-
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.