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Die Erfindung betrifft ein Grundemail, welches aus einer oder mehreren
Schmelzfritten und borhaltigen Mühlenzusätzen besteht, und ein Verfahren zum überziehen
von Stahl mit .diesem Grundemail. . . -Die Qualität einer Emaillierung ist im wesentlichen
von der Gleichmäßigkeit des Grundemailauftrags abhängig. An sehr dünnen Stellen
entsteht eine Anreicherung von Eisenoxyden, die vom Grundemail nicht restlos gelöst
werden können, wodurch es zu einer übersättigung kommt und sich neben anderen Fehlern
»Durchschüsse« und »Kupferköpfe« im Deckemail bilden. Im Gegensatz dazu läßt sich
ein zu dick aufgetragenes Grundemail nicht ausbrennen; es wird schaumig und`.'4ftcllt'-somit
eine Ursache zur Blasenbildung dar.-,- : =-Neben der Gleichmäßigkeit des Auftrags
hat das Verhalten des Ot-uridetnails bei Schichtdicken" abweichungen Einfluß auf
die Qualität des Emailüberzugs. So kann das Grundemail geeignet sein, Nachteile,
die aus Schichtdickenabweichungen entstehen, teilweise auszugleichen oder auch zu
fördern. Diesem unterschiedlichen Verhalten der Grundemails wurde durch bevorzugte
Anwendung von Grundemails mit großem Brennintervall begegnet.
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Es sind die verschiedensten Grundemails mit unterschiedlicher Zusammensetzung
bekannt. So besteht z. B. das Sintergrundemail aus einer oder mehreren Sinterfritten,
wobei es 70 bis 80% Si02 und maximal 1% an Stellmitteln, wie Borax und Soda, aufweist.
Dieses Grundemail wird für Werkstücke aus Grauguß angewendet.
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Ferner ist das aus,piner oder mehreren Schmelz-. fritten bestehende
'S'Üirielzgrundemail bzw. Mischgrundemail bekannt. Die Schmelzfritten dieses Grundemails
weisen einen Si02 Gehalt auf, der unter 60% liegt. Als Mühlenzusätze werden neben
Ton und Wasser Quarzmehl, Quarzsand oder Feldspat und geringe Mengen von Stellmitteln,
z. B. Borax, Soda, Kieselfluornatrium, Natriumnitrit, in Maximalmengen von 1% verwendet.
Größere Boraxmengen werden lediglich in die Fritten eingeschmolzen. Das Schmelzgrundemail
wird zum überziehen von Gußeisen und Stahl verwendet.
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Diese Grundemails besitzen jedoch in dünnen Schichten weder eine ausreichende
Eisenlöslichkeit noch ein gutes Brennintervall. Ferner haben sie nicht die Fähigkeit,
örtliche Schichtdickenabweichungen auszugleichen. Die.FPkleranfälligkeit der Emaillierang
ist daher bei °örtlichen Abweichungen der' Schichtdicke des Grundemails besonders
bei Stahl sehr groß, weil dieser- gegenüber Grauguß eine wesentlich größere ,Neigung
zur Oxydbildung besitzt. :.. c Das Auftragen des Emails auf die Werkstücke geschieht
durch Tauchen, Spritzen und Aus- oder Angießen. Dabei eignet sich das Tauchverfahren
nur für kleine und das Aus- und Angießen nur für mittelgroße Werkstücke, wenn eine
rationelle Fertigung erreicht werden soll. Beiden Verfahren ist jedoch gemeinsam,
daß sie großflächige Abweichungen der vorgesehenen Schichtdicke und damit Fehler
des Emailüberzugs in Form von Blasen mit sich bringen. Das Aufspritzen von Grundemail
wird zwar nicht durch die Werkstücke in seiner Anwendung begrenzt, hat aber den
Nachteil, daß es bei formkomplizierten Werkstücken zu erheblichen örtlichen und
großflächigen Abweichungen der Schichtdicke führt. Dagegen vermeidet das Einstreichen
zwar großflächige Abweichungen, verursacht andererseits aber. erhebliche örtliche
Abweichungen der Schichtdicke.
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Die Ursachen für das Entstehen der beschriebenen Fehler beim Emaillieren
von Werkstücken aus Stahl bestehen demnach einerseits in den mangelhaften Eigenschaften
des Grundemails hinsichtlich des Ausgleichs örtlicher Abweichungen der Schichtdicke,
der Reaktionsträgheit und der Eisenlöslichkeit und andererseits in den nachteiligen
Wirkungen der Auftragsverfahren im Hinblick auf eine gleichmäßige Schichtdicke des
itmailüberzugs.
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Wenn trotzdem Werkstücke aus Stahl mittels eines dieser Verfahren
mit den bekannten Grundemails überzogen werden, so geschieht dies entweder auf Kosten
der Qualität des Emailüberzugs oder zu Lasten der Wirtschaftlichkeit der Fertigung.
