Горячая эмаль роспись

Панно "Алхимия Города"

А.Ю. ЕМЕЛЬЯНОВ, Е.В. ЕМЕЛЬЯНОВА, 

 Д.В. СМОЛЬНЯКОВ, Т.Н. ФЕДЯЕВА

           

  

 

ЦВЕТНЫЕ ГОРЯЧИЕ ЭМАЛИ И ТЕХНОЛОГИЯ

 ХУДОЖЕСТВЕННОГО ЭМАЛИРОВАНИЯ

 

 

 

 

Содержание

 

1.Введение.

1.1. История эмали.

2. Техническая часть.

2.1 общие технологические сведения.

2.2. производство эмали.

2.3. Некоторые физико-химические свойства эмали.

3. технологическая часть.

3.1 Инструменты эмальера.

3.2. Последовательность процесса эмалирования.

4. Различные техники эмалирования.

4.1. живописная эмаль.

4.2. перегородчатая эмаль (эмаль по скани).

4.3. выемчатая эмаль.

4.4. Обработка ювелирных эмалей после обжига.

5. Живописная эмаль, роспись надглазурными  красками.

6. Использование в качестве цветных эмалей силикатных композиций на основе смальты и цветного бисера.

6.1. Влияние технологических параметров на физико-химические свойства эмалевого покрытия на основе смальты и бисера.

6.2. Влияние технологических параметров на декоративные свойства эмалевого покрытия на основе смальты и бисера.

6.3. Использование экспериментальных стеклообразующих материалов в качестве основы под расписные и живописные эмали.

Список литературы.

 

 

Цель данной работы – помочь всем желающим познакомиться с техникой горячей эмали освоить основные принципы художественного эмалирования, как самостоятельной и самобытной художественной технологии. В работе дан исторический обзор, позволяющий проследить развитие эмальерного искусства от античных времен до сегодняшних дней. В техническом разделе даны минимальные необходимые сведения по физико-химическим свойствам эмали, ее производству и составам. Технологическая часть позволяет ознакомиться с наиболее применяемыми техниками эмалирования, как в ювелирном производстве, так и в областях декоративно-прикладного искусства, в том числе станковой эмалевой живописи.

Эмалями принято называть стекловидные покрытия нанесенные на металлическую или стеклянную поверхность. Различают  холодные (полимерные), и горячие эмали. Первый вид эмалей либо совсем не требует температурного воздействия, либо полимеризуются при относительно невысокой температуре (до 200 ºС). Собственно эмалью мы будем называть второй вид эмалей, требующий высокотемпературного воздействия (600 - 900  ºС). большинство таких эмалей производится на основе кремниевых стекол. От обычного (тарного) стекла эмаль отличается значительно более низкой температурой плавления (тарное стекло 1350 – 1500 ºС), широкой цветовой палитрой, повышенной жидкотекучестью, строго определенными параметрами линейного расширения и поверхностного натяжения.

 

1.1.История эмали.

 

 На сегодняшний день принято считать, что искусство художественного эмалирования имеет более чем трех тысячелетнюю историю. Древнейшие из известных предметов с наплавлением стекла на металл в художественных целях найдены в Микенах и на о. Кипр (15-14 в. до н. э.). Искусство наплавления стекла на металл развивалось с 7-го в. до н. э. на территории Азербайджана, Греции, северной Италии. Более поздняя техника перегородчатой эмали появилась, очевидно как вариант инкрустации металла драгоценными камнями и цветной смальтой. Эта техника была широко развита в Древнем Египте с 2000 г. до н. э. На золотую пластину устанавливались золотые перегородки, промежутки между ними заполнялись цветными вставками. Кусочки ляпис-лазури, малахита, коралла, бирