DE4200237C2 - Emailfritten für Stahlblech - Google Patents
Emailfritten für StahlblechInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft spezielle Emailfritten für Stahlbleche.
Für die Emaillierung von Stahlblech finden sowohl entkohlte als auch nichtentkohlte
Stähle Verwendung, die entweder entfettet, gebeizt und vernickelt oder nur entfettet
und gebeizt oder nur entfettet sind (Dietzel, Emaillierung, Springer-Verlag Berlin,
Heidelberg, New York 1981, S. 185 ff.). Die Auswahl des jeweiligen Emailfritten-
Typs hängt von der Stahlsorte und vom Vorbehandlungsgrad der Stahlsorte ab
(Petzold, Pöschmann, Email und Emailliertechnik, VEB Deutscher Verlag für
Grundstoffindustrie, Leipzig 1986, S. 78 ff).
Emailfritten, die kein haftungsgebendes Element (Kobalt, Nickel, Antimon) ent
halten, benötigen zur Ausbildung einer guten Haftung eine Stahloberfläche, die
entfettet, gebeizt und vernickelt ist (Wratil, Mitt. Ver. Dtsch. Emailfachleute 16
[1968] 7-10). Die Beize aktiviert die Stahloberfläche. Die Vernickelung fungiert als
Haftvermittler zwischen Stahl und Emailfritte. Stähle, die entfettet und gebeizt,
jedoch nicht vernickelt sind, machen Emailfritten erforderlich, die zumindest eines
der haftungsgebenden Elemente (Kobalt, Nickel, Antimon) enthalten (Dietzel, Mitt.
Ver. Dtsch. Emailfachleute 16 [1968], 55). Verwendet man diese Emailfritten
gleichzeitig für vernickelte Stähle, so erhält man insbesondere bei den
nichtentkohlten Stählen fehlerhafte Emaillierungen.
In der EP 02 84 934 A1 sind Emailfritten beschrieben, die auf entkohlten und
nichtentkohlten Stählen, die nur entfettet, d. h. weder gebeizt noch vernickelt sind,
fehlerfreie und guthaftende Emaillierungen ergeben. Als haftungsgebende Elemente
fungieren Kobalt und/oder Nickel. Diese Fritten zeichnen sich durch einen hohen
Gehalt an Bor aus. Die Mengen von Silizium und Titan sind etwa gleich den
Mengen an Bor und Aluminium. Das spezielle Atomverhältnis bewirkt, daß diese
Emailfritten sehr reaktiv sind. Sie übernehmen die Rolle des Beizmittels und
aktivieren die Stahloberfläche. Verwendet man diese Emailfritten jedoch auf
Stahlblechen, die durch eine Beize oder durch Beize und Vernickelung aktiviert
worden sind, so kommt es infolge einer Überreaktion zu fehlerhaften
Emaillierungen.
In gleicher Weise verhalten sich Emailfritten, die Gegenstand von EP 03 58 933 A
sind. Hier beruht die Agressivität gegenüber ungebeizten Stählen auf speziellen
Atomverhältnissen zwischen Kobalt, Lithium und Fluor.
Aufgabe war es daher, Emailfritten zur Verfügung zu stellen, die eine gut haftende,
fehlerfreie und optisch einheitliche Emaillierung auf entkohlten und nichtentkohlten
Stählen gestattet, unabhängig vom Vorbehandlungsgrad der Stähle (Stähle entfettet
und gebeizt und vernickelt oder nur entfettet und gebeizt oder nur entfettet).
Die Aufgabe konnte mit den erfindungsgemäßen Emailfrittengemischen gelöst wer
den.
