Cтраница 1
Коэфициент расширения эмали всегда должен быть несколько меньше, чем у металла. [1]
Если коэфициент расширения эмали меньше, чем у металла, имеем обратное явление: металл сокращается быстрее и сжимает эмаль. Эмаль, как сказано выше, обладает большой сопротивляемостью сжатию, а поэтому она будет прочно держаться на изделии. Лишь в тех случаях, когда сопротивляемость эмали окажется недостаточной вследствие слишком большой разницы в коэфициентах расширения эмали и металла и когда возникшие напряжения выходят за пределы сопротивляемости эмали сжатию, эмаль будет отскакивать. [2]
Вполне понятно, что идеальным случаем было бы точное совпадение коэфициентов расширения эмали и металла. [3]
На выпуклых поверхностях, а в особенности имеющих небольшой радиус кривизны, коэфициент расширения эмали должен быть возможно большим. [4]
Если линии появились на больших поверхностях и в виде сетки, то это значит, что коэфициент расширения эмали был слишком велик и необходимо соответственно заменить щелочи кремнеземом или борной кислотой. Если трещины появились только на отдельных местах изделия, то часто помогают изменения, вносимые в методы обработки. Так, например, на бортах посуды иногда возникают короткие, радиально расположенные трещины, которые происходят от правки изделия после обжига холодным инструментом. [5]
Борный ангидрид ( В2О3) сообщает эмали весьма ценные свойства: ой делает ее легкоплавкой, ускоряет процесс плавления, позволяет легко регулировать коэфициент расширения эмали, способствует растворению и равномерно му распределению в эмали красителей и уменьшает ее вязкость. Борный ангидрид обычно вводится в эмаль посредством буры или борной кислоты. [6]
О свойствах титанового плавня имеются следующие данные: Яодобно стеклу он не имеет определенной температуры плавления; температура начала его размягчения около 500; в воде не растворяется; средний коэфициент объемного расширения в пределах температур 20 - 300 равен 430 XJ Ю - 7; при расчете коэфициента расширения эмали в качестве фактора расширения для этого продукта нужно принимать 4ЗХЮ - - т; показатель преломления 1 71; этот плавень заменяет полностью буру, причем можно получить весьма легкоплавкие эмали, обладающие большим интервалом плавления. Химическая устойчивость эмали благодаря введению в ее состав двуокиси титана повышается; подобно буре титановый плавень способствует растворимости красителей и равномерному распределению их в эмали; повышается блеск эмали ввиду того, что кремнетитанат обладает довольно высоким показателем преломления; он оказывает благоприятное влияние на сопротивление эмали сжатию и растяжению. [7]
Рассмотрим сначала, что происходит в эмалевом слое на плоской пластинке при ее остывании после обжига. Если коэфициент расширения эмали больше, чем у стали, то эмалевый слой при охлаждении сокращается быстрее, чем металл. Так как эмалевый слой и металл прочно спаяны между собой, то металл будет противодействовать сокращению эмали, оказывая на нее растягивающее воздействие. Если эмаль не обладает достаточной сопротивляемостью растяжению, то она разрывается, покрываясь сетью трещин. [8]
Очень важную роль играет упругость эмали и грунта и прочность сцепления эмалевого слоя с металлом, которые во многих случаях компенсируют даже довольно сильные напряжения в эмали. Из практики известно, что щелочи и криолит резко увеличивают коэфициент расширения эмали, а кремнезем, окись магния и борный ангидрид сильно уменьшают его. Этим обстоятельством широко пользуются в практике эмалирования - если эмалевый слой при охлаждении растрескивается, то при составлении шихты уменьшают количество соды, криолита или поташа или же добавляют песок и борную кислоту. Если эмаль вследствие малого коэфициента расширения, отскакивает, то поступают наоборот. [9]
Относительное удлинение тела при нагревании его на 1 называется коэфициентом линейного термического расширения, а относительное увеличение объема при нагревании - коэфициентом объемного или кубического расширения. Для твердых тел объемный коэфициент расширения приблизительно в три раза больше линейного и обычно обозначается 3 а. Коэфициент расширения эмали и степень соответствия его подвергаемому эмалированию металлу имеет исключительно важное значение. [10]
Если коэфициент расширения эмали меньше, чем у металла, имеем обратное явление: металл сокращается быстрее и сжимает эмаль. Эмаль, как сказано выше, обладает большой сопротивляемостью сжатию, а поэтому она будет прочно держаться на изделии. Лишь в тех случаях, когда сопротивляемость эмали окажется недостаточной вследствие слишком большой разницы в коэфициентах расширения эмали и металла и когда возникшие напряжения выходят за пределы сопротивляемости эмали сжатию, эмаль будет отскакивать. [11]
Во время обжига кольцо находится в особом приспособлении, обеспечивающем постоянство размера щели. После обжига кольцо вынимают и наблюдают за изменением щели при охлаждении. В зависимости от того, нанесена ли эмаль на наружную или внутреннюю поверхность и в каком соотношении находятся коэфициент расширения эмали и металла, размер щели после обжига увеличивается или уменьшается. Большую роль при этом играет толщина слоя эмали и толщина пластинки, которые должны быть установлены в соответствии с местными условиями. [12]
Согласно этим формулам термостойкость стекол повышается при увеличении сопротивления на растяжение и при уменьшении коэфициента расширения стекла и модуля упругости. Что касается самой эмали, то о ее термостойкости также можно судить по приведенной формуле. Однако если коэфициент расширения эмали будет значительно меньше, чем у металла, то неизбежно отскакивание эмали, Термостойкость эмалевого слоя в значительной степени зависит от силы сцепления его с металлической основой и от упругости грунта. Эмалевый слой, нанесенный мокрым способом, обладает большей термостойкостью, чем эмаль, нанесенная сухим способом. Термостойкость резко повышается с уменьшением толщины эмалевого слоя. [13]
Подобная точка зрения разделяется также Мак Лереном, который полагает, что снятие литейной корки уменьшает опасность. Несколько лет назад обыкновенно жаловались на то, что эмаль часто имеет тенденцию отваливаться кусочками. Растрескивание эмали и отскакивание ее от поверхности изделия приводит также к быстрой коррозии. Это явление зависит главным образом от быстрого охлаждения или нагрева и объясняется разницей в коэфициентах расширения эмали и железа. Как указывает Штукерт2, совершенное приставание кислотоупорной эмали можно ожидать только на чугуне. Это легко понять из следующего. [14]