3 .2. Печи для обжига

Технология эмалирования осталась в принципе такой же, как во времена Те-офилуса (см. п. 9.3.2). Лишь одно суще­ственно изменилось — печи для обжига. Мы восхищаемся работами старых мастеров и совершенно не можем предста­вить, что они производили обжиг в пла­мени древесного угля, покрытом защит­ным колпаком. Изменив положение кол­пака ча пламени древесного угля на горизонтальное, получили муфельную печь, что было существенным техниче­ским прогрессом. Рабочие образцы могли теперь просто загружать в печь для обжига и также бесприпятственно выни­мать.

Рис. 34. Муфельная печь

Этот принцип сохранился до сегод­няшнего дня, изменился лишь способ разогрева муфеля. Уже в прошлом сто­летии древесный уголь вытеснил кокс, затем были разработаны муфели, отапли­ваемые газом, и, наконец, электрические муфельные печи.

В настоящее время целесообразно при­менять только электрические обжиговые печи (рис. 34). Муфель из огнеупорного шамота окружен нагревательными спира­лями или нагревательными стержнями — силитами, которые обеспечивают в му­фельной печи необходимую температуру обжига. Снаружи печь покрыта тепло­изоляционным материалом и помещена в металлический кожух. Важно, чтобы дверца печи свободно открывалась и за­крывалась (и по возможности одной ру­кой), чтобы при загрузке печи не возни­кало ненужных потерь теплоты. Для того чтобы наблюдать за процессом об­жига, в дверце печи должно быть смот­ровое отверстие, защищенное термостой­ким стеклом.

Перечисленным требованиям удовлет­воряют все лабораторные печи, которые могут обеспечить температуру до 1000° С. Габаритные размеры печи опре­деляются характером производимых ра­бот. Для опытов и эмалирования ювелир­ных изделий достаточно, чтобы отвер­стие муфеля составляло 50x50 мм. Для других работ можно использовать му­фельные печи.

Особенно важно оснащение печей тер­морегулятором. В рабочем пространстве печи располагают температурный зонд, по шкале которого определяют темпера­туру печи, а регулировочный указатель позволяет устанавливать желаемую тем­пературу.

Печь помещают на устойчивом столе, покрытом термоизоляционной плитой, например из асбеста, и в целях безопас­ности заземляют корпус печи. Для того чтобы муфель дольше служил, необходи­мо помнить, что нельзя помещать обжи­гаемое изделие непосредственно в каме­ру. Надо всегда пользоваться подставка­ми для обжига или на основание муфеля поставить шамотную плиту. Если эмаль стекает, то она попадает на эту плиту, которую в случае необходимости нетруд­но заменить.

Лекция №4.

Инструменты и приспособления.

4.1. Подставки для обжига эмали

После того, как на изделие нанесена эмаль, она должна просохнуть, и только потом изделие помещают в печь для обжига. В большинстве случаев невоз­можно взять изделие щипцами или пин­цетом и поместить в печь, не повредив нанесенного слоя эмали, поэтому для обжига эмалируемые предметы размеща­ют на огнеупорных подставках (рис. 35).

В качестве подставок используют ша­мотные плиты толщиной от 10 до 16 мм. При нагреве они не деформируют­ся, однако становятся хрупкими при рез­ких изменениях температур и могут растрескиваться. В связи с этим плиты, размеры сторон которых превышают 50 мм, следует помещать в коробку из стального листа (рис. 35, а).

