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Verfahren zum Emaillieren von Eisengegenständen mit Glasemails
Beim Emaillieren von Eisengegenständen mit Glasemails verfuhr man bisher in der Weise, dass die Eisengegenstände zunächst entfettet, gebeizt, gewässert, getrocknet und danach durch Tauchen, Spritzen, Pudern od. dgl. mit Emailmasse überzogen und nach dem Trocknen der Emailmasse anschliessend gebrannt werden. In der Regel werden die Eisengeschirre zunächst in dieser Weise mit einer Grundglasur versehen, auf die danach eine Deckschicht aufgebrannt wird oder nacheinander mehrere Deckschichten aufgebrannt werden. Vielfach wird aber auch unter Verzicht auf eine Grundglasur eine Deckemailschicht unmittelbar auf die Eisenfläche aufgebracht, auf die dann gegebenenfalls noch eine weitere Deckschicht oder mehrere Deckschichten aufgebracht werden können.
Zum Emaillieren unmittelbar auf der Eisen- flächebedarf es jedoch entweder der Verwendung von Emails besonderer Zusammensetzung und/oder einer besonderen vorherigen Oberflächenbehandlung der Eisengegenstände.
Beim Beizen der entfetteten, zur Emaillierung in der vorbeschriebenen Weise bestimmten Eisengegenstände zeigt sich häufig die Erscheinung, dass sich auf den Eisengegenständen ein die Eisenoberfläche ganz oder stellenweise bedeckender schwarzer Belag bildet, der von dem Fachmann als"Beizbast"be- zeichnet wird. Beizbast ist ein Beizrückstand, der in der Hauptsache aus oxydischen Eisenverbindungen besteht und ausserdem in geringen Mengen andere Verbindungen enthält, die sich beim Beizen aus Bestandteilen des zu emaillierenden Bleches gebildet haben und deren Anteil im Beizbast entsprechend ihrem Anteil im Blech unterschiedlich ist.
Von diesem Beizbastbelag hat man bisher angenommen, dass
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hat ihm insbesondere den nachteiligen Vorgang des sogenannten Aufkochens des Emails beim Einbrennen der Glasur und den Nachteil der Blasenbildung in der Glagur zugeschrieben. Auch das stellenweise Verschmoren der Grundemailschicht beim Brennen der mit Grundemailmasse überzogenen Eisengegenstände hat man auf das Vorhandensein von Beizbastbelagstellen zurückgeführt. Man ist darum bisher stets bestrebt gewesen, die Bildung von Beizbast beim Beizen von zur Emaillierung bestimmten Eisengegenständen zu verhindern, und hat, wenn Beizbastbildung festgestellt wurde, die Eisengegenstände einer Sonderbehandlung zu seiner Wiederentfernung unterzogen.
Die Erfindung beruht nun auf der überraschenden Feststellung, dass ein Beizbastbelag auf Eisengegenständen entgegen der bisherigen Annahme beim Emaillieren der Gegenstände nicht nur keine nachteiligen Einflüsse zur Wirkung hat, sondern im Gegenteil den Emailliervorgang ausgesprochen günstig beeinflusst, so z. B. ein glattes Aufbrennen und eine über das Normale hinausgehende Haftung der Glasur bewirkt. Es hat sich insbesondere auch gezeigt, dass auf Eisengegenstände, die einen Beizbastüberzug aufweisen, Deckemails unter Verzicht einer vorherigen Grundemaillierung einwandfrei unmittelbar aufgeschmolzen werden können.
Auf der Grundlage dieser Erkenntnis besteht das Verfahren zum Emaillieren von Eisengegenständen nach der Erfindung darin, dass man auf den entfetteten Eisengegenständen zunächst eine die zu emaillierende Fläche bedeckende Schicht aus Beizbast, d. h. also einen vorzugsweise aus oxydischen Eisenverbindungen bestehenden und andere aus Bestandteilen des zu emaillierenden Eisenbleches gebildete Verbindungen enthaltenden Beizrückstand erzeugt und diese Schicht anschliessend in einem Vernicklungsbad fixiert, worauf die Gegenstände passiviert und anschliessend in bekannter Weise emailliert werden.
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Zur Bildung der erfindungsgemäss erforderlichen Beizbastschicht genügt ein Beizvorgang.
Vorteilhaft werden die Eisengegenstände jedoch zunächst in üblicher Weise mit einem in wässeriger Lösung enthal-
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in Wasser gespült und danach durch nochmaliges Beizen in einem oxydierenden Beizbad. beispielsweise in einer wässerigen Lösung von Salpetersäure und Kupfersulfat mit einem Beizbastbelag versehen. In jedem Falle kommt es darauf an, dass die Beizbastschicht bei der Emaillierung der Eisengegenstände unversehrt vorliegt. Der Arbeitsstufe, in der der Beizbastbelag gebildet wird, ist darum erfindungsgemäss eine Fixierungsstufe, z. B. in einem bekannten Vernicklungsbad mit nachfolgender Passivierung anzuschliessen.
Als Vernicklungsbad dient hiebei vorteilhaft eine wässerige Lösung aus Phosphorsäure, Nickelsulfat und Borax, während die Passivierung in an sich bekannter Weise in einer wässerigen Lösung von Natrium-Nitrit und Borax, der vorteilhaft Phosphate beigegeben sind, vorgenommen werden kann. Die Passivierung soll vorzugsweise ohne Zwischenspülung an die Fixierungsstufe angeschlossen werden, während im Anschluss an die Beizstufen eine Spülung mit Wasser unvermeidbar sein dürfte.
