Лекция 29
Эмалирование
1. Эмалирование. Основные понятия и способы наложения эмали.
2. Материалы и приспособления для эмалирования.
3. Технология эмалирования.
Эмаль, представляющая собой легкоплавкие прозрачные или заглушенные (непрозрачные) свинцово-силикатные стекла, окрашенные в различные цвета окислами металлов, наносится в порошкообразном состоянии на поверхность изделия, и после обжига превращается в слой блестящего покрытия с устойчивыми красками.
Различают следующие основные способы выполнения эмали (рис. 2.4.10).
Рис. 2.4.10. Схема основных методов нанесения эмали
1. Перегородочная эмаль. На пластинку устанавливают или напаивают перегородки из плоской вальцованной проволоки с поперечным сечением 0,15x0,6 мм (рис. 2.4.10, а). Пространства между ними заполняются эмалью. Перегородки выгибают в соответствии с контуром рисунка, а участки эмали образуют красочные элементы украшения.
2. Выемочная эмаль. В толстой пластине делают углубления, которые затем заполняются эмалью (рис. 2.4.10, б). Углубления получают гравировкой, травлением, чеканой и т. п. Иногда при изготовлении выемочной эмали выпиленную узорчатую пластинку припаивают к пластине основания.
3. Филигранная эмаль. В данном случае речь идет о комбинации перегородочной и выемочной эмалей. На тонкой пластине из благородного металла плоским чеканом выбивают углубления, в которые согласно рисунку впаивают перегородки, и после этого ячейки заполняются эмалью.
4. Оконная (просвечивающая) эмаль. Основа, удерживающая эмаль, вырезается из металла или изготавливается из ажурной филиграни (рис. 2.4.10, в). Пространство заполняют эмалью и обжигают. По характеру она напоминает цветной витраж. Оконная эмаль применяется в лампах, фонарях, ювелирных украшениях и т. д., т. е. в тех изделиях, которые смотрятся в проходящем свете.
5. Рельефная выемочная эмаль. Это разновидность выемочной эмали. Рельефные углубления в пластине выполняются штихелем. Когда фон покрывают прозрачной эмалью, то углубления, имеющие более толстый слой эмали, становятся темными, выступающие же части остаются более светлыми (рис. 2.4.10, г).
6. Накладная эмаль. Из тонкой полосы изготовляют контурные фигуры в соответствии с рисунком и их с обеих сторон покрывают эмалью (рис. 2.4.10, д).
7. Живописная эмаль. Пластину основания покрывают тонким слоем прозрачной или непрозрачной эмали (рис. 2.4.10, е). Рисунок наносят тщательно растертыми красками и затем обжигают. Законченную живопись после обжига иногда покрывают бесцветной эмалевой глазурью.
Исходя из особенностей применения, эмалевая глазурь должна отличаться от обычного стекла следующими свойствами:
тепловое расширение эмали должно быть выше, чтобы не возникали напряжения между эмалью и металлом при охлаждении;
температура плавления эмали должна быть ниже температуры плавления основного металла.
Основу эмали составляет бесцветный стекловидный расплав, который состоит из следующих основных компонентов: кварца, соды, мела, карбоната магния и окиси свинца. Добавлением окислов металлов можно получать цветные эмали. Наряду с прозрачными находят применение и непрозрачные эмали, которые получают добавлением окиси олова, криолита, фтора или костяного пепла. Так как изготовление цветных эмалей требует хороших знаний химии, то лучше пользоваться готовыми эмалями, выпускаемыми специализированными предприятиями. Достаточно иметь около 50 видов цветных просвечивающих и непрозрачных эмалей в количестве от 30 до 50 г каждой. Хранить их следует в банках с широким горлышком и притертой пробкой.
Так как цвет сырого материала редко соответствует цвету переплавленной эмали, рекомендуется изготовить пробные пластины, которые показывали бы натуральный цвет эмали на различных материалах основы.
В качестве оборудования применяют эмалировочные печи. При обжиге эмали не рекомендуется пользоваться открытым газовым пламенем, так как эмаль в этом случае нагревается неравномерно, и, кроме того, копоть, попадая в эмаль, может ее испортить. Для этой цели следует пользоваться муфельными печами.
Опорные решетки. Каждое изделие при обжиге требует специальной опоры или решетки. Хорошая опора должна удовлетворять следующим требованиям:
1) неизменность формы и поверхности при нагревании;
2) отсутствие перекоса обжигаемых эмалируемых предметов;
3) материал опоры не должен прилипать к эмали.
Волокна асбестовых опор вплавляются в эмаль. Они используютя лишь в том случае, если оборотная сторона изделия не подвергается эмалированию. От решетки из обычной стали при высокой температуре могут отслаиваться частички окиси железа, которые, попадая в эмаль, остаются в ней в виде черных пятен. Наиболее подходящей является опорная решетка из никеля и его сплавов или из жаропрочных сталей. Форма решетки зависит от конфигурации и размеров соответствующего изделия.
Идеальная чистота является главным условием получения качественной эмали. Пыль, грязь, масло и различные примеси являются главными причинами дефектов эмали. Поэтому рабочее место ювелира должно быть тщательно убрано и хорошо оборудовано. Там, где производится шлифовка и полировка, нельзя производить эмалирование. Печь должна находиться рядом.
