1.2 Завдання на підготовку до лабораторної роботи

1. Засвоїти сутність та призначення поверхневої пластичної деформації та локального поверхневого гартування.

2. В стислій формі описати основи поверхневої пластичної деформації та гартування виробів, приділити увагу технологічним параметрам обробки.

3. Підготувати табл. 1.1 та 1.2.

1.3 Контрольні питання

1. Охарактеризувати сутність ППД та фізичні основи її впливу на конструкційну міцність.

2. Навести схеми та пояснити основні види поверхневого зміцнення.

3. Охарактеризувати сутність статичних та динамічних способів пластичного деформування виробів.

4. У чому полягає сутність обкочування роликами (кульками); роликом, що вібрує; відцентрово-кулькової обробки ?

5. Основні види дробострумінного зміцнення, їх особливості, фізична сутність, призначення.

6. Чим пояснюються зміни в фазовому складі, напруженому стані, тонкій структурі сталей та виробів після ППД?

7. У чому полягають особливості електромеханічної обробки, із використанням енергії вибуху, алмазного вигладжування?

8. Сутність і призначення поверхневого гартування, позитивні і негативні відміни від об’ємного гартування.

9. У чому полягають нагрівання внутрішніми та зовнішніми джерелами тепла?

10. Охарактеризувати сутність способів газополуменевого нагрівання: циклічного; беззупинного.

11. Індукційний спосіб нагрівання – як один із основних способів при локальному поверхневому гартуванні: параметри, сутність, особливості.

12. Фізичні основи поверхневого нагрівання електронним променем, лазерним променем та розжареною плазмою.

13. Основні чинники, що впливають на вибір способу нагрівання при поверхневому гартуванні.

14. Охарактеризувати зміни структури, властивостей, залишкових напружень по поперечному перерізу виробів після поверхневого гартування та самовідпускання.

1.4 Порядок виконання роботи

1. За завданням викладача для заданих виробів із урахуванням умов їх експлуатації, матеріалу та технічних вимог до виробів обрати способи локальної поверхневої обробки. Призначити технологічні параметри обробки. Дані занести в табл. 1.1 та 1.2.

Таблиця 1.1 – Технологічні параметри поверхневої пластичної деформації виробів

Наст. номер	Назва виробу	Матеріал виробу	Технічні вимоги до виробу	Умови експлуатації виробу	Технологічні параметри ППД
					Спосіб ППД	Вид обладнання	Характеристика робочого інструмента (тіла)	Зусилля, кН (МПа)	Тривалість обробки, хв.	Інші параметри
1
2

Таблиця 1.2 – Технологічні параметри поверхневого гартування виробів

Наст. номер	Назва виробу	Матеріал виробу	Технічні вимоги до виробу	Умови експлуатації виробу	Технологічні параметри поверхневого гартування
					Спосіб нагрівання виробу	Вид обладнання	Тривалість нагрівання , с	Вид нагрівання	Температура нагрівання, °С	Інші параметри гартування
1
2

1.5 Зміст звіту

1. Описання основних особливостей та сутності поверхневої пластичної деформації та поверхневого гартування виробів.

2. Заповнені табл.1.1 та 1.2.

3. Схеми мікроструктур та розподілу залишкових напружень у виробах до та після локальної обробки.

4. Висновки по роботі.

1.6 Література

1 с. 109–128; 2 с. 181–192; 3; 4; 5 с. 623–632, с.644–647.

Лабораторна робота № 2

ЕМАЛЕВІ ТА ПОЛІМЕРНІ ПОКРИТТЯ

Мета роботи – ознайомитися із функціями та галузями застосування емалевих та полімерних покриттів; вивчити основні поняття та технологічні процеси нанесення на вироби емалевих та полімерних покриттів.

2.1 Загальні відомості

2.1.1 Емалювання. Емалювання – це з׳єднання скловидносилікатного або склокристалічного матеріалу (тобто емалі) із металом. Емаль виконує захисні, оптичні, механічні, хімічні, естетичні, декоративні та гігієнічні функції.

Емалі класифікують за такими ознаками [1]:

• за видом вихідних матеріалів;

• за основними функціями (грунтові, покривні, безгрунтові та декоративні);

• за експлуатаційними властивостями (білі, кольорові, хімічно- та термічностійкі та ін);

• за матеріалом основи (для сталі, чавуну, міді, алюмінію тощо).