Gegenstand der Erfindung sind Emailfrittengemische, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß sie zu 50 bis 100 Gew.-% aus einer oder mehreren Fritten der Zusammen
setzung A
| SiO₂ | |
| 49,5-53,4 Gew.-% | |
| TiO₂ | 2,7-3,7 Gew.-% |
| ZrO₂ | 0-0,2 Gew.-% |
| P₂O₅ | 0-0,6 Gew.-% |
| B₂O₃ | 13,4-15,7 Gew.-% |
| Al₂O₃ | 0,3-1,6 Gew.-% |
| Sb₂O₃ | 0-0,3 Gew.-% |
| Fe₂O₃ | 0,5-2,2 Gew.-% |
| BaO | 0-6,0 Gew.-% |
| CaO | 0,8-2,3 Gew.-% |
| MgO | 0-0,2 Gew.-% |
| SrO | 0-1,0 Gew.-% |
| ZnO | 0-0,6 Gew.-% |
| CoO | 0,7-2,1 Gew.-% |
| NiO | 0,7-2,1 Gew.-% |
| MnO | 1,5-4,1 Gew.-% |
| CuO | 0,1-0,8 Gew.-% |
| Li₂O | 2,0-3,0 Gew.-% |
| Na₂O | 11,1-12,2 Gew.-% |
| K₂O | 1,3-3,1 Gew.-% |
| F | 0-2,4 Gew.-% |
und zu 0 bis 50 Gew.-% aus einer oder mehreren Fritten der Zusammensetzung B
| SiO₂ | |
| 24-63 Gew.-% | |
| TiO₂ | 0-15 Gew.-% |
| ZrO₂ | 0-13 Gew.-% |
| B₂O₃ | 3-22 Gew.-% |
| Al₂O₃ | 0-12 Gew.-% |
| Sb₂O₃ | 0-4 Gew.-% |
| Fe₂O₃ | 0-4 Gew.-% |
| Cr₂O₃ | 0-0,5 Gew.-% |
| BaO | 0-19 Gew.-% |
| CaO | 0-13 Gew.-% |
| MgO | 0-2 Gew.-% |
| SrO | 0-1 Gew.-% |
| ZnO | 0-8 Gew.-% |
| CoO | 0-2 Gew.-% |
| NiO | 0-4 Gew.-% |
| MnO | 0-6 Gew.-% |
| CuO | 0-3 Gew.-% |
| Li₂O | 0-6 Gew.-% |
| Na₂O | 6-23 Gew.-% |
| K₂O | 0-5 Gew.-% |
| P₂O₅ | 0-5 Gew.-% |
| F | 0-8 Gew.-% |
bestehen, wobei in der Fritte oder den Fritten der Zusammensetzung B
die Summe von TiO2 und ZrO2 insgesamt zwischen 2 und 17 Gew.-%,
die Summe von BaO und CaO insgesamt zwischen 2 und 25 Gew.-% und
die Summe von Li2O und K2O insgesamt zwischen 1 und 8 Gew.-%
betragen soll
und die Nichtsauerstoffatome in der Fritte oder den Fritten mit der Zusammenset zung B folgende Bedingungen erfüllen sollen:
die Summe von TiO2 und ZrO2 insgesamt zwischen 2 und 17 Gew.-%,
die Summe von BaO und CaO insgesamt zwischen 2 und 25 Gew.-% und
die Summe von Li2O und K2O insgesamt zwischen 1 und 8 Gew.-%
betragen soll
und die Nichtsauerstoffatome in der Fritte oder den Fritten mit der Zusammenset zung B folgende Bedingungen erfüllen sollen:
[Σ(Li,Na,K) + 2 Σ(Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP] : [Σ(B,Al,Sb,Fe,Cr)] 1,1
und
[Σ(Si,Ti,Zr)] : [Σ(B,Al,Sb,Fe,Cr)] 1,1
wobei es sich bei den Summen um die Summen der Atomzahlen der jeweiligen Ele
mente handelt.
Die erfindungsgemäßen Emailfrittengemische erlauben es, fehlerfreie und optisch
einheitliche Emaillierungen mit ausgezeichneter Haftung auf Kohlenstoff-reichen
(Normal-) und Kohlenstoff-armen (OC-) Stählen zu erzielen, unabhängig davon, ob
die Stähle entfettet und gebeizt und vernickelt oder nur entfettet und gebeizt oder
nur entfettet sind.
