовка поверхности – Металлическая поверхность должна быть тщательно очищена и иметь шероховатость путем шлифовки или травления, чтобы обеспечить механическое сцепление с эмалью. Этапы обезжиривания и очистки имеют решающее значение.
• Техника нанесения эмали – Надлежащие методы нанесения, такие как влажная/сухая упаковка или распыление сверху, позволяют равномерно нанести эмаль перед обжигом. Гарантирует стабильные результаты.
• Скорость охлаждения – Медленное охлаждение необходимо для предотвращения теплового удара и растрескивания эмалированной детали после обжига. Требуется период постепенного охлаждения.
• Атмосфера стрельбы – Обжиг в атмосфере с низким содержанием кислорода может препятствовать окислению некоторых химически активных металлов. Можно использовать восстановительную атмосферу или покровную эмаль.

Подходящие основные металлы

Металлическая основа, используемая для эмалирования, должна выдерживать высокие температуры и термоудары при обжиге без деформации. Эмаль также должна правильно слиться с металлической поверхностью. Некоторые распространенные основные металлы, подходящие для эмалирования, включают:

• Нержавеющая сталь – Обычно используются различные марки стали, такие как низкоуглеродистая и нержавеющая сталь. Сталь обладает высокой термостойкостью и обеспечивает гладкую поверхность для прилипания эмалей.
• Медь – Медь обладает отличными термическими свойствами, позволяющими выдерживать циклы обжига. Это популярный выбор для эмалированных украшений. Естественный цвет меди может повлиять на окончательный оттенок.
• Серебро – Чистое серебро плавится при слишком низкой для эмали температуре. Но стерлинговое серебро содержит достаточно меди, чтобы поднять температуру плавления. Чистое серебро может быть покрыто медью с помощью гальванического покрытия перед эмалированием.
• Золото – Золото подходит для эмалирования, но его высокая стоимость ограничивает его применение. Рекомендуется как минимум 14-каратное золото, так как более высокое содержание золота снижает температуру плавления. Цвет золота влияет на окончательный оттенок эмали.
• Никель – Иногда используется никель, так как он имеет высокую температуру плавления. Но у некоторых людей есть аллергия на никель, поэтому нанесение эмали непосредственно на никель встречается редко.
• Кобальт-хром — Этот сплав обладает отличной термостойкостью для эмалирования и часто используется для ювелирных изделий. Содержит кобальт и хром.

Правильный выбор металла помогает обеспечить плавность процесса эмалирования и надежное сцепление эмали. Недрагоценные металлы, такие как сталь и медь, широко используются в промышленности, в то время как драгоценные металлы используются в ювелирных изделиях.

Необходимое оборудование и материалы

Эмалирование требует некоторого ключевого оборудования и материалов для обработки металлических подложек и нанесения цветных стеклянных покрытий. Типичное оборудование и расходные материалы включают в себя:

• печной – Для обжига эмали требуется высокотемпературная печь, способная достигать 800-900°C. Можно использовать печи, предназначенные для стекла или керамики. Обычно выбирают электрические и газовые печи.
• финифть – Необходимо приобрести тонкоизмельченные цветные стеклянные порошки, пригодные для эмалирования. Широкий выбор цветов и отделки доступен от поставщиков эмали.
• сито – Сито или просеиватель используется для отделения кусочков эмали и обеспечения мелкого и постоянного размера частиц порошка перед нанесением.
• Инструменты для приложений – Кисти, шпатели, пинцеты и специальные инструменты помогают нанести ровный слой эмали на металлическую поверхность.
• Подставка или сетка – Используется для подъема и поддержки металлических деталей в печи во время обжига. Варианты из нержавеющей стали и керамики распространены.
• щипцы – Высокотемпературные щипцы используются для безопасного перемещения горячих металлических изделий в печь и из нее. Типичны щипцы в виде пинцета с длинной ручкой.
• Защитное оборудование – Защитные очки, перчатки, фартук и маска для работы с опасными эмалирующими химическими веществами и обращения с горячими предметами.
• Шлифовальный станок – Используется для шлифовки, формовки и подготовки поверхности металлических заготовок перед эмалированием.
• Контейнер для воды – Для тушения горячих предметов и очистки. Нержавеющая сталь идеально выдерживает перепады температур.

Этапы процесса эмалирования

Процесс эмалирования включает в себя несколько важных этапов подготовки металлической поверхности, нанесения слоев стеклянной эмали и сплавления всего вместе с обжигом. Общий процесс включает в себя:

1. Дизайн и выбор металла – Изделие разработано, и в зависимости от применения выбраны соответствующие металлические подложки.
2. Подготовка поверхности – Поверхность металла тщательно очищают и придают шероховатость шлифовкой или травлением для улучшения адгезии эмали.
3. Применение эмали – Порошок эмали наносится просеиванием, мокрой укладкой или другими способами для создания равномерного покрытия.
4. Стрельба – Эмалированное изделие обжигают в печи при температуре около 800-900°C, чтобы расплавить стекло и сплавить его с металлом.
5. Охлаждение – После обжига объект медленно охлаждается для предотвращения трещин и теплового удара. Закалка в воде ускоряет охлаждение.
6. Отделка – Дополнительная шлифовка, опиловка, полировка или травление могут быть выполнены для сглаживания поверхностей и улучшения окончательного внешнего вида.
7. Повторное нанесение эмали – Для многослойных эффектов, трафаретов или более толстых эмалевых покрытий шаги повторяются для нанесения и обжига дополнительных слоев.
8. Финальная стрельба – Заключительный обжиг помогает окончательно оформить эмаль и может быть выполнен после того, как будут созданы все слои.
9. Контроль качества – Эмалированное изделие проверяется на правильность сплавления, гладкость, точность цвета и другие критерии качества.