Ґрунтову емаль використовують як проміжний шар для підвищення адгезії між металом та покривною емаллю. Ґрунтова емаль повинна задовольняти наступним вимогам: мати широкий температурний інтервал можливості здійснення процесу (80...100°С), температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) емалі повинний бути дещо нижчим, ніж ТКЛР металу (для запобігання виникнення напружень розтягування в емалі); необхідно забезпечувати добре змочування поверхні металу емаллю; ґрунтова емаль повинна мати більш високий поверхневий натяг, ніж покривна. Основою ґрунтових емалей є SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, Na₂O або K₂O, CaO [1].

Покривні емалі використовують як оздоблення, тобто, по-перше, вони повинні мати необхідні споживчі властивості, по-друге, задовольняти певним декоративним вимогам. ТКЛР, поверхневий натяг, в’язкість та температура розм’якшення покривної емалі мають дещо нижчі значення, ніж у випадку ґрунтової. Склад покривних емалей широко варіюється в залежності від виду емалі (білі, кольорові, хімічностійкі тощо).

Безгрунтові емалі поєднують в собі функції ґрунтової та покривної емалей, їх наносять безпосередньо на метал.

Декоративні емалі використовують для надання естетичного вигляду виробу, їх застосовують переважно для виробів домашнього господарства.

Сировина для емалей. Найважливіші компоненти емалей та їх властивості наведено в табл.2.1.

Таблиця 2.1 – Найважливіші компоненти емалей та їх властивості [1]

Матеріал	Формула	Mrel	, г/см2	t, °С	fR	fCh	Перехід в емалі
1	2	3	4	5	6	7	8
Гідроксид алюмінію	Al(OH)3	78	2,42	розкладається	1,0	0,65	Al2O3
Оксид сурми	Sb2O3	291,5	5,67	655	1,0	1,0	Sb2O3
Карбонат барію	BaCO3	197,4	4,4	розкладається	0,99	0,77	BaO
Оксид свинцю	PbO	223,2	9,53	890		1,0	PbO
Бура кристалічна	Na2B4O710H2O	381,4	1,7	60	1,03	0,16 0,36	Na2O B2O3
Бура безводна	Na2B4O7	201,3	2,4	740		0,31 0,69	Na2O B2O3
Борна кислота	H3BO3	61,8	1,4	розкладається	1,0	0,56	B2O3
Піролюзит (діоксид марганцю)	MnO2	86,9	5,0	розкладається	0,9	0,82 0,91	MnO Mn2O3
Сульфід кадмію	CdS	144,5	4,82	розкладається	1,0	0,89	CdO
Карбонат кальцію	CaCO3	100,1	2,8	розкладається		0,56	CaO
Оксид кобальту	Co2O3	165,8	5,18	розкладається		1,0	Co2O3
Кислий фосфат натрію	Na2HPO4	142		розкладається		0,50 0,43	P2O5 Na2O
Доломіт	CaCO3MgCO3	184	2,8	розкладається		0,30 0,22 0,72	CaO MgO CaO
Плавиковий шпат, фторид кальцію	CaF2	78,1	3,1	1390	0,98	0,49	F
Калійний польовий шпат	K2OAl2O36SiO2	540	2,57	1150		0,17 0,18 0,65	K2O Al2O3 SiO2
Карбонат калію	K2CO3	138,2	2,4	890	0,98	0,68	K2O
Нітрат калію	KNO3	101,1	2,1	226		0,46	K2O
Кріоліт	Na3AlF6	210	2,9	1100	0,98	0,44 0,24 0,54	Na2O Al2O3 F
Продовження табл. 2.1
1	2	3	4	5	6	7	8
Карбонат літію	Li2CO3	73,9	2,1	732	1,0	0,40	Li2O
Карбонат магнію основний	4MgCO3Mg(OH)2H2O	503,7	3,0	розкладається	0,98	0,43	MgO
Сурик	Pb3O4	685,6	9,1	розкладається	0,98		PbO
Метаантимо-нат натрію	NaSbO3	192,7	3,4			0,84	Sb2O5
Нітрат натрію	NaNO3	85	2,26	310	1,0	0,36	Na2O
Силікофторид натрію	Na2SiF6	188,1	2,7		0,98	0,33 0,33 0,60	Na2O SiO2 F
Оксид нікелю	NiO	74,7	6,6			1,0	NiO
Кварцовий пісок	SiO2	60,1	2,65	1710	0,97	1,0	SiO2
Кальцинована сода	Na2CO3	106,0	2,5	852	0,98	0,58	Na2O
Діоксид титану	TiO2	80,1	3,8	1560	1,0	1,0	TiO2
Діоксид олову	SnO2	150,2	6,95	1800 (возг.)	1,0	1,0	SnO2
Діоксид цирконію	ZrO2	123,2	5,5	2700	1,0	1,0	ZrO2
Силікат цирконію	ZrSiO4	183	4,6	2550		0,68 0,32	ZrO2 SiO2
Домішки у млин
Карбонат амонію	(NH4)2CO3H2O	114		розкладається
Хлорид амонію	NH4Cl	53,5	1,53	розкладається
Бентоніт	Al2O34SiO2H2O	360	2,5	розкладається
Мочевина	CO(NH2)2	60	1,34	138
Хлорид калію	KCl	74,6	1,98	770
Каолінова глина	Al2O32SiO22H2O	258	2,5	розкладається
Хлорид магнію	MgCl26H2O	203,3	3,3	712
Примітка: Mrel – відносна молярна маса; fR – коефіцієнт чистоти; fCh – хімічний коефіцієнт оксиду RmOn

Основними матеріалами для емалей є ті, з яких виплавляють скляну основу фріти. Це, як правило, сировина кварцова (з високим вмістом SiO₂), силікатна (містить K₂OAl₂O₃SiO₂, Na[AlSiO₄] та ін.), на основі B₂O₃ та Р₂О₅, глиноземна (Al₂O₃), носії (якими є карбонати) оксидів лужних та лужноземельних металів (Li₂O, Na₂O, MgO). Окислювачі в шихту вводять для окислення органічних домішок в розплаві та протидії невдалого фарбування. Як окислювачі використовують нітрати (КNO₃, NaNO₃) та діоксид марганцю (MnO₂). Активаторами адгезії в звичайних ґрунтових емалях є оксиди нікелю, кобальту, міді та ін. (СоО, Со₂О₃, Со₃О₄, NiO, Ni₂O₃, CuO), сульфіди миш’яку та сурми (As₂S₃, As₂S₅, Sb₂S₅). Пігменти та матеріали, що світяться, додають для отримання необхідного забарвлення виробу (наприклад, зелену емаль можна отримати додаванням в шихту Cr₂O₃, синю – при додаванні оксидів кобальту СоО, червону – при додаванні сульфоселеніду кадмію Cd(S,Se); білу – TiO₂; для світіння використовують сульфіди (ZnS), а також різноманітні силікати з додаванням активаторів. Глушниками, тобто речовинами, що сприяють розсіюванню світла, яке потрапляє на емальований виріб, є SnO₂, TiO₂, CaF₂ та ін.

Отримання емалевої фріти. Фріта – це різко охолоджена, неоднорідна, переважно скловидна маса, що застигла. Фріти для емалювання виготовляють сплавленням із суміші сирих матеріалів із подальшим охолодженням (сухе чи мокре гранулювання), значно рідше спіканням [1].

Дозовані сирі матеріали механічно змішують (5...10 хв.) для досягнення однорідності. Отриману таким чином шихту завантажують в піч для розплавлення, що триває 2...4 години. По закінченні плавлення проводять охолодження та по можливості грануляцію розплаву за допомогою водного струменю (тобто мокре гранулювання). Для подальшого зберігання гранули просушують. У випадку сухого гранулювання розплав різко охолоджують в охолоджуємих валках і в подальшому подрібнюють.

Отримання порошку або шлікеру. Для нанесення на метал (як при сухому, так і вологому способах) емаль повинна знаходитися в дрібнодисперсному вигляді, що досягається подрібненням емалевих гранул (іноді з домішками) в барабанних млинах [1].