Sowohl Emailfrittengemische, die zu 100% aus Fritten der Zusammensetzung A be
stehen, wie auch Emailfrittengemische, die aus Fritten der Zusammensetzung A und
aus Fritten der Zusammensetzung B bestehen, geben fehlerfreie Emaillierungen.
Hingegen ergeben Emailfritten, die zwar die gleiche oxidische Zusammensetzung
wie die erfindungsgemäßen Emailfrittengemische aus Fritten der Zusammensetzung
A und B aufweisen, jedoch in einer Fritte aus den Rohstoffen erschmolzen wurden,
Emaillierungen, die erhebliche Mängel aufweisen.
Emailfritten, die fehlerfreie Emaillierungen auf jeder Art von vorbehandeltem oder
nicht vorbehandeltem Stahl liefern, weisen die erfindungsgemäße Zusammenset
zung A auf. Überraschenderweise wurde außerdem gefunden, daß Emailfrittengemi
sche, die aus Gemischen von Emailfritten der Zusammensetzung A und Emailfritten
der Zusammensetzung B mit den entsprechenden Bedingungen bestehen, d. h., die
durch die Abmischung außerhalb der Zusammensetzung A liegen, ebenso fehlerfreie
Emaillierungen auf jeder Art von vorbehandeltem oder nicht vorbehandeltem Stahl
ergeben.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Emailfrittengemische liegt darin, daß
sie in Gegenwart von bis zu 8 Gew.-% Spodumen (Li-Al-Silikat) ohne Nachteile
verarbeitet werden können, was zu Emaillierungen führt, die sich durch Temperatur
wechselbeständigkeit (Thermoschock-Resistenz) auszeichnen.
Die erfindungsgemäßen Emailfrittengemische bieten dem Emailfrittenhersteller und
dem Emailfrittenverarbeiter (Emaillierwerk) gleichermaßen Vorteile.
Der Emailfrittenhersteller muß bei der Erstellung von Emailrezepturen für die
Emaillierung von Stahlblech eine immer größer werdende Zahl von Parametern be
rücksichtigen. Dies hat seine Ursache in veränderten Stahlqualitäten (Übergang von
Blockguß zu Strangguß), unterschiedlicher Stahlvorbehandlung (entfettet, gebeizt
und vernickelt oder entfettet und gebeizt oder nur entfettet), Konstruktionsmerkma
len der Stahlkörper (Flach- oder Hohlware), unterschiedlichen Emailauftragsverfah
ren (pulverelektrostatischer Trockenauftrag, klassischer Naßauftrag im Tauchverfah
ren oder mit Spritzautomaten, Elektrotauchemaillierung), energiesparenden Email
lieröfen und Emaillierungen, an die höhere Anforderungen gestellt werden hinsicht
lich Farbenvielfalt, Schichtstärkenverteilung, chemischer Beständigkeit, Rißfestig
keit gegenüber Temperaturbelastung (pyrolytische Eignung) und Temperaturwech
selbeständigkeit (Thermoschock).
Die jeweilige anwendungstechnische Aufgabenstellung bestimmt nun, welche der
aufgezeigten Parameter miteinander verknüpft werden müssen. Zur Erstellung von
Rezepturen steht eine Vielzahl von Emailfritten unterschiedlichster chemischer Zu
sammensetzung zur Verfügung. Die Kombination von Emailfritten geschah bisher
empirisch, was zur Folge hatte, daß zahlreiche Emailfrittenrezepturen infolge von
Unverträglichkeiten der Fritten untereinander fehlerhafte Emaillierungen ergaben.
Demgegenüber gewährleisten die erfindungsgemäßen Emailfrittengemische stets
fehlerfreie Emaillierungen, was den Aufwand zur Lösung der jeweiligen anwen
dungstechnischen Aufgabenstellung erheblich vermindert.
