DE678450C - Verfahren zum Emaillieren metallischer Gegenstaende - Google Patents

Description

• Verfahren zum Emaillieren metallischer Gegenstände Die beste Haftfestigkeit zwischen Eisen und Emails erhält man bis jetzt durch Anwendung eines Schmelzgrundes mit Haftoxyden. Dieses Verfahren kommt hauptsächlich bei Schmiedeeisen und bei kleineren Stücken in Betracht. - Beim Gußeisen müß auf Schmelzgrund das Deckemail heiß aufgepudert werden, was natürlich nur bei kleineren Stücken geht; große Stücke strahlen hierbei zuviel Wärme aus.
• Bei Anwendung eines Schmelzgrundes ist die Temperaturwechselbeständigkeit der emaillierten Stücke Faber verhältnismäßig gering. Schon beim Abschrecken aus 9o° C mit Eiswasser erhält solches Email Haarrisse. Emaillierte Schmied eeisenstücke sind wegen der Haftoxyde etwas weniger empfindlich als emaillierte Gußstücke, aber jauch deren Temperaturwechselbeständigkeit befriedigt zumeist im praktischen Betrieb nicht. Verwendet man an Stelle des Schmelzgrundes einen Sintergrund, so kann man die Temperaturwechselbeständigkeit .des Emails erheblich steigern. Die Haftfestigkeit des Sinteremails auf dem Eisen ist aber erheblich geringer als die eines Emails mit Schmelzgrund, so daß oftmals im Betrieb kleinere oder größere Emailstücke ohne ersichtlichen Grund paus dem Überzug ausbrechen, wodurch die Stücke unbrauchbar werden.
• Zur Verbesserung der Haftfestigkeit von Sinteremail wie überhaupt von Email ist bereits versucht worden, den Metalluntergrund, insbesondere Eisen, aufzurauhen, wofür entweder eine mechanische Behandlung, z. B. durch langandauerndes Aufblasen von Quarzsand oder Stahlsand, angewandt wurde oder eine geeignete Beizbehandlwng. Bei der Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse werden jedoch die weicheren Bestandteile des Eisens stärker @ange,griffen ,als die härteren, z. B. Zementit, so daß späterhin beim Aufbrennen des Emails an den Stellen der Zementitkristalle wieder eine Zersetzung und Loslösung des Emails erfolgen kann. Bei der Beizbehandlung ist es unvermeidlich, daß .nach Weglösen des Eisens Kohlenstoff in irgendwelcher Form, z. B. .als Graphit, an der Oberfläche bloß liegt, wodurch ebenfalls Fehler in der Emaillierung verursacht werden.
• Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei ziem die genannten Übelstände dadurch vermieden werden, daß nach dem Aufrauhen des. Metalluntergrundes durch Abtragen auf chemischem oder mechanischem Wege auf dem Metalluntergrund neue Metallschichten so aufgebracht werden, daß eine möglichst muhe Oberfläche erzielt wird.
• Demgegenüber besteht die vorliegende Erfindung darin, daß beim Emaillieren metallischer Gegenstände unter Verwendung eines Grundemails vor oder nach dem Auffritten des Grundemails durch dessen Poren hindurch Metall ,auf den metallischen Untergrund niedergeschlagen wird, wodurch ein besonders gutes Haften des Frittegrundes erzielt wird.
• Für das Auftragen der metallischen Zwischenschicht gibt es die verschiedensten, in der Metallüberzugstechnik an sich bekannten Möglichkeiten. So kann das aufzutragende Metall hoch erhitzt und durch Versprühen aufgebracht werden, wobei durch geeignete Flammenführung und. gegebenenfalls die Anwendung von Schutzgasen dafür gesorgt werden muß, daß einerseits eine Oxydation der Metalle und andererseits eine unerwünschte Aufnahme von Wasserstoff, Kohlenstoff u. dgl. vermieden wird, und wobei die Verstäubungseinrichtung so einzurichten -ist, daß ein möglichst rauher, aber festhaftender Überzug erzielt wird.
• Eine andere, für das vorliegende Emaillierverfahren besonders geeignete Art des Auftragens von Metallzwischenschichten auf den Metalluntergrund besteht in der ebenfalls bekannten Abscheidung von Metall aus flüssigen oder gasförmigen Metallverbindungen. Insbesondere kommen von derartigen Metallverbindungen Carbonyle in Frage, z. B. für Emaillierungen .auf Eisen die Carbonyle des Eisens und Nickels. Diese Carbonyle werden zweckmäßig im Vakuum zwischen. i 2o bis 2oo° C zersetzt. Die Temperatur der Erzeugung dieser Niederschläge ist dabei zweckmäßig so zu wählen, daß die Carbonyle sich noch nicht an etwa vorhandenen keramischen Stoffen o. dgl. zersetzen, wohl aber schon in Berührung mit dem Eisenuntergrund infolge metallischer Einwirkung des Eisens. Insbesondere geeignet sind hierfür bei Eisencarbonylen Temperaturen unterhalb iSo° C. Jedoch können die Temperatur wie auch der Druck und die sonstigen Bedingungen je nach den Erfordernissen, also der 'gewünschten Rauhigk eit des Überzuges oder der Anwesenheit geringer Mengen von Schutzgasen, geändert werden. Anstatt durch Zersetzung von Carbonylen kann die Metallabscheidung auch durch Zersetzung anderer MetallverbinJungen geschehen, z. B. durch Reduktion von Met.allhalogeniden o. dgl.
• Eine dritte Art zur Aufbringung metallischer Zwischenschichten ist schlielilich die galvanische Abscheidung von Metall auf dem zu emaillierenden Gegenstand. Dabei muß angestrebt werden, eine etwaige Wasserstoffentladung zu vermeiden, z. B. durch dauernde Bewegung des Elektrolyten oder durch Erwärmen.