Емалевий порошок, що отриманий сухим подрібненням, є хімічно однорідним, тобто складається із емалевої фріти. При мокрому подрібненні разом із фрітою додають багаточисельні домішки (кварц, глину, пігменти тощо), а також воду. Тому готовий мокрий порошок, що наносять на виріб (тобто шлікер), уявляє собою дисперсію твердої речовини (фріта, глина, частково кварц) в воді із розчиненими солями та має консистенцію загустілої маси.

Підготування металу. Найважливішою метою є очищення поверхні металу від продуктів корозії, масел, жирів, змащування, пилу та ін., та покращення зчеплення емалі з металом завдяки наданню поверхні деякої шорсткості. Вищезазначені вимоги можуть бути досягнуті знежирюванням, травленням, нікелюванням, абразивноструменевою обробкою, методами абразивного шліфування тощо.

Нанесення емалі. Процес нанесення уявляє собою покриття виробу емалевим шлікером (мокре нанесення) або емалевими пудрою чи порошком (сухе нанесення).

На якість емалевого покриття впливають рівномірність та товщина шару емалі. Дуже тонкий шар має недостатні функціональні параметри, дуже товстий є схильним до відшаровувань. В табл. 2.2 наведено оптимальні товщини шарів емалі [1].

Мокрим нанесенням можна створювати як грунтові, так і покривні шари. Мокре нанесення виконують оббризкуванням, занурюванням, обливанням або фарбуванням щіткою.

Оббризкування використовують в основному для плоских деталей великого розміру (наприклад, мийні ванни). Шлікер дрібно розпилюють за допомогою стиснутого повітря та повітрям подають його на виріб. Краплі, що потрапили на поверхню, зчіплюються із нею та при подальшому оббризкуванні утворюють суцільний шар. Недоліком цього методу є значні втрати емалі (до 50 %) та забруднення навколишнього середовища.

Таблиця 2.2 – Звичайні дані про кількість емалі, що наноситься, та товщини емалевого шару при стандартному нанесенні емалі на тонкий стальний лист

Шар емалювання	Питома кількість, що наноситься, г/дм2	Товщина шару емалі, мм, після
		сушіння	випалювання
Ґрунтова емаль	2,6…3,8	0,11…0,17	0,08…0,12
Покривні шари: перший другий (для виправлення дефектів)	3,2…4,5  3,2	0,14…0,20  0,14	0,10…0,14  0,10
Загальна товщина			0,20…0,35

При зануренні виріб повністю розташовуються у ванні із шлікером.

Обливання низхідним або висхідним струменем шлікера використовують для виготовлення великих виробів, для внутрішнього покриття в порожнистих тілах (ємності, труби). Для плоских виробів цей метод використовують рідко.

Нанесення покриття щіткою використовують при декоруванні, при виробництві висококислотостійких емалевих покриттів на сірому чавуні та ін. Покривати щіткою можна вироби будь-яких розмірів.

Нанесення сухого порошку. Емалеву фріту перемелюють з невеликою кількістю домішок в емалевий порошок, який наносять на вже створений ґрунтовий шар. Найбільш розповсюдженими методами є гаряче нанесення порошку, нанесення зануренням, нанесення за допомогою електрофорезу.

При використанні двох перших методів деталь нагрівають до високих температур ( 900 °С). Емалева пудра у випадку гарячого нанесення порошку за допомогою пневматичних або ручних сит розсіюється на виріб. При цьому порошкова емаль спікається на гарячій деталі. Якщо температура для цього не достатня, спечену емаль розплавляють в печі для випалювання; для отримання на виробі необхідного шару необхідно 2...3 таких нанесення та випалювання. Цей спосіб використовують для виготовлення литих чавунних ванн, хімічних апаратів та деталей апаратів.

Метод нанесення зануренням використовують для деталей малого розміру (деталі сантехніки, хімічних апаратів та ін.). При цьому способі розжарений виріб занурюють в пудрову емаль та обвалюють в ній, доки не з’явиться спечений шар.

Спосіб електрофорезу відповідає принципу способу занурювання і використовується для емалювання плоских та спеціальних деталей. Електрофорез заснований на переміщенні диспергованих частинок твердої речовини в електричному полі. Частинки твердої речовини з електричним зарядом переміщуються у воді в електричному полі до деталі, яка є анодом, та осаджуються на ній.

