-
Verfahren zum Herstellen einer hellen Grundschicht als Unterlage für
die Emaillierung von Gußeisen im Naß-, Puder- und Tauchpuderverfahren Für die Emaillierung
auf Gußeisen sind verschiedene Arbeitsmethoden bekannt. Weit verbreitet ist die
Anwendung eines weißen biskuitartigen Grundemails, welches z. B. durch Sintern hoher
Mengen Quarz in Pfannen oder durch ähnliche Methoden mit geringeren Mengen Borax,
Soda, Flußspat usw, hergestellt wird. Das Sintern wird bei diesem Verfahren nur
so weit vorgetrieben, daß die Oberfläche der Masse schwach glänzt, der Bruch der
erkalteten Masse aber matt aussieht. Im weiteren Verlauf dieses bekannten Verfahrens
werden die Frittebrocken vorzerkleinert und alsdann auf einer Naßmühle mit weiteren
relativ hohen Zuschlägen an Quarz und/oder Feldspat, Ton sowie noch eventuellen
Rostschutzmitteln zu einer Schlempe @-ermahlen, welche sich angießen oder aufspritzen
läßt. Nach dem Trocknen wird dieser Überzug in einem Emaillierofen bei Temperaturen
ab 650 bis 850° C eingebrannt. Nach dem Einbrand hat dieses Frittegrundemail ein
cremeweißes bis grauweißes, mattes, biskuitartiges Aussehen. Auf einem solcher Art
hergestellten Grund können sowohl in der Farbe deckende als auch transparente Emails,
sogenannte Majolikaemails, eingebrannt werden. Auch für das Trockenpuderverfahren
eignet sich ein solches Grundemail.
-
Ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Grundierung für das Trockenpuderverfahren
besteht darin, einem leichtschmelzenden Emailfluß hohe Mühlenzuschläge an Quarz
und Ton zuzugeben. Nach dem Einbrand wird dann das hiermit versehene Werkstück in
einem Arbeitsgang durch Aufstreuen von Puder fertig emailliert, wobei eventuell
ein kurzer Nachbrand zwecks Glattbrennen des Puder erfolgt, wobei das Werkstück
noch notglühend ist. Beide geschilderte Verfahren werden auch miteinander kombiniert
angewandt.
-
Ein anderes Verfahren, Gußeisen zu emaillieren, besteht darin, daß
ein leichtschmelzendes Email unter eventueller Zugabe von Ton so fein vermahlen
wird, daß in einem gebräuchlichen Mahlfeinheitsprüfsieb keinerlei Rückstand mehr
bleibt. Sodann wird diese anfangs nur mit etwa 40°/o Wasser vermahlene Masse nochmals
mit etwa der siebenfachen Wassermenge verrührt. In diese Masse können nun die zu
emaillierenden Gußteile eingetaucht werden, oder diese Masse wird mit einer Spritzpistole
in sehr dünner Schicht aufgespritzt, in beiden Fällen aber vor dem weiteren Emaillieren
eingebrannt, sei es nun durch die Anwendung des Puderemaillierverfahrens oder durch
einen besonderen Brand vor dem Naßemaillierverfahren. Diese Grundemailart bezeichnet
man auch als sogenannten Wassergrund.
-
Weiterhin ist noch das Verfahren bekannt, Deckemails mit einem niedrigen
Schmelzpunkt und ganz spezieller Emailkomposition bei relativ niedrigen Temperaturen
direkt auf Gußeisen einzubrennen. Der Ausschußanteil liegt hierbei meistens sehr
hoch. Die geringste Veränderung der Eisenzusammensetzung nach der emailnegativen
Seite hin oder die geringste Verschiebung der optimalen Verarbeitungsbedingungen
beim Schmelzen und Einbrennen eines solchen Emails ist die Ursache der nicht sehr
verbreiteten Anwendung dieses Verfahrens.
-
Schließlich ist noch bekannt, Puderemails direkt auf Gußeisen zu pudern.
Hierbei wird ein Muffelofen ständig mit Gußteilen beschickt, um ein kontinuierliches
Arbeiten zu ermöglichen. Der Nachteil dieses Verfahrens ist sehr erheblich. Das
Gußeisen setzt beim Erhitzen eine sogenannte Zunderschicht an, da die-Erhitzung
j a ohne jeden Oberflächenschutz stattfindet. Die Folge hiervon ist, daß ein gewisser
Prozentsatz der emaillierten Teile dadurch Ausschuß wird, daß die Emailoberfläche
nach einigen Tagen -von dem Werkstück herunterplatzt. Die Ursache liegt in der ungenügenden
Haftung, welche durch das Vorhandensein der Zunderschicht verursacht wird.
