Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование и оптимизация температурных параметров процесса нанесения цветных горячих эмалей на медные сплавы

ФИО
Вахрушева Дарья Владимировна
Электронная почта
69932d6ba95a4doux.vent@yandex.ru
Номинация
Металлургия
Институт
Институт экотехнологий и инжиниринга (ЭкоТех)
Кафедра
Кафедра литейных технологий и художественной обработки материалов
ФИО научного руководителя
профессор Деев Владислав Борисович
Академическая группа
ММЛ-15-2
Наименование тезиса
Исследование и оптимизация температурных параметров процесса нанесения цветных горячих эмалей на медные сплавы
Тезис

     Эмаль - стеклообразный сплав, содержащий ряд компонентов, входящих в состав стекла. Эмаль наносят на поверхность металлических изделий в тонкоизмельченном состоянии и она закрепляется посредством обжига при высоких температурах в виде прочного и тонкого покрытия.

     Работа направлена на изучение процесса подготовки металла и эмальерной смеси для нанесения, оптимизацию состава эмали и медного сплава, оптимизацию температурных процессов обжига. Для исследования взаимодействия прозрачных и непрозрачных эмалей с медными сплавами использовали сплав, содержащий  97-98 % Cu. В процессе экспериментов было подтверждено, что медные сплавы не способны сохранять свой цвет и блеск и просвечивать сквозь прозрачную эмаль после ее обжига, так как при температурной обработке на них образуются оксидные пленки (см. рисунок 1). Это указывает на то, что прозрачные эмали требуют нанесения подложки на медные сплавы для сохранения своих эстетических свойств.

Рисунок 1 – Опытные образцы взаимодействия эмали с медным сплавом

     Обязательным условием для сцепления является хорошее смачивание поверхности металла эмалевым расплавом. Поверхностное натяжение эмалевого расплава не должно быть слишком большим. Для растекания эмали по металлу на его поверхности должна присутствовать тонкая оксидная пленка. Также важна  структура поверхности металла. На разрыхленной, шероховатой поверхности эмаль держится крепче, чем на гладкой. При эмалировании меди наблюдается сцепление и на гладкой поверхности. Оно осуществляется за счет слоя закиси меди, образующегося на границе раздела медь – эмаль. Этот слой можно видеть невооруженным глазом. Закись меди, с одной стороны, хорошо растворяется в эмали, с другой стороны, диффундирует в кристаллическую решетку металлической меди, образуя прочный сцепляющий слой.

     На прочность сцепления влияет и режим обжига эмали. Если время обжига или температура недостаточны для того, чтобы успели пройти все процессы, ведущие к сцеплению, эмаль будет легко отделяться от металла. Надежных количественных определений прочности сцепления эмали с металлом до сих пор не имеется. Для непосредственного измерения прочности сцепления эмали с металлом нужно приложить силу, которая оторвала бы эмаль в направлении, перпендикулярном к поверхности эмалированного металла.

     Для  полного растекания эмали по поверхности металла необходимо производить обжиг при температуре на 50-70° выше, чем температура плавления эмали. Эта разница температур позволяет сократить время отжига, в связи с уменьшением нагрева медных образцов.

Научный руководитель - д.т.н., проф. Деев В.Б.