Сушіння. Після мокрого нанесення емалі необхідна операція сушіння. Висушений та невипалений шар називають бісквітом. Ретельне та повне сушіння мокрого емалевого покриття необхідне для уникнення збагачення пічної атмосфери (при випалюванні) парами води, яке може призвести до утворення пінистості, відшаровувань, погіршення зчеплення емалі з основою. Повністю висушені «бісквітні шари» дуже тверді та щільні. При випалюванні вони схильні до тріщиноутворення та відшаровувань.

При сушінні розрізняють такі основні форми теплопередачі: теплопровідність, конвекцію та випромінювання (табл.2.3).

Таблиця 2.3 – Форми теплопередачі та нормативні показники технології сушіння [1]

Форма теплопередачі	Вид сушіння	Оптимальна температура заготовки, °С	Тривалість сушіння
Теплопровідність	Індуктивне нагрівання	200…300	3…10 с
Конвекція: вільна примусова	на повітрі в печі в конвективній сушильці	20…40 50…80 100…150	6…10 год до 1 год 15…30 хв
Випромінювання	від ниті розжарювання в інфрачервоній області	150…200 100…150	1…4 хв 2…5 хв

Сушіння теплопровідністю є достатньо ефективним, якщо процес нагрівання та сушіння починається від нагрітого матеріалу основи (це є можливим при індукційному нагріванні або як частковий випадок при сушінні конвекцією або випромінюванням – через задню сторону виробу). Сушіння конвекцією є основою більшості технологій сушіння, при цьому використовується вільна або примусова конвекція повітря. Для сушіння випромінюванням можуть використовуватися інфрачервоні сушилки.

Висушений «бісквітний» шар уявляє собою скопичення зерен фріти, які зв’язані плівкою частинок глини та солями, що виділилися.

Випалювання. Шар емалі, що нанесений на виріб та висушений, при випалюванні оплавляється до отримання гладкої поверхні. При цьому виникає суцільний скловидний шар, що міцно пов’язаний із металом. Умови випалювання залежать від метала-основи, типу нагрівання та виду емалі (табл. 2.4) [1].

Таблиця 2.4 – Огляд найбільш часто використовуємих умов випалювання

Матеріал виробів, що випалюють	Температура випалювання, °С		Тривалість випалювання, хв
	грунтової	покривної
Легкий посуд, сталь	800…850	800…820	2,5…4
Важкий посуд, сталь	830…880	830…850
Прості плоскі деталі, сталь	780…830	780…820
Плоскі деталі, безгрунтове емалювання		800…850
Побутові ванни, сталь	820…840	820…840	6…8*
Те ж, чавун	900…940	750…850
Резервуари та апарати, сталь	850…880	830…860	до 60*
Те ж, чавун	850…900	830…870
Деталі з кислотостійкою ґрунтовою емаллю	830…880		3…5
Кольорові одношарові емалі, сталь		750…820	2,5…4
Те ж, чавун		740…790	6…8
Майолікова емаль, сталь	780…830	750…820	3…4
Те ж, чавун	780…830	710…750	6…8
Емалювання алюмінію		520…560
Високотемпературне емалювання легованої сталі та титану		900…1300	4…10
* Відноситься до чавуна тільки для випалювання грунту; випалювання покривної емалі при пудровому покритті триває набагато менше

Великий вплив на процес випалювання мають тип печі та товщина стінки матеріалу, що випалюють, підтримка певної температури, атмосфери в печі та заданої тривалості випалювання. Ці параметри залежать від структури емалевого шару та властивостей метала – основи. Найбільш коротка тривалість процесу досягається при індукційному нагріванні, в прохідних печах нагрівання та охолодження проводять з невеликою швидкістю; також товстостінний матеріал потребує більшої тривалості випалювання, ніж тонкостінний. Печі, що найбільш часто використовують, приведено в табл. 2.5.