-
Eingehende Reihenversuche zur Ermittlung einer überaus dünnen, arbeitssicheren
und preiswerten Grundschicht für den Auftrag von Deckemails führten zu dem überraschenden
Ergebnis, daß, wenn ein feinstvermahlenes oder von Natur aus hochdisperses hellfarbiges
Pigment anorganischer, vom Email schwer auflösbarer Art mit Phosphorsäurelösung,
vorzugsweise einer 5°/oigen Lösung, als Bindemittel innig vermischt wird, z. B.
durch intensive Vermahlung, eine Grundmasse erhalten wird, welche in sehr dünner
Lage aufgebracht werden kann und muß. Vorzugsweise liegt
die Auftragsstärke
zwischen 0,012 und 0,028 mm. Nach dem Trocknen des Auftrages, welches nicht zu schnell
erfolgen soll, kann hierauf ohne weiteres in der üblichen Weise emailliert werden.
-
Solche Pigmente, welche innerhalb der üblichen Einbrenntemperaturen
sublimieren, z. B. Antimonoxyd oder Gase abspalten, z. B. Carbonate, Hydrate, Sulfate,
Chlorate usw., sind nicht für dieses Verfahren geeignet.
-
Nachstehendes Beispiel soll das Verfahren genauer erläutern Als schwerlösliches,
hochdisperses, hellfarbiges Pigment wurde in diesem Falle feinstvermahlene Zirkonerde
gewählt. Diese gehört zu denjenigen hochdispersen, anorganischen hellen Pigmenten,
welche während der kurzen Einbrennzeit bei der Emaillierung nicht oder nur teilweise
von dem Email aufgelöst werden. Um mit diesem Material eine Emaillierung erfindungsgemäßer
Art herzustellen, werden beispielsweise 66 Teile einer 5o/oigen Phosphorsäurelösung
mit 34 Teilen Zirkonerde gründlich vermahlen. In diese Schlempe können, nachdem
nötigenfalls noch weiteres Wasser hinzugegeben wird, die zu emaillierenden Gußeisenteile
getaucht werden. Vorzugsweise sollte jedoch das Spritzverfahren angewendet werden.
-
Infolge der äußerst dünnen Lage dieser so erhaltenen Schicht trocknet
der Auftrag sehr schnell. Ohne nun diese Schicht einzubrennen, kann hierauf sofort
nach dem Trocknen ein Deckemail eingebrannt werden.
-
Die Vorteile dieses Verfahrens, welches eine sprunghafte Erweiterung
der Emailliertechnik darstellt, sind mehrfacher Art, sowohl in wirtschaftlicher
als auch in qualitätsmäßiger Hinsicht.
-
In wirtschaftlicher Hinsicht kann mit einer relativ sehr geringen
Menge an Material, gegenüber der bisherigen Anwendung eines, weißen Frittegrundes
gesehen, die Grundierung durchgeführt werden. Weiterhin werden die Kosten des besonderen
Einbrandes eines Gußgrundes völlig erspart. Bei Aufbringen eines transparenten Emails,
z. B. eines sogenannten Majolikaemails, wird hiermit ein schöner Majolikaeffekt
erzielt.
-
In qualitätsmäßiger Hinsicht resultiert eine überaus dünne Gesamtemailschicht,
welche dem emailtechnischen Grundsatz gerecht wird, daß die dünnste Emaillierung
die haltbarste- ist. Darüber hinaus ist ein Email gemäß dem zum Schutz beanspruchten
Verfahren derart verblüffend schlagfest, daß es z. B. nicht möglich ist, ein solches
Email mit kräftigen Hammerschlägen von der Eisenunterlage zu entfernen, wenn die
Emaillierung unter den jeweils optimalsten Verhältnissen durchgeführt wird, wie
sie durch die Verwendung des gewählten hochdispersen, hellen Pigmentes und der Höhe-
.des Phosphorsäureanteils durch Proben zu ermitteln sind. Bei einer Schlagprüfung
entsteht immer nur eine sehr kleine Beschädigung an der Aufschlagstelle. Es konnte
festgestellt werden, daß die Wucht des Aufschlages so stark sein kann, daß eher
das Gußeisen zerspringt, als daß das Email abblättert. Für ein solches günstiges
Verhalten wird der übliche Wärmeäusdehnungswert für Gußdeckemails vorausgesetzt,
Bei der Prüfung, ob ein heller anorganischer 'Stoff günstiger oder weniger günstig
geeignet ist, sind verschiedene Voraussetzungen bei der Prüfung zu beachten.