Ein weiterer Vorteil für den Emailfrittenhersteller ist die anwendungstechnische
Breite der erfindungsgemäßen Emailfrittengemische. Für Emaillierungen mit ver
gleichbarem Eigenschaftsprofil (z. B. Rißfestigkeit gegenüber Temperaturbelastung)
genügt die Erstellung allein eines erfindungsgemäßen Emailfrittengemisches unab
hängig davon, ob das Emaillierwerk die Stähle entfettet, beizt und vernickelt oder
nur entfettet und beizt oder nur entfettet, weiterhin unabhängig davon, ob das Email
lierwerk den pulverelektrostatischen Trockenauftrag oder den klassischen Naßauf
trag im Tauchverfahren oder mit Spritzautomaten bevorzugt. Damit kann das bishe
rige für die Kunden jeweils maßgeschneiderte, große Emailfrittensortiment gestrafft
werden.
Ein wesentlicher Vorteil für das Emaillierwerk ist die hohe Verarbeitungssicherheit
der erfindungsgemäßen Emailfrittengemische, unabhängig davon, ob es sich um die
Emaillierung von Flach- oder Hohlware handelt. Darüber hinaus ergibt sich für
Emaillierwerke, die ihre Stähle einer intensiven Vorbehandlung unterziehen, d. h.
entfetten, beizen und vernickeln, die Chance, ohne Beeinträchtigung des aktuellen
Emaillierergebnisses auf die Vernicklung und auf die Beize der Stähle zu verzich
ten, was die ökonomischen und ökologischen Rahmenbedingungen im Emaillier
werk entscheidend verbessert.
Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert werden. Die
Gewichtsangaben beziehen sich auf Gewichtsprozent, soweit nicht anders angege
ben.
Zur Berechnung der Bedingungen für die Nichtsauerstoffatome wurde aus den Ge
wichtsprozenten der oxidischen Bestandteile sowie des Fluors das Verhältnis der
Nichtsauerstoffatome berechnet und das Verhältnis in der Weise angegeben, daß die
Summe der Nichtsauerstoffatome = 100% ergibt. Der Vorgang ist in Beispiel 4 aus
führlich angegeben. In gleicher Weise wurde in den Beispielen 5 und 6 verfahren.
Für die Beispiele 1, 2 und 3 (erfindungsgemäß) wurden Emailfritten der Zusammen
setzung A hergestellt. Sie wurden aus handelsüblichen Emailrohstoffen wie Quarz
mehl, Borax, Alkali- und Eralkalikarbonaten, Feldspat, Titandioxid, Alkalifluorosili
katen sowie den entsprechenden Schwermetalloxiden bei 1220°C "fadenglatt" er
schmolzen und über wassergekühlten Stahlwalzen abgeschreckt.
Die so erhaltenen Flakes wurden als Pulver elektrostatisch und als Schlicker durch
Spritzen auf Substrate aus entkohltem (OC-) und nichtentkohltem (Normal-) Stahl
von 45 cm Länge, 6 cm Breite und 0,1 cm Dicke aufgebracht und in einem Gradi
entenofen im Temperaturbereich von 750 bis 900°C 10 Minuten lang eingebrannt.
Zur Beurteilung des Einflusses der Stahlblechvorbehandlung wurden einerseits
Substrate verwendet, die entfettet, gebeizt und vernickelt waren, und andererseits
Substrate ohne Vernickelung sowie Substrate ohne Vernickelung und ohne Beize.
Für den Pulverauftrag wurden in einer Porzellankugelmühle 100 g Emailflakes und
0,3 g Methyl-Wasserstoff-Siloxan solange vermahlen, bis der Rückstand des Pulvers
auf dem 16 900 Maschensieb (Maschenweite 40 µm) weniger als 20 Gew.-% betrug.
Das Pulver, das einen Oberflächenwiderstand von mehr als 10¹³ Ohm aufwies,
wurde mit einer Elektrostatikpistole unter Anlegen von 70 KV Spannung in einer
Menge von 14 g (entsprechend 5,2 g/dm²) in gleichmäßiger Schicht auf die Stahl
substrate aufgebracht.