Н елегированная конструкционная сталь хорошо поддается гибке и фор­мовке, что позволяет изготавливать из нее подставки для обжига. Однако такая сталь деформируется при нагревании и, кроме того, при нагреве от нее отслаива­ется окалина, что может вызвать брак эмалевой поверхности. Покрытие под­ставки охрой, глиной или мелом защища­ет от образования окалины, однако зани­мает много времени, так как после каж­дого обжига покрытие нужно обновлять. Кроме того, подобное покрытие дает нежелательное загрязнение. Единствен­ным надежным средством является по­крытие подставки для обжига грунтовой эмалью для стали. Для этого подставку из стали, как это принято в техническом эмалировании (см. п. 10.2), очищают, на­носят грунтовую эмаль и обжигают. Ко­нечно, обжигаемый образец нельзя ста­вить непосредственно на такую подстав­ку: необходимы промежуточные слои ас­беста или слюды, чтобы изделие «не прилипало» к подставке. Следует упомя­нуть и традиционное средство: очищен­ную стальную подставку покрывают ла­тексом. По истечении 24 ч покрытие повторяют и оставляют сохнуть. После высыхания второго слоя подставку поме­щают в печь и оставляют на ночь для окончательного высыхания и обжига. Та­кое покрытие выдерживает свыше 50 обжигов, и при этом не обнаруживается следов износа нанесенного слоя. Кроме того, эмаль не прилипает к подставке.

Для изготовления небольших подста­вок можно использовать никель. Это малоокисляемый металл, но его примене­ние ограничивается тем, что при высоких температурах он становится мягким и деформируется.

Оптимальным является изготовление подставок из хромоникелевых и других

жаростойких легированных сталей. Од­нако обработку этих сталей затрудняет высокая твердость и прочность.

Готовых подставок для обжига эмалей в продаже нет. Эмальер должен изготав­ливать их самостоятельно. Приведенные ниже рекомендации могут служить от­правной точкой при конструировании подставок и размещении на них изделий.

Ровная пластина, эмалируемая с од­ной стороны, должна лежать обратной стороной непосредственно на подставке для обжига. Можно использовать, как показано на рис. 35, б, стальную плиту.

Рис. 35. Горизонтальные подставки для обжига эмалей:

а—шамотная плита в стальной коробке; б— стальная подставка с прокладкой из асбеста; в—стальная подставка со вставленными кону­сами; г—шамотная плита со вставленными иголками; д—шамотная плита со вставленны­ми штифтами и скобами

В плите надо сделать отверстия, чтобы пластина с эмалью могла подогреваться и снизу. Кроме того, при этом снижается термическое расширение стальной под­ставки. Плиту можно захватывать без помощи дополнительных удерживающих приспособлений. Более удобна шамотная плита, которая вкладывается в стальную коробку (рис. 35, а). Несколько языков коробки загнуты вниз и образуют ножки, а на одной стороне язычок следует уста­новить горизонтально, чтобы можно бы­ло захватить его щипцами.

Ровную пластину, эмалируемую с обе­их сторон, можно положить непосред­ственно на подставку, если контрэмаль в дальнейшем не будет видна. Но при этом следует обращать внимание на то, чтобы контрэмаль не прилипла к подставке. Для этого между эмалируемым предметом и подставкой надо проложить асбест или слюду.

Рис. 36. Подставка для обжига в виде двойного клина

Рис. 37. Подставки для обжига мелких предметов

После обжига прилипшие остатки изолирующего материала можно сошлифовать. Если контрэмаль должна оста­ваться неповрежденной, то необходимо поместить пластинку так, чтобы она не прогибалась при достижении температу­ры обжига. Пластинку устанавливают таким образом, Чтобы она опиралась на подставку только наружными, не покры­тыми эмалью ребрами. Для этого хорошо подходят выточенные стальные конусы (рис. 35, в), которые вставляют в отвер­стия стальной подставки на расстояниях, соответствующих размерам эмалируемой пластины. Эмалируемую пластину можно также устанавливать на клинья (рис. 36).

Для пластинок меньшего размера мож­но порекомендовать специальные под­ставки для обжига (рис. 37). При обжиге пластин большого размера появляется опасность прогибания их посередине, вследствие их большой массы, поэтому необходимо предусмотреть дополнитель­ную центральную опору (рис. 38). Изоб­раженная на рисунке подставка для об­жига предназначена для большой круг­лой пластины. Стальная полоса толщи­ной 1 мм и шириной 10 мм прорезается так, что образуются треугольники. Пос­ле обжига треугольники разворачивают в правую сторону и слегка наклоняют вниз с тем, чтобы касание обжигаемой пластины и подставки происходило по точкам.