Промышленное применение эмали

Эмалирование используется в нескольких отраслях промышленности для нанесения стеклянных покрытий на металлические детали и изделия. Некоторые из лучших промышленных применений включают в себя:

• Техника — Эмаль обеспечивает прочное и декоративное покрытие бытовой техники, такой как духовки, холодильники, стиральные машины и т. д. Защищает металл и предотвращает появление пятен.
• Посуда – От кастрюль и сковородок до противней и форм для выпечки – эмалированная посуда имеет гладкую антипригарную поверхность, устойчивую к коррозии. Популярен для приготовления запеканок и блюд в жаровне.
• Архитектурные металлоконструкции – Фасады зданий, двери и конструкционная сталь могут быть покрыты эмалью для повышения долговечности, эстетичности и устойчивости к граффити. Помогает атмосферостойким зданиям.
• Signage – Дорожные знаки, торговые вывески, рекламные щиты и многое другое часто покрывают эмалью или используют эмалированные панели. Стеклянное покрытие защищает и добавляет цвет.
• Ванная комната – Эмалированный чугун преобладает для ванн, раковин и унитазов. Стеклянный слой предотвращает ржавчину и легко моется.
• Электротехническое оборудование – В распределительных устройствах, автоматических выключателях, трансформаторах и другом оборудовании используется эмаль для изоляции и защиты от атмосферных воздействий. Выдерживает экстремальные условия.

Применение эмали в ювелирных изделиях

Эмалирование обычно используется в ювелирных изделиях для придания цвета, дизайна и декоративных стеклянных поверхностей металлам, таким как нержавеющая сталь, серебро, золото, медь и т. д. Некоторые способы эмалирования применяются в ювелирных изделиях:

• Цепочки и подвески – Изображения, геометрические узоры и художественные рисунки можно наносить эмалью на металлические подвески, добавляя цвет и интерес. Популярны для медальонов и крестов.
• Кольца - Кольца могут быть частично или полностью покрыты эмалью, при этом некоторые металлические части оставляются открытыми для контраста. Стеклянное покрытие прочно для повседневного ношения.
• Браслеты – Браслеты-манжеты и браслеты хорошо поддаются эмалированию, что позволяет создавать яркие закрученные или линейные узоры.
• Цепи – Участки цепи или отдельные звенья могут быть покрыты эмалью, часто с использованием нескольких цветов. Эмалированная цепочка представляет собой уникальный аксессуар.
• чары – Маленькие эмалированные подвески для браслетов и ожерелий могут принимать любую форму от сердечек до животных. Возможны яркие миниатюрные картины.
• броши – Эмалирование создает потрясающие броши, булавки и нагрудные изделия с художественными мотивами, такими как цветы, птицы или пейзажи, в обрамлении из драгоценных металлов.
• Смотреть лица – Производители роскошных часов используют эмалирование, чтобы добавить цвет, гильошированную отделку и долговечность циферблатам.
• Пряжки – Пряжки ремней и пряжек сбруи часто украшают эмалью. Стеклянное покрытие позволяет создавать творческие цветовые сочетания, закрученные художественные узоры, монограммы и многое другое на поверхностях пряжек.
• Брелки – Маленькие эмалированные подвески, логотипы и мотивы могут украшать брелки. Брелки также могут иметь частично эмалированные бусины или звенья для визуального интереса. Стойкость эмали идеальна для обработки.
• Запонки – Мужские эмалированные запонки украшены деталями из цветного стекла, которые выдерживают частое использование. Дизайн может быть простым или сложным.
• Аксессуары для волос - Эмалированные заколки, заколки для волос, диадемы, гребни и заколки-невидимки могут быть украшены яркими узорами или прозрачной эмалью, похожей на драгоценный камень.

Жесткое и мягкое эмалирование

Эмали делятся на твердые и мягкие в зависимости от состава стекла и необходимой температуры обжига:

• твердые эмали – Твердые эмали содержат большое количество кремнезема и требуют обжига при температуре около 800-900°C. Они образуют очень гладкую, прочную стеклянную поверхность. Твердые эмали лучше всего подходят для таких металлов, как сталь или золото.
• Мягкие эмали – В мягкие эмали добавляют дополнительные флюсы для снижения температуры плавления до 600-800°С. Они приводят к немного менее стеклянной поверхности. Мягкие эмали используются для серебра или меди, которые не выдерживают высоких температур.

Преимущества твердой эмали

• Более прочная, устойчивая к царапинам поверхность
• Более широкий диапазон достижимых цветов
• Можно наносить тонким слоем для создания эффекта прозрачности.
• Высокая размерная стабильность

Преимущества мягкой эмали

• Более низкая температура обжига расширяет возможности выбора основного металла
• Более щадящее приложение с меньшим количеством дефектов
• Более мягкая визуальная текстура и рассеивание света
• Легче вырезать, гравировать или травить для дизайнерских приемов.

Сравнение с аналогичными поверхностными покрытиями

В то время как эмалирование обеспечивает прочное и декоративное покрытие цветного стекла, существуют и другие методы, позволяющие добиться аналогичных эффектов. Некоторые альтернативы для сравнения эмалирования включают:

• Живопись – Окрашивание непосредственно на металле может обеспечить цвет, но ему не хватает долговечности. Краска может отколоться, выцвести или поцарапаться с течением времени и использования. Эмаль вплавляется в металл для долговечности.
• Лакирование – Лаки придают полированный вид, но им не хватает цветовой гаммы и термостойкости эмалей. Лаки могут стираться со временем. Эмаль лучше выдерживает нагрев и чистку.
• смазывание маслом – Металлические покрытия, пропитанные маслом, являются временными и требуют частого повторного нанесения. Эмаль сохраняет свою поверхность годами или десятилетиями без повторного покрытия.