Für den Schlickerauftrag wurden 1 kg Emailflakes in einer mit 3,5 kg Schwermahl
kugeln gefüllten Kugelmühle nach folgendem Mühlenversatz zu einem Schlicker
vermahlen:
| Gew.-% | |
| Emailflakes | |
| 100 | |
| Quarzmehl | 5 |
| Blauton | 4 |
| Borsäure | 0,2 |
| Natriumnitrit | 0,1 |
| Wasser | 45 |
| Mahlfeinheit | 2-3% Rückstand auf 3600 Maschensieb |
| Dichte | 1,70-1,72 g/ml |
Von diesem Schlicker wurde auf die Stahlsubstrate durch Spritzen so viel
aufgebracht, daß sich nach dem Trocknen und Einbrennen eine Emailschichtstärke
von ca. 0,15 mm ergab.
Die Emailfritten aus den Beispielen 1, 2 und 3 lieferten sowohl im Pulverauftrag als
auch im Naßverfahren auf allen Stahlsubstraten ein fehlerfreies und optisch einheit
liches Emaillierergebnis.
Zur Beurteilung der Haftungseigenschaften der Emailfritten aus den Beispielen 1, 2,
und 3 erfolgte eine Haftungsprüfung an den Stellen der Emaillierung, an denen die
Einbrenntemperatur 790°C, 810°C, 830°C und 860°C betragen hatte. Entsprechend
DEZ-Merkblatt F 6.2 wurde die Haftungsprüfung mit einem Schlaggerät unter Ver
formung des Stahlbleches durchgeführt und bewertet. Auf allen Stahlsubstraten war
die Haftung oberhalb von 810°C sehr gut.
Weiterhin wurden die Emailfritten der Beispiele 1, 2 und 3 in unterschiedlichen
Mengenverhältnissen gemischt. Eine Unverträglichkeit wurde dabei nicht beobach
tet. Die Kombinationen ergaben stets fehlerfreie Emaillierungen mit obengenanntem
Haftungsprofil.
In den Beispielen 4, 5 und 6 (Vergleich) wurden Emailfritten der Zusammensetzung
B hergestellt.
Die Fritten der Beispiele 4, 5 und 6 wurden in gleicher Weise wie die Fritten der
Beispiele 1, 2 und 3 aufgetragen. Im Unterschied zu den Fritten 1, 2 und 3 zeigten
die Fritten 4, 5 und 6 gut haftende, fehlerfreie und optisch einheitliche Emaillierun
gen nur auf den entkohlten Stählen, die entfettet, gebeizt und vernickelt waren. Auf
den nichtentkohlten Normalstählen waren die Emaillierungen fehlerhaft. Die Fritten
4 und 5 hatten bereits auf den nichtvernickelten Stahlsubstraten keine Haftung, und
Fritte 6 schließlich hatte bereits auf den Stahlsubstraten, die weder vernickelt noch
gebeizt waren, keine Haftung.
Die Fritten der Beispiele 1, 2 und 3 wurden nacheinander mit steigendem Anteil an
Emailfritten 4, 5 und 6 kombiniert und die Emaillierungen in bekannter Weise her
gestellt und geprüft. Die Kombinationen, in denen der Anteil der Emailfritten aus
den Beispielen 4, 5 und 6 oder deren Mischungen nicht mehr als 50 Gew.-% betrug
(erfindungsgemäß), ergaben auf allen Substraten unabhängig von der Stahlsorte und
der Vorbehandlung gut haftende, fehlerfreie und optisch einheitliche Emaillierun
gen. Im Falle von Anteilen < 50 Gew.-% (Vergleich) war keine Haftung auf Sub
straten, die weder vernickelt noch gebeizt waren, vorhanden.