Die Blankbeizstufe und die Beizbastbildungsstufe werden zweckmässig kalt, bei Zimmertemperatur ausgeführt. Die Fixierungsstufe wird zweckmässig bei etwa 50 - 800C durchgeführt, während es sich empfiehlt, die Passivierungsstufe mit einem kochenden Bad zu verwirklichen. Die Behandlung in der Blankbeizstufe soll vorteilhaft, je nach Konzentration des Bades, etwa 5 - 30 min, die in der Beizbastbildungsstufe, ebenfalls in Abhängigkeit von der Konzentration des Bades, etwa 0, 3 - 15, 0 min, die Fixierungsstufe etwa 0, 5 - 3 min dauern.
Das Verfahren der Erfindung ist in erster Linie gedacht für die Einschichtemaillierung von Gegenständen aus legiertem oder unlegiertem Eisenblech, insbesondere zum Aufbringen von Weissglasuren unmittelbar auf die Eisenfläche. Es kommt aber selbstverständlich auch in Betracht für jede andere Art der Emaillierung von Eisengegenständen.
Das Verfahren der Erfindung unter Anwendung von zwei Beizstufen ist an einem Beispiel nachfolgend erläutert.
Ein kaltgewalztes Blech der Richtanalyse C = 0, 08 ; Mn = 0, 30 ; Si = 0, 05 ; S = 0, 035 ; P = 0, 05 ; N = 0, 002 ; H = 0. 05 ; Cu = 0, 20 wurde in bekannter Weise in einer alkalischen Lösung, der Netzmittel und Emulgatoren beigegeben sein können, und die an sich zum Zwecke der Entfettung metallischer Gegenstände handelsüblich ist, entfettet und danach mit kaltem Wasser gespült.
In einer Blankbeizstufe wurde dieses Blech mit einem Beizbad der folgenden Zusammensetzung :
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<tb>
<tb> Salzsäure <SEP> = <SEP> 50 <SEP> Vol.-% <SEP>
<tb> Salpetersäure <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Vol.-% <SEP>
<tb> Chromsäure <SEP> = <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP>
<tb> Wasser <SEP> = <SEP> Rest <SEP>
<tb>
etwa 5 - 30 min abgebeizt.
Das blankgebeizte Blech wurde nach Spülung mit Wasser in einer Beizbastbildungsstufe mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung
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<tb>
<tb> Salpetersäure <SEP> = <SEP> 5 <SEP> Vol. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Kupfersulfat <SEP> = <SEP> 0,1 <SEP> Vol.-% <SEP>
<tb> Wasser <SEP> = <SEP> Rest <SEP>
<tb>
für einen Zeitraum von 0, 3 bis 5. 0 min behandelt, wobei sich eine Beizbastschicht bildete. Diese Beizbastschicht entfernt sich bei einer darauffolgenden Spülung mit kaltem Wasser nicht.
An Stelle eines kupfersulfathaltigen Salpetersäurebades kann auch ein anderes Bad, beispielsweise ein Schwefelsäurebad mit 15 Vol. H SO, Rest Wasser, oder ein Ammoniumpersulfatbad mit 10 Gel.-% (NH) S 0, Rest Wasser, verwendet werden. Im ersten Fall bildet sich der Beizbast bei 50-80 C in einem Zeitraum von 5 bis 20 min, im zweiten Fall bei 30-550C in einer Zeit von 2 bis 6 min.
Das mit der in der Beizbastbildungsschicht erzeugten Beizbastoberfläche versehene Blech wurde nunmehr in einer Lösung aus
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<tb>
<tb> inhibierte <SEP> Phosphorsäure <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Vol. <SEP> -0/0 <SEP>
<tb> Nickelsulfat <SEP> = <SEP> 3 <SEP> Gew.-'%) <SEP>
<tb> Borax <SEP> = <SEP> l <SEP> Gew.- <SEP>
<tb>
bei einer Temperatur von 50 bis 800C etwa 0, 5-3, 0 min behandelt, wodurch sich die Beizbastschicht fixierte.
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Ohne weitere Spülung wurde das so mit einer Überzugsschicht versehene Blech in einem schwach alkalisch eingestellten Bad mit einem Gemisch aus Natrium-Nitrit und gegebenenfalls Phosphaten (0, 50/0) und Borax (0, 51a). Rest Wasser, unter Kochen des Bades etwa 0, 5-10, 0 min passiviert. Das so vorbehandelte Blech wurde in bekannter Weise mit einer an sich bekannten, insbesondere auch weissen Deckemailschicht versehen und diese in üblicher Weise bei üblichen Temperaturen eingebrannt.
PATENT ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Emaillieren von Eisengegenständen mit Glasemails, dadurch gekennzeichnet, dass auf den entfetteten Eisengegenständen zunächst eine die zu emaillierende Fläche bedeckende Schicht aus
Beizbast, d. h. einem vorzugsweise aus oxydischen Eisenverbindungen bestehenden und andere aus Bestandteilen des zu emaillierenden Eisenbleches gebildete Verbindungen enthaltenden Beizrückstand, erzeugt und diese anschliessend in einem Vernicklungsbad fixiert wird, worauf die Gegenstände passiviert und danach in bekannter Weise emailliert werden.