Эмалированная посуда
Чугунная посуда (котлы, горшки-чугуны, кастрюли, гусятницы, сковороды и т. д.) относится к тонкостенным отливкам.
Чугунная посуда раньше отливалась преимущественно в песчано-глинистые сырые формы. Большое значение при этом имеет качество формовочных материалов. Величина зерен песка не должна превышать 0,25 мм; количество глины в формовочной смеси допускается в пределах 10-12%; влажность 4,5-5%. Формы уплотняются преимущественно вручную.
В настоящее время изготовление посудного литья осуществляется машинной формовкой и литьем в кокиль.
Высокая производительность труда, хорошее качество отливок, небольшой расход основных и вспомогательных материалов, низкая себестоимость отливок — основные достоинства кокильного литья, обусловливающие его широкое внедрение в производство посуды.
Для предотвращения отбела чугуна при литье в кокиль применяются пасты и краски. Пасту следует наносить кистью на очищенную поверхность кокиля слоем 0,2-0,4 мм. После подсушки этого слоя краски при температуре 120-250° наносят второй слой пасты и просушивают его. Перед каждой заливкой кокиль необходимо обдувать сжатым воздухом и опрыскивать из пульверизатора краской.
Примечание. Облицовку наносят 1-2 раза в смену тонкими слоями в 2 — 3 приема; кокиль окрашивают через 1-3 заливки гонким и равномерным слоем. Пульверизатор располагают от рабочей поверхности не ближе чем на 300 мм.
Качество отливок в значительной мере зависит от химического состава чугуна.
К технологическим свойствам чугуна при литье тонкостенной посуды предъявляются высокие требования, особенно в отношении жидкотекучести,
Большое количество фосфора вводится для увеличения жидкотекучести чугуна. Как известно, фосфор значительно снижает прочность чугуна, однако при литье посуды это не является столь важным. Для увеличения жидкотекучести чугун рекомендуется заливать при температуре. 1380-1400°.
Отливки, которые в дальнейшем эмалируются, рекомендуется выбивать из форм еще при цвете красного каления (750-800°). От пригара и других поверхностных загрязнений отливки очищаются стальными ручными и механическими щетками или в пескоструйных камерах. Если отливки загрязнены каким-либо жиром, обычные методы очистки оказываются недостаточными. Отливки отжигаются в муфельных печах при температуре 700- 750° и только после этого направляются в очистку. При этом также выравниваются внутренние напряжения и обнаруживаются некоторые незаметные ранее дефекты — плены, раковины и т. п.
При эмалировании изделий из чугуна на поверхность их наносится сначала слой грунта. Этот слой принимает на себя значительную часть напряжений, возникающих в процессе соединения двух разнородных материалов — металла и эмали. После грунтовки изделие, покрывается отделочным слоем эмали. Эмали разделяются на два вида — грунтовые и покровные эмали. Грунтовое покрытие для чугуна должно быть пористым, так как во время обжига из чугуна выделяются газы, которым должен быть обеспечен свободный выход. Для этого в состав грунтовых масс вводятся огнестойкие зернистые вещества (песок, глина). При обжиге эти вещества препятствуют полному остекловыванию грунта, в связи, с чем он становится пористым.
Покровные эмали в зависимости от их назначения подразделяются на хозяйственные, технические и художественные.
Хозяйственные эмали применяются главным образом для посуды. Технические эмали используются в промышленности в качестве защитного покрытия при изготовлении различной аппаратуры. Этим эмалям присущи следующие специфические свойства — кислотоупорность, щелочеупорность, повышенная твердость и т. п.
Художественные эмали применяются для украшения эмалированных изделий цветной окантовкой (рантом), различными художественными рисунками (Финифть).
Сырые материалы для введения нужных окислов в эмали неоднородны по своему составу и содержат балласт, а также летучие соединения. Поэтому их следует рассматривать только как исходные материалы для получения эмали нужного состава. Подбор сырья или расчет шихты может быть произведен только после расчета химического состава нужной эмали.
После перемешивания шихта направляется в плавильную печь. Расплавленная масса готовой эмали сливается в холодную воду для грануляции. Гранулированная эмаль (гранулят) размалывается.
Эмаль наносится на изделие мокрым или сухим способом. В зависимости от этого гранулят размалывается либо с водой, либо после просушивания.
Эмалированные ванны
Изготовление купальных ванн еще более сложно, потому что габариты их очень велики, — 1635 X 665 X 600 мм, и других размеров, а толщина стенок всего лишь 3- 4,5 мм. Так же, как и при литье посуды, состав и структура чугуна имеют в этом случае большое значение.
Для заданной эмали и технологии ее нанесения требуется чугун, имеющий однородную структуру.
Следует отметить, что для ванн и других водооборотных изделий добавка в чугун хрома и никеля улучшает качество эмалирования, на качество эмалевого покрова влияют и газы, растворенные в чугуне, уменьшение их количества улучшает качество эмали и упрощает процесс эмалирования.
Чугун рекомендуется плавить в вагранке с подогревом воздуха или обогащением дутья кислородом. Это позволяет сильно перегреть чугун и следовательно, дать ему отстояться перед заливкой.
Поверхность отливки должна быть чистой, гладкой, без газовых и других включений. ‘Это обеспечивается подбором формовочных и стержневых смесей, красок и, главное, вентилированием форм с помощью эжекции газов из центральных стержней.
Предварительная термообработка (нормализация, отжиг) улучшает условия эмалирований. Технологический процесс изготовления формы для заливки ванн начинается с изготовления специальных моделей.
Модель внутреннего контура . ванны — монолитная чугунная конструкция, достаточно прочная и жесткая (толщина стенок 30 мм).
В донной части имеются два отверстия, служащие литниками для модели наружного контура, которые заделываются после изготовления моделей.
Модель наружного контура состоит из трех частей: каркаса, прослойки из алюминиевого сплава и облицовочного листа. Каркас воспринимает на себя всю нагрузку от ударов при встряхивании на машине и при трамбовке (толщина стенок 60 мм).
После обработки модели и каркаса их собирают под заливку. Для этого каркас накладывают на модель внутреннего контура так, что выпуклая часть его размещается в модели. Зазор в 10 мм между рабочей поверхностью и каркасом в собранной форме заполняется алюминиевым сплавом через литники в донной части модели. После затвердевания, металла каркас вынимается из модели, и поверхность его зачищается от заусенцев и заливов.
Полученная таким образом модель является точным отпечатком негативом модели внутреннего контура. Для получения модели наружного контура на негативную форму накладывается облицовочный лист из достаточно пластичного материала, толщина которого соответствует толщине стенки отливки.
Ванны формуют на встряхивающих машинах с перекидным столом.
Отливка освобождается, из формы при температуре 750-850° и очищается от формовочной смеси стальными щетками; затем, ванны проходят пескоструйную камеру. Борта ванны зачищают на наждачных станках.
Перед эмалированием ванны тщательно очищают от жира, масла, ржавчины, покрывают грунтом, а потом эмалью.
Грунт в виде жидкой массы наносится тонким ровным слоем на очищенную ванну и сушится при температуре 60-80°, затем обжигается при температуре 850-950°. Сразу же после обжига на горячую ванну наносится порошком эмаль. Покрытие осуществляется при помощи вибрационных сит. Далее ванна обжигается вторично при температуре 800-900°. Если одного слоя окажется недостаточно, наносится второй слой, и ванна подвергается еще раз обжигу.
Следует иметь в виду, что температура обжига грунта должна быть на 30-50° выше температуры обжига эмали, в противном случае при обжиге эмали грунт расплавится.