In Beispiel 7 (Vergleich) wird eine weitere Emailfritte hergestellt und mit den Frit
ten der Beispiele 1, 2 und 3 abgemischt. Bereits ein Anteil von 10 Gew.-% führt zu
sehr schlechten Haftungseigenschaften auf den nicht vernickelten Stählen. Darüber
hinaus macht sich eine Unverträglichkeit der Emailfritten untereinander als fehler
hafte Emaillierung bemerkbar.
Die Emailfritte aus Beispiel 4 ergibt auf entkohltem Stahlblech, das entfettet, ge
beizt und vernickelt worden ist, eine Emaillierung, die sich durch Rißfestigkeit ge
genüber Spannungs- und Temperaturbelastung auszeichnet, während die Fritten der
Beispiele 1, 2 und 3 eine Vielzahl von Rissen zeigen.
Die Kombinationen von Fritten aus den Beispielen 1, 2 und 3 mit der Fritte aus
Beispiel 4 ergaben auf allen Substraten unabhängig von der Stahlqualität und
Vorbehandlung rißfreie Emaillierungen, wenn der Anteil der Fritte aus Beispiel 4
zwischen 20 und 50 Gew.-% liegt.
Zur Beurteilung der Rißfestigkeit wurden längliche Blechstreifen mit den Maßen
225×60×1 mm beidseitig 100 bis 120 µm dick emailliert. Die Blechstreifen aus
entkohltem und nichtentkohltem Stahl waren nur entfettet bzw. entfettet und gebeizt
bzw. entfettet, gebeizt und vernickelt. Durch Druck auf beide Enden eines Streifens
wurde eine Deformation in der Weise erzeugt, daß die Streifenmitte um 11 mm aus
der Horizontalen ausgelenkt war. In dieser Stellung wurde jeder Blechstreifen wäh
rend 1 Stunde bei 400°C gehalten.
Die Fritte aus Beispiel 5 liefert säurebeständige Emaillierungen, wobei Haftung nur
auf vernickelten Stahlsubstraten zu erzielen ist. Kombinationen der Fritten aus den
Beispielen 1, 2 und 3 mit der Fritte 5 führen zu säurebeständigen Emaillierungen,
die unabhängig vom Vorbehandlungsgrad der Substrate gut haften.
Die Durchführung der Säurebeständigkeits-Prüfungen erfolgte nach Vorschrift
DIN 51 150. Die Klassifizierung nach abfallender Säurebeständigkeit geschieht vi
suell. Sie erfolgt nach 15 Minuten dauernder Einwirkung einer 10%igen Lösung von
Zitronensäure in Wasser bei Zimmertemperatur.
Die Fritte aus Beispiel 6 zeichnet sich durch gute Einfärbbarkeit mit Schwarz- und
Braunfarbkörpern aus. Zur visuellen Beurteilung wurden die Emailfritten der Bei
spiele 1, 2, 3 und 6 jeweils einzeln in Gegenwart unterschiedlicher Mengen (1, 2 und
3 Gew.-%) von handelsüblichen Schwarz- und Braunfarbkörpern vermahlen und
Emaillierungen in bekannter Weise hergestellt. In der Fritte 6 blieben die Farbkörper
während des Aufschmelzens auf die Stahlsubstrate unversehrt, was eine intensive
Farbentwicklung zur Folge hatte. In den Fritten 1, 2 und 3 waren die Farbkörper
weitgehend aufgelöst, während sie im Falle der Kombinationen von 1, 2 und 3 mit 6
wiederum unversehrt blieben.
Den Fritten der Beispiele 1, 2 und 3 und den Kombinationen dieser Fritten mit den
Fritten 4, 5 und 6 wurde Spodumen (Li-Al-Silikat) vor der Vermahlung zugesetzt.
Dabei wurde die Menge an Spodumen schrittweise um 1 Gew.-% gesteigert. Es
konnte in allen Fällen bis zu 8 Gew.-% Spodumen zugesetzt werden, ohne daß die
erhaltenen Emaillierungen die oben beschriebenen Eigenschaftsprofile einbüßten.