Таблиця 2.5 – Параметри та галузі використання печей випалювання різних типів [1]

Печі		Галузь використання	Відношення маси оснащення до маси матеріалу, що випалюють	Продуктив-ність1, кг/год	Питомі витрати енергії2, мДж/кг, при нагріванні
					газом із використанням		електричним струмом
					звичайних пальників	радіаційних труб
Камерні	муфельні	Посуд (малі серії), плоскі деталі, побутові литі ванни, апарати	1,0-3,0	50-2500 (400)	2,5
	безмуфельні	Литі побутові ванни, апарати	1,0	300-3000(1000)	2,1	1,8	1,05(0,29)
Прохідні	тунельна	Ванни і посуд (великі серії)	0,4-2,0	300-2000(1000)	1,65	1,2	0,68(0,19)
	противоточна	“—“—“—“	0,4-2,0	300-5000(2500)	1,25	0,92	0,58(0,16)
	реверсивна	Посуд, плоскі деталі	0,4-2,0	300-7000(2500)	1,15	0,84	0,54(0,15)
	із роликовим подом	“—“—“—“	0,6-2,0	50-1000(600)	2,1		0,83(0,23)
	із подом, що обертається	Побутові ванни	£0,5	300-1000(500)	1,8	1,6	0,72(0,20)
Індукційні3		Деталі, що семеричні відносно вісі	0	100-300(1000)			0,43(0,12)
1 В скобках – середня продуктивність. 2 Норма для середньої продуктивності, не відноситься к печам легкої конструкції; в скобках – витрати електроенергії, кВтгод/кг. 3 Дані відносяться до чистої продуктивності (без нагрівання оснащення на відміну від паливної печі

Дефекти емалювання [1]. Критерії якості для технічних емалевих покриттів дуже високі, водночас причини появи дефектів в багатьох випадках дуже важко визначити. Тому, як правило, визначають та усувають деякі побічні фактори, що можуть призвести до появи дефекту. На рис. 2.1 представлені найважливіші дефекти емальованих виробів та можливі джерела їх появи.

А – вихідний матеріал (заготовка), Б – емаль, В – технологічний процес емалювання, Г – монтаж (збирання) та відвантаження; а – матеріал,

б – конструкція, в – надання форми, г – варення, д – ґрунтова емаль,

є – покривна емаль, ж – домішки в млин, з – розплавлення, і – подрібнення,

к – забруднення, л – про гартування (відпал), м – знежирення, н – щавлення,

о – струміневе очищення, п – нанесення покриття, р – сушіння,

с – випалювання, т – охолодження, у – правка, ф – транспортування, х – монтаж (збирання), ц – упакування, ч – транспортування готового виробу.

Перелік дефектів: 1 – відшарування для сталі; 2 – теж саме, для чавунного литва; 3 – тріщина для сталі; 4 – теж саме для чавунного литва; 5 – волосовими для сталі; 6 – усадкови тріщини для сталі; 7 – «риб’яча луска» для сталі; 8 – виколкі для сталі; 9 – пухирі та пори для сталі; 10 – теж саме для чавунного литва; 11 – приховані усадкові раковини для чавуну; 12 – рядки пухирів для сталі; 13 – скопичення пухирів для сталі; 14 – теж саме для чавунного литва; 15 – наскрізні отвори для сталі; 16 – «мідні голови» для сталі; 17 – чорні плями для сталі; 18 – теж саме для чавунного литва; 19 – ділянки, що вільні від покриття; 20 – теж саме для чавунного литва; 21 – включення; 22 – зміна кольору; 23 – вицвіт; 24 – різнотовщинність покриття; 25 – структура типу «апельсинової кожури»; 26 – лунки; 27 – матова емаль; 28 – деформація для сталі. Умовні позначення: х – основна причина; х – можлива причина;  - незначний вплив;  - суттєвий вплив; — — – відсутність впливу або дуже малий вплив

Рисунок 2.1 – Причини дефектів та фактори, які впливають на появу найважливіших дефектів при емалюванні стального листа та чавунних відливок [1]

1. Злами та несуцільності в емалі. Виникають тоді, коли дійсні напруження перевищують міцність емалі. Дуже високі напруження стискування можуть призвести до відшаровувань в емалі, а дуже високі напруження розтягнення – до тріщин в емалі.

1. Відшаровування. Являють собою шкаралупчасті утворення емалі із відкорковуванням ґрунтового шару або навіть частинок метала основи. Відшаровування можуть виникнути внаслідок дії підвищених напружень, невеликого ТКЛР емалі, місцевих потовщень, ударів, виділення із метала основи на межі поділу метал – емаль водню (так званий дефект «риб’яча луска»). Знижена міцність зчеплення – ще одна причина появи відшаровувань.