-
a) Haftung Nicht alle derartigen Verbindungen werden von der Phosphorsäurelösung
in ihrer Eigenschaft als Bindemittel so gebunden, daß sie fest auf der gußeisernen
Unterlage haften.
-
Aluminiumverbindungen verhalten sich in dieser Hinsicht z. B. leicht
negativ. Feinstvermahlenes Quarzmehl zeigt überraschend schöne Ergebnisse, wenn
an der untersten Grenze der empfohlenen Auftragsstärke gearbeitet wird. An den zu
stark liegenden Stellen ist die Haftung jedoch merklich herabgesetzt. Dies trifft
auch für feinstvermahlene hellfarbige keramische Scherben zu.
-
Flußspat ist ebenfalls verwendbar, jedoch läßt die Haftwirkung gegenüber
den optimal erreichbaren Ergebnissen zu wünschen übrig. Der Glanz vermindet sich.
Erdalkalische Pigmente zeigten im allgemeinen weniger brauchbare Ergebnisse. b)
Löslichkeit Bei der Löslichkeitsprüfung ist mittels Verwendung eines dunkelgefärbten
transparenten Emails festzustellen, in welchen Graden die so geschaffene Weißgrundierung
von einem Email vorstehend beschriebener Art angelöst wird. Insbesondere ist dies
an dem Entstehen einer Trübung in dem an sich transparenten Versuchsemail festzustellen.
Die Auflösung kann so weit gehen, daß ein farbiges Majolikaemail den Majolikacharakter
verlieren kann. c) Hohe Reaktionslosigkeit gegenüber Deckemails Solche anorganischen
hellen Pigmente, welche zu einer Reaktion mit dem Email in negativer Hinsicht neigen,
sei es durch ihre Leichtschmelzbarkeit oder durch ihren Gehalt an Gasen oder Kristallwassern,
welche sie bei dem Einbrand abgeben, scheiden aus. Hierzu zählen die Carbonate und
Hydrate. Günstiger verhalten sich die Sulfate, z. B. Schwerspat, jedoch stören hier
bereits die austretenden Schwefelgase.
-
Auch leichtschmelzende Silikate mit relativ hohem Alkali- und Al203
Gehalt sind wenig geeignet, da diese die Neigung haben, sich mit dem Deckemail während
des Einbrandes unter starker Reaktion zu verschmelzen. Hierzu zählen z. B. Lepidolith
und Amblygonit.
-
Auch sublimierende Pigmente scheiden aus. Hierzu zählt insbesondere
das Antimonoxyd. Dieses ruft weiße, lästernde Durchschüsse hervor. Antimoniate,
z. B. Natriumantimoniat, sind nicht verwendet, wenn sie im Trocken-Glühverfahren
hergestellt wurden. Auch- hier zeigt sich die ähnliche Erscheinung wie bei der Verwendung
von Antimonoxyd, wenn auch in geringerem Maße.
-
Hingegen kann ein Natriumantimoniat, welches durch eine chemische
Raktion mit nachfolgendem Glühen und Waschen hergestellt wurde, durchaus günstige
Resultate bringen.
-
Dagegen verhält sich Feldspat mit seinem geringeren Alkali- und A1203-Gehalt
schon bedeutend günstiger, jedoch ist infolge des Aluminiumgehaltes die Haftwirkung
keine optimale.
-
Gute Ergebnisse ergeben z. B. Cerfluorid, Zinkoxyd, und Zinnoxyd,
allerdings entsteht bei letzterem infolge seiner leichten Löslichkeit schon eine
schwache Trübung in einem dunklen Transparentfluß.
-
Sehr gute Ergebnisse werden mit Titandioxyd, Rutil und anderen in
der Brennhitze nicht gasenden Titanverbindungen erzielt.
-
Besonders verblüffende Ergebnisse werden aber bei der Verwendung von
Zirkonverbindungen, welche in der Hitze nicht gasen, insbesondere bei Verwendung
feinstvermahlener Zirkonerde, erzielt.