Bei Gehalten oberhalb von 4 Gew.-% zeigten die Emaillierungen eine deutliche Zu
nahme in der Temperaturwechselbeständigkeit.
Zur Beurteilung der Temperaturwechselbeständigkeit (Thermoschock-Resistenz)
wurden nichtvernickelte und ungebeizte Substrate (Abmessungen 100×100×
1 mm) aus entkohltem Stahl einseitig mit soviel Pulver beschichtet, daß die nach
4-minütigem Einbrand bei 830°C hergestellte Emaillierung ca. 200 µm dick war.
Auf die Emaillierung aufgebrachtes Blei wurde mittels eines unter der nichtemail
lierten Substratseite befindlichen Bunsenbrenners zum Schmelzen gebracht und das
so erhitzte Substrat in Wasser abgeschreckt: Dieser Vorgang wurde solange wieder
holt bis Abplatzungen sichtbar wurden.
Die mit Spodumen-freien Frittenpulver erzeugten Emaillierungen zeigten in allen
Fällen bereits nach 1 bis 2 Zyklen Abplatzungen. In Gegenwart von
Spodumen-Gehalten oberhalb von 4 Gew.-% konnte die Beständigkeit auf 8 Zyklen
gesteigert werden.
In einem weiteren Beispiel 8 wurde eine Fritte 8, die rechnerisch aus einer
Abmischung von 65 Gew.-% der Fritte aus Beispiel 1 und 35 Gew.-% der Fritte aus
Beispiel 4 besteht, aus den Emailrohstoffen erschmolzen und als Pulver elektro
statisch auf Stahlblech, welches weder gebeizt noch vernickelt war, appliziert.
Sowohl die Haftung als auch die Rißfestigkeit der Emaillierung waren sehr schlecht.
In einem Beispiel 9 wurde eine Fritte 9 durch Abmischen von 65 Gew.-% der Fritte
aus Beispiel 1 und 35 Gew.-% der Fritte aus Beispiel 4 und durch anschließendes
Verschmelzen der Abmischung hergestellt und auf Stahlblech in gleicher Weise wie
Fritte 8 appliziert. Die Haftung und die Rißfestigkeit der Emaillierung waren
schlecht.
Σ (TiO₂+ZrO₂) = 5,7 Gew.-%
Σ (BaO+CaO) = 3,3 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 6,1 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
36,39 : 18,67 = 1,95
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
46,41 : 18,67 = 2,49
Σ (BaO+CaO) = 3,3 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 6,1 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
36,39 : 18,67 = 1,95
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
46,41 : 18,67 = 2,49
Σ (TiO₂+ZrO₂) = 9,8 Gew.-%
Σ (BaO+CaO) = 5,3 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 2,3 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
31,35 : 16,50 = 1,90
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
45,82 : 16,50 = 2,78
Σ (BaO+CaO) = 5,3 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 2,3 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
31,35 : 16,50 = 1,90
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
45,82 : 16,50 = 2,78
Σ (TiO₂+ZrO₂) = 5,3 Gew.-%
Σ (BaO+CaO) = 6,8 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 3,1 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
27,01 : 19,05 = 1,42
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