1.2. Тріщини («сходинкові», зірчасті, волосні, усадкові тощо) являють собою щілиноподібні злами емалевого покриття, вони з'являються переважно при емалюванні чавуну. Тріщини, що обумовлені напруженнями, можуть утворюватися ще при охолодженні виробу. Також причиною появи тріщин можуть бути нерівномірне охолодження емальованих виробів, дуже швидке охолодження, знижена міцність або пружність емалі. При емалюванні чавуну підвищенні напруження розтягнення можуть бути викликані різницею в ТКЛР між металом – основою та емаллю . Усадкові тріщини утворюються внаслідок зменшення об’єму фріти при сушінні та емалі при випалюванні. Основною причиною утворення таких тріщин є дуже велика товщина шару покривної емалі; схильність до тріщиноутворення збільшується із зростанням товщини емалевого покриття.

2. Пухирі та пори. Поява пухирів та пор викликана в основному виділенням газу в процесі випалювання. Якщо ці пухирі дуже малі та рівномірно розташовані, вони можуть бути корисними, але мають негативний вплив, коли їх розмір перевищує 0,2 мм для окремого пухиря та 0,1 мм при скупченні пухирів. Дрібні пухирі, як правило, утримуються в розплавленій емалі, великі – лопаються та залишають після себе пори, що можуть об’єднуватися та утворювати ямку (рис. 2.2).

а – початкова стадія виникнення пухиря на межі поділу метал–грунтова емаль;

б – пухир незабаром перед його зникненням; в – пухир із поглинутою емалевою шкарлупою; г – бугорчастий маленький пухир; д – пухир (пора), що лопнув; є – пухир, що лопнув, із збагаченням оксидом заліза у основі;

ж – лунка як слід від пухиря, що лопнув, але не повністю

Рисунок 2.2 – Схема виникнення пухирів, пор та лунок в емалевому покритті [1]

3. Плями та побічні тіла. Плями (наскрізні отвори, «мідна голова», чорні точки, прогари тощо) являють собою точкові або більш обширні відхилення від заданого забарвлення емалі, які мають різну інтенсивність. Плями виникають під дією побічних тіл в емалі або на поверхні листа, вони є результатом реакцій на межі поділу метал – емаль або в самій емалі. Включення в емалі викликані побічними тілами, що призводить до відхилень від заданого кольору або до нерівностей емальованої поверхні.

4. Інші дефекти. Різнотовщинність покриттів може бути викликана натіканнями, сповзанням емалі та ін. (тобто внаслідок невірних параметрів нанесення покриття). Матова («сліпа») емаль характеризується неблискучою поверхнею, яка не змінюється навіть після обтирання. Причиною появи цього дефекту можуть бути: недостатнє випалювання, розтріскування емалі та ін. Деформації, тобто відхилення від форми (жолоблення, провисання, напучування, вм'ятини) виникають переважно при випалюванні плоских виробів.

Основні галузі використання емальованих виробів:

- домашнє господарство (посуд, цебра, холодильники, меблі, світильники та ін.);

- енергетична техніка (печі, нагрівальні та пічні труби, радіатори, камери згоряння та ін.);

- промисловість (хімічні апарати, деталі машин, труби, ванни для розплавлених солей та металів та ін.);

- сільське господарство;

- електротехніка та електроніка (трансформатори, електродвигуни та ін.);

- транспортне машинобудування (двигуни, автомобілі, деталі суден, системи відведення газів);

- будівництво (плитки, стінки, бензоколонки та ін.).

Експлуатація емальованих виробів. Неправильне поводження з емальованими виробами може призвести до погіршення споживчих властивостей та зменшення строку їх експлуатації. Особливо шкідливим є очищення тертям (наприклад, відтирання з піском), шкрябання емальованого покриття. Очищувати емалевий шар можна тільки теплою водою, не можна використовувати сильні луги. Прилади, що покриті висококислотостійкою емаллю, очищують високонцентрованими кислотами (окрім плавикової). Очищувальні засоби, що потребують втирання, можна використовувати лише в тих випадках, коли вони м’якші за емаль. Також при експлуатації емальованих виробів необхідно уникати ударів, поштовхів, підвищених напружень, термічних ударів.