-Es ist Zweck der Erfindung, ein Grundemail und ein Verfahren zum Überziehen von
Stahl mit diesem Grundemail zu schaffen, wodurch unter Einhalten geringer Kosten
auch bei formkomplizierten Werkstücken ein einwandfreier und gleichmäßiger Emailüberzug
erreielit wird=: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein brennfestes Grundemail
zu schaffen, das geeignet ist, durch Einstreichen aufgetragen zu werden, örtliche
Abweichungen von der- vorgesehenen Schichtdicke weitestgehend auszugleichen, das
ein ausreichendes Eisenlöslichkeitsvermögen und große Reaktionsträgheit besitzt,
sowie ein Verfahren zu entwickeln, welches geeignet ist, Stahl mit diesem Grundemail
zu überziehen, und das unabhängig von der Werkstückgröße angewendet werden kann.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Grundemail gelöst, welches
aus einer oder mehreren Schmelzfritten mit einem SiO2- Gehalt von mindestens 60%
und einem borhaltigen Mühlenzusatz besteht. Die Erfindung wird darin-.gesehen, daß
der Mühlenzusatz 5 bis 50% Borax, bezogen auf die Schmelzfritten, enthält.-.Durch
die . erfindungsgemäße Zusammensetzung erhält das Grundemail eine hohe Reaktionsträgheit
sowie das Vermögen, örtliche Abweichungen der Schichtdicke auszugleichen.
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Das Auftragen des Grundemails erfolgt erfindungsgemäß in zwei dünnen
Schichten. Die erste Schicht wird gesintert, indem der erste Grundbrand nur unvollständig
durchgeführt wird, um die Oxydation des Stahls zu unterdrücken. Danach wird die
zweite dünne Emailschicht aufgetragen. Das Auftragen des Grundemails erfolgt durch
Einstreichen.
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Die Vorteile des erfindungsgemäßen Grundemails und des Verfahrens
zum Aufbringen desselben auf Werkstücke aus Stahl bestehen im wesentlichen darin,
daß- großflächige Abweichungen in der aufgetragenen Schichtdicke vermieden und örtliche
Ab--weichungen;durch dWEigenschaften des erfindungsgemäßen Grundemails kompensiert
werden. Durch die höhere Fließeigenschaft und die dadurch eintretende gleichmäßige
Beschichtung mit Grundemail wird eine viel größere Sicherheit für das Gelingen der
Emaillierung erreicht. Durch die damit verbundene Verminderung der bisherigen Anzahl
von Fehlemaillierungen werden Kosten eingespart, die sich bisher durch den Ausschuß
und für die Nacharbeit ergaben. Diese Eigenschaft des Grundemails bewirkt außerdem
eine wesentlich kürzere Brennzeit, die sich ebenfalls wieder kostensenkend bemerkbar
macht. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Auftragen
des Grundemails
wesentlich billiger als die bisher üblichen Verfahren.
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Schließlich entfällt die beim Auftragen des Grundemails durch Spritzen
unvermeidbare gesundheitsgefährdende Nebel- und Staubentwicklung.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Grundemails
sowie des Verfahrens zu dessen Auftragen auf Werkstücke aus Stahl näher erläutert.
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Für das erfindungsgemäße Grundemail werden nachfolgende Schmelzfritten
verwendet:
| Bestandteile Schmelzfritte 1 Schmelzfritte 2 |
| Gewichtsprozent |
| Gewichtsprozent |
| Si02.............. 65,6 45,3 |
| A120, ............ 7,7 9,6 |
| Ca0 .............. 0,4 5,1 |
| K20.............. 7,2 6,5 |
| Na20 ............. 6,4 11,3 |
| B20, ............. 11,6 15,7 |
| Na2SiFs........... - 4,4 |
| CoO.............. 0,5 0,8 |
| Mn0 . . . . . . . . . . . . . 0,6 1,3 |
Das erfindungsgemäße Grundemail wird nach folgendem Mühlenversatz hergestellt (in
Gewichtsteilen):
| Schmelzfritte 1 . . . . . . . . . . . 67,0 |
| Schmelzfritte 2 . . . . . . . . . . . 33,0 |
| Ton .................... 7,9 |
| Borax ................... 20,0 |
| Wasser .................. 73,0 |
Das erfindungsgemäße Grundemail wird in zwei dünnen Schichten aufgetragen, und zwar
durch Einstreichen mit einem weichen Pinsel. Die erste dünne Schicht kann zur besseren
Verteilung des Grundemails mit einer flachen Bürste nachgestrichen werden. Das gleiche
gilt auch für die zweite Schicht. Nachdem die erste dünne Schicht aufgetragen wurde,
wird der erste Grundbrand durchgeführt, womit ein Sintern des Grundemails erreicht
wird. Dabei muß das Grundemail noch einen weißgrauen Farbton besitzen. Dieser Zustand
ist erreicht, wenn das Werkstück eine Temperatur von etwa 700° C angenommen hat.
Auf diese gesinterte Schicht wird eine zweite dünne Grundemailschicht aufgetragen.
Bei dem nachfolgenden Brennvorgang wird das Grundemail glattgebrannt. Danach erfolgt
die Deckemaillierung in bekannter Weise.