Золото является наиболее подходящим металлом в качестве основы для нанесения эмали, как в чистом виде, так и в виде высокопробных сплавов. Оно обладает малым коэффициентом теплового расширения при нагреве и придает эмали особую яркость. Серебро, напротив, обладает большим коэффициентом теплового расширения и поэтому плохо соединяется с эмалью. Для лучшей схватываемости рекомендуется придавать серебряной основе некоторую шероховатость.
Медь, как и золото, хорошо подходит в качестве основы для нанесения эмали, однако она имеет пониженную отражательную способность и многие эмали, которые сильно светятся на фоне золота и серебра, выглядят на меди грязными и темными. Томпак хорошо связывается с эмалью, при этом эмаль на его поверхности приобретает больший блеск, чем на меди.
В технологическом отношении начинают с подготовки металла основания. Для хорошего схватывания с эмалью необходимо, чтобы металлы были абсолютно чисты и хорошо обезжирены. Остатки китта следует удалить. Перед нанесением эмали окончательно обработанные заготовки подвергают отжигу, травлению и в случае необходимости блестящему протравлению. Затем их крацуют латунными щетками, промывают в проточной воде и просушивают в опилках. Если водяные капли при промывке еще собираются на поверхности изделия, то значит металл еще имеет следы жиров и к эмалированию не пригоден. Подготовка к выемочной эмали. Выемки в пластине можно получить следующими методами. Штихелем вырезают в металле углубления. Глубина выемки оказывает большое влияние на цветовой эффект прозрачной эмали: чем глубже выемка, тем темнее окраска. Дно впадины делается блестящим, гладким и благодаря этому оно действует как рефлектор. Стенки выемки могут быть вертикальными или сужаться книзу; расширение выемки книзу, которое обычно применяется в инкрустации, приводит к появлению напряжений в металле. Основа для непрозрачной эмали должна быть шероховатой. Проще всего выемки можно получить травлением. После травления углубления рекомендуется слегка сгладить штихелем.
При подготовке основания под перегородочную эмаль берут тонкую пластину металла и припаивают к ней по краям рамку, согнутую из обжатой вальцами по высоте четырехгранной проволоки. Рамка должна быть достаточной толщины, чтобы она не была повреждена при последующем шлифовании. Перегородки для эмали выгибаются ювелирными щипцами из тонких полосок. Затем их отжигают, подвергают травлению и последующей правке. Перегородки припаивают. Выступающие части припоя удаляют.
Большие куски стекловидного расплава эмали, разбивают. Маленькие кусочки, полученные после этой операции, растирают с дистиллированной водой пестиком в фарфоровой ступке. В каждом случае порошки эмали должны промываться и отстаиваться до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Только для непрозрачных эмалей допускается небольшое количество мути в воде. Полученную массу эмалевого порошка помещают в фарфоровую чашку, куда укладывают и записку с номером цвета, Если приготовленную эмаль не используют в этот день, то ее хранят в дистиллированной воде. Нанесение и обжиг эмали. Увлажненной кисточкой или узким шпателем наносят эмаль на изделие и там распределяют. Степень влажности массы определяется видом работы. Если масса слишком влажная, она разливается по поверхности и смешивается с ранее нанесенными эмалями. Если же она чересчур высохла, то плохо распределяется по поверхности. Как у перегородочной, так и у выемочной эмали углубления и ячейки перед первым обжигом не полностью заполняют эмалевой массой, так как некоторые виды эмалей становятся тусклыми или матовыми, если их нанести слишком толстым слоем. Для получения блестящего эмалевого покрытия обжиг после дополнительного нанесения эмалей должен проводиться не более трех–четырех раз, так как некоторые эмали изменяют свой цвет (например, красная эмаль после многократного обжига может стать черной). Перед обжигом из эмалевой массы удаляют воду, которая была необходима при нанесений эмали. Подготовленные к обжигу изделия тщательно просушивают до тех пор, пока порошок не станет совсем сухим. После того, как в печи будет достигнута заданная температура, в нее помещают хорошо просушенную заготовку. Время обжига зависит от вида эмали, вида нагрева и температуры печи. Сначала эмаль спекается в некрасивую массу, вязкую и тягучую, затем, поверхность ее выравнивается, становится гладкой, приобретая стекловидный блеск при цвете красного каления. Тогда изделие можно вынимать.
После окончательного обжига эмаль шлифуют, смачивая ее водой. От промывки во многом зависит качество готового изделия. Поверхность эмали покрыта порами, которые могут заполниться частицами абразивов, вследствие чего на эмали появляются серые пятна. Поэтому изделие нужно тщательно промыть в проточной воде, протирая его щеткой. Крупные поры тщательно вычищают иглой и при последующем обжиге их осторожно заполняют эмалью. Одновременно исправляются места, на которые не наносится эмаль.
Для глянцевого обжига изделие в последний раз помещается в печь для того, чтобы покрыть однородной гладкой глазурью его наружную поверхность, ставшую слегка шероховатой при шлифовании.