Эмалирование - процесс нанесения на поверхность металлических изделий тонкого слоя специального стекла (эмали). Об эмалированном металле стало возможным говорить как о композиционном материале, сочетающем прочностные свойства металлической основы с коррозионной стойкостью стекла.
Эмалирование стали, чугуна, алюминия, титана, цветных металлов и сплавов является одним из эффективных способов защиты их поверхности коррозии.
Количество цветных покровных эмалей для стали чрезвычайно велико; цвет и оттенки их очень разнообразны.
Цветные эмали, как и белые, наносят на грунтовые, а иногда и на покровные эмали. Для хорошего соединения их с грунтом также необходима согласованность интервалов плавления.
Растворение пигментов в эмали стараются предотвратить, если при растворении заметно ослабляется интенсивность или изменяется окраска эмали. Это имеет место у некоторых эмалей, окрашенных в красный цвет соединения железа. Чтобы пигмент не растворялся, расплав предварительно насыщают Fe2O3 или окалиной. Окись хрома применяют для получения зеленых эмалей. Ее можно считать практически нерастворимым пигментом.
Частично растворяются в эмалях, по общему мнению, многие черные пигменты. Как известно, они состоят из смеси нескольких окислов (CoO, MnO2, CuO, NiO, Cr2O3 и окислов железа). В расплаве эти окислы ведут себя различно, отчасти растворяются, отчасти остаются нерастворенными. Благодаря такой комбинации достигается почти полное поглощение света.
Бледные пастельные тона получаются при добавлении пигментов к белым эмалям. Растворимость пигмента в этом случае зависит от состава эмали.
Для окрашивания эмалей применяются в основном синтетические керамические пигменты. Их производство обладает достаточной степенью сложности и дороговизной материалов, которые используются для их получения.
В некоторых случаях необходимо получать изделия со стеклоэмалевыми покрытиями, требующими темной окраски, с необязательной однородной тональностью (водогрейные колонки, урны и другие изделия), в которых вместо синтетических дорогих пигментов можно использовать природные красители и техногенные материалы. Такие материалы должны содержать вышеназванные красящие оксиды.
В данной работе в качестве нетрадиционных красителей использовались такие материалы: хромитовая руда, отработанные катализатор кобальта и ванадия, содержание красящих компонентов, в которых колеблется от 5 до 40 %.
В процессе выполнения работы был осуществлен тонкий (полный проход через сито 0056) помол вышеперечисленных материалов и в определенных массовых частях добавление их к готовому шликеру покровной эмали с последующим тщательным смешением. Полученные шликеры наносились на стальные загрунтованные образцы и обжигались в муфельной печи в интервале температур 820-860 °С в течение 3-5 минут. В результате проведения эксперимента при использовании отработанных катализаторов кобальта и ванадия, а также хромитовой руды в процессе эмалирования наблюдалось следующее приобретение цвета эмалевого покрытия: отработанный катализатор кобальта - голубой; отработанный катализатор ванадия - бледно-горчичный; хромитовая руда - зеленовато-болотный оттенок цвета.
С увеличением концентрации компонентов, интенсивность окраски увеличивалась. По результатам исследования можно рекомендовать для использования в промышленных условиях в качестве красителей все три вида техногенных материалов.