Другой вариант подставки под большие листы — шамотная плита с просверлен­ными небольшими отверстиями, в кото­рые вставляют тонкие штифты из термо­стойкой стали, платины или белого золо­та (см. рис. 35, г). Важно правильно выбрать момент для снятия пластины с подставки после обжига, тогда штифты не оставят на контрэмали следов, так как горячая эмаль имеет достаточную теку­честь. Если же пластина слишком горя­чая, то при снятии ее с подставки из контрэмали в местах соприкосновения со штифтами вытягиваются нити. На слиш­ком холодной пластине вмятины от стер­жней не выравниваются.

При эмалировании выпуклых изделий с опорной поверхностью, не покрытой эмалью (типа чаши с припаянной нож­кой), достаточно ровной подставки из стали или шамота, как для пластин, эмалируемых с одной стороны.

Для выпуклых изделий, эмалируемых с обеих сторон, прежде всего необходимо изыскать возможность установить изде­лие на чистую металлическую кромку, не прикасаясь к эмали. При конструирова­нии подставки следует особое внимание обратить на ее устойчивость. Например, плоскость устойчива при трех точках опоры (трехногая табуретка не опроки­дывается). Если присутствует большее число точек опоры, то они будут нагру­жены неравномерно. Отсюда следует, что в большинстве случаев подставка для обжига с тремя точками опоры наиболее удобна, так как в ней минимум точек соприкосновения обеспечивает макси­мальную устойчивость изделия. Но есть

исключения. Для больших предметов не­обходимо большее число точек опоры, из которых теоретически нагружены лишь три, но используются все, в целях пре­дотвращения прогибания размягченной пластины (см. рис. 37). С такой подстав­кой следует обходиться осторожно, так как поставленный на нее предмет может легко соскользнуть. Ребра подставки должны быть наклонными. Чтобы до минимума довести соприкосновение, их можно заточить до толщины лезвия ножа.

В некоторых случаях нельзя избежать соприкосновения эмалируемой поверхно­сти с подставкой. Тогда наиболее удобна подставка с тремя точками опоры: опас­ность повреждения покрытия незначи­тельна. Например, в отверстия стального листа следует вставить коиусы так, что­бы образовалась подставка с тремя точ­ками опоры. Такую же возможность дает шамотная плита с иголками. В качестве подставок можно использовать применя­емые в керамическом производстве ша-мотиые коиусы. Соотношение рассто­яний между точками опоры и диаметром сосуда должно обеспечивать устойчивую опору. Для неглубоких чаш необходимы большие опорные поверхности, чем для глубоких: диаметр опорной поверхности должен составлять минимум 1/3 от обще­го диаметра изделия. Например, для со­судов диаметром 8—10 см необходима опорная поверхность диаметром 3 см.

При эмалировании изделий сложных форм следует создавать подставки, кото­рые точно подходили бы для данного объекта. На рис. 37 показано несколько примеров.

Для обжига также необходимы щипцы или вилка (рис. 39). В качестве щипцов для обжига эмали можно использовать лабораторные тигельные щипцы. Каждая подставка для обжига должна быть изго­товлена так, чтобы ее легко можно было захватить и прочно удерживать щипцами. Для этой цели также хорошо подходит вилка. Ее легко можно изготовить из стальной проволоки нужного диаметра. Зубцы вилки U-образиой формы прива­ривают к прямому стержню, который заканчивается деревянной ручкой. Каж­дая подставка для обжига должна иметь два отверстия, которые соответствуют расстоянию между зубцами вилки. С помощью вилкн удобнее удерживать под ставку в руке и можно надежнее захва­тывать ее, чем при помощи щипцов.

Рис. 38. Подставка для обжига с опорой в центре