46,09 : 19,05 = 2,42
Σ (BaO+CaO) = 6,8 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 3,1 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
27,01 : 19,05 = 1,42
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
46,09 : 19,05 = 2,42
Σ (TiO₂+ZrO₂) = 7,6 Gew.-%
Σ (BaO+CaO) = 1,4 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 1,6 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
13,28 : 17,16 = 0,77
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
45,02 : 17,16 = 2,62
Σ (BaO+CaO) = 1,4 Gew.-%
Σ (Li₂O+K₂O) = 1,6 Gew.-%
Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
13,28 : 17,16 = 0,77
Σ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)
45,02 : 17,16 = 2,62
| Beispiel 8 (Vergleich) | |||
| (Gew.-%) | |||
| SiO₂ | |||
| 53,5 | |||
| TiO₂ | 2,8 | ||
| ZrO₂ | 1,0 | ||
| B₂O₃ | 13,4 | ||
| Al₂O₃ | 0,4 | ||
| Sb₂O₃ | 0,2 | ||
| Fe₂O₃ | 0,5 | ||
| Cr₂O₃ | 0,1 | ||
| BaO | 4,0 | ||
| CaO | 1,5 | ||
| CoO | 0,6 | ||
| NiO | 1,7 | ||
| MnO | 1,5 | ||
| CuO | 0,4 | ||
| Li₂O | 2,5 | ||
| Na₂O | 11,9 | ||
| K₂O | 2,2 | ||
| F | 1,8 | Σ | 100,0 |
| Beispiel 9 (Vergleich) | |||
| (Gew.-%) | |||
| Fritte aus Beispiel 1 | |||
| 65 | |||
| Fritte aus Beispiel 4 | 35 | Σ | 100 |
Claims (1)
- Emailfrittengemische für entkohlte oder nicht entkohlte, vorbehandelte oder nicht vorbehandelte Stähle, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu 50 bis 100 Gew.-% aus einer oder mehreren Emailfritten der Zusammensetzung A
SiO₂ 49,5-53,4 Gew.-% TiO₂ 2,7-3,7 Gew.-% ZrO₂ 0-0,2 Gew.-% P₂O₅ 0-0,6 Gew.-% B₂O₃ 13,4-15,7 Gew.-% Al₂O₃ 0,3-1,6 Gew.-% Sb₂O₃ 0-0,3 Gew.-% Fe₂O₃ 0,5-2,2 Gew.-% BaO 0-6,0 Gew.-% CaO 0,8-2,3 Gew.-% MgO 0-0,2 Gew.-% SrO 0-1,0 Gew.-% ZnO 0-0,6 Gew.-% CoO 0,7-2,1 Gew.-% NiO 0,7-2,1 Gew.-% MnO 1,5-4,1 Gew.-% CuO 0,1-0,8 Gew.-% Li₂O 2,0-3,0 Gew.-% Na₂O 11,1-12,2 Gew.-% K₂O 1,3-3,1 Gew.-% F 0-2,4 Gew.-% SiO₂ 24-63 Gew.-% TiO₂ 0-15 Gew.-% ZrO₂ 0-13 Gew.-% P₂O₅ 0-5 Gew.-% B₂O₃ 3-22 Gew.-% Al₂O₃ 0-12 Gew.-% Sb₂O₃ 0-4 Gew.-% Fe₂O₃ 0-4 Gew.-% Cr₂O₃ 0-0,5 Gew.-% BaO 0-19 Gew.-% CaO 0-13 Gew.-% MgO 0-2 Gew.-% SrO 0-1 Gew.-% ZnO 0-8 Gew.-% CoO 0-2 Gew.-% NiO 0-4 Gew.-% MnO 0-6 Gew.-% CuO 0-3 Gew.-% Li₂O 0-6 Gew.-% Na₂O 6-23 Gew.-% K₂O 0-5 Gew.-% F 0-8 Gew.-%
die Summe von TiO₂ und ZrO₂ insgesamt zwischen 2 und 17 Gew.-%,
die Summe von BaO und CaO insgesamt zwischen 2 und 25 Gew.-% und
die Summe von Li₂O und K₂O insgesamt zwischen 1 und 8 Gew.-%
beträgt und die Nichtsauerstoffatome in der Fritte oder den Fritten der Zusammen setzung B folgende Bedingungen erfüllen:[Σ (Li,Na,K) + 2 Σ (Ba,Sr,Ca,Mg,Zn,Co,Ni,Mn,Cu)-ΣF-ΣP] : [Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr)] 1,1undΣ (Si,Ti,Zr) : Σ (B,Al,Sb,Fe,Cr) 1,1wobei es sich bei den Summen um die Summen der Atomzahlen der jeweiligen Elemente handelt.
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