• Für eiserne Gegenstände kommt insbesondere die Abscheidung von Eisen oder Nickel auf einem der drei vorstehend aufgeführten Wege in Frage.
• Die Abscheidung der rauhen Metallschichten erfolgt erfindungsgemäß durch eine vorher aufgesinterte Zwischenschicht hindurch oder sogar durch eine poröse, nicht gesinterte, Wasser- und säurebeständige Schicht hindurch, die später gesintert werden kann.
• Es ist z. B. möglich, auf den zu emaillierenden Gegenständen zunächst eine Schicht Sintergrund auf übliche Weise aufzubringen. Ein. derartiger Sintergrund, wie er sich in der Praxis bewährt hat, besteht z. B. aus etwa 70% Kieselsäure und enthält im Rest Alkalien, Borsäure, Kalk und etwas Tonerde. In diesem Sintergrund ist der I,'-ieselsäurege,-halt so hoch, daß beim Aufsintern nicht eine vollständige Lösung in den Flußmitteln eintritt, sondern daß nur eine gesinterte, aber noch verhältnismäßig poröse Masse entsteht. Diese poröse Masse haftet auf dem Eisenuntergrund, wobei infolge oberflächlicher Oxydation des Eisens eine Zwischenschicht von Eisensilicaten usw. vorliegen kann. _ Infolge der Porosität des Sintergrundes ist es nun möglich, durch den Sintergrund hindurch Metall auf der Eisenoberfläche niederzuschlagen und so eine rauhe Oberfläche zu erzielen, sei es durch Zersetzung von Carbonylen, sei es durch galvanische Metallabscheidung. Gegebenenfalls mu.ß vor dieser Metallabscheidung noch ein vorsichtiges Beizen erfolgen; um in den Poren des Sintergrundes das Grundmetall freizulegen. Durch das abgeschiedene Metall werden dann die Poren völlig ausgefüllt, und es tritt gleichzeitig eine besonders innige Verbindung und Verzahnung von Metall und Sintergrund ein. Diese Verzahnung ist so innig, daß die Entfernung des Sintergrundes oder eines darauf aufgebrachten Deckemails nur schwer gelingt, und d.aß in jedem Falle ein Abplatzen größerer Flächen ganz unmöglich ist.
• Wird an Stelle der gesinterten Schicht auf dem zu emaillierenden Gegenstand eine ungesinterte Schicht gewünscht, so kann dies beispielsweise in ähnlicher Weise wie bei der bekannten Herstellung von säurefesten, selbst erhärtenden Wasserglaskitten erfolgen. Es wird z. B. ein Gemisch von ioo.g einer Grundfritte mit hohem Quarzgehalt, bestehend aus Quarzmehl und einer alkalihaltigen Fritte, in nicht zu feiner Mahlung mit 4 g Kaliumsilicofluorid und 3occm Kaliwasserglas mit 4o ccm Wasser zu einem Schlicker angerührt und dann nach den üblichen Arbeitsweisen, z. B. Spritzen oder Angießen, auf den Eisenuntergrund gebracht. Nach einiger Zeit erhärtet diese Masse von selbst und wird säure-und wasserheständig. Nunmehr kann die Metallabscheidung in den Poren dieses überzuges erfolgen, worauf eine oder mehrere Deckemailschichten aufgebracht werden und der Gegenstand gebrannt wird.
• Man kann ähnliche poröse säure- und wasserbeständige Überzüge auch nach beliebigen anderen Verfahren herstellen, z. B. indem man den obenerwähnten Frittegrund fein gemahlen mit Zaponläck vermengt und durch Aufspritzen ,auf den zu emaillierenden Gegenstand aufbringt. Hierbei bilden die auftreffenden Tröpfchen auf Zaponlack und Frittegrund eine aus einzelnen Kügelchen bestehende poröse Schicht ,auf dem metallischen Untergrund, durch die hindurch wieder Metall ,abgeschieden wird, wodurch eine innige Verbindung des Sintergrundes mit dem Metall erreicht wird.
• Es gelingt nach dem neuen Verfahren, einen Sintergrund zu erzeugen, der eine außerordentlich gute Haftung des Deckemails, gegebenenfalls auchenoch zwischen Sintergrund und Deckemail liegender Emailzwischenschichten, bei sehr hoher Temperä.tuxwechselbeständigkeit der ganzen Emailleerung bewirkt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Emaillieren metallischer Gegenstände unter Verwendung eines Grundemails, dadurch gekennzeichnet, daß vor - oder nach dem Auffritten des Grundemails durch dessen Poren hindurch Metall auf den metallischen Untergrund niedergeschlagen wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das niederzuschlagende Metall durch Zersetzen von flüssigen oder ,gasförmigen Metallverbindu;n.-gen erzeugt wird, z. B. durch thermische Zersetzung von Carbonylen im Vakuum oder durch Reduktion von Metallhalogeniden. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das niederzuschlagen-de Metall ,galvanisch abgeschieden wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzutragende Metall durch eine poröse, nicht gesinterte, Wasser- und säurebeständige Schicht hindurch auf dem Untergrund abgeschieden wird, die später gesintert werden kann. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß das Metall durch eine ungebrannte, wasserglashaltige, poröse, selbsterhärtende Schicht von Grundfritte hindurch ;auf ,den metallischen Untergrund aufgebracht wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufzutragende Metall durch eine aufgespritzte, ungebrannte, poröse Schicht z. B. von Frittegrund und Zaponlack hindurch auf den metallischen Untergrund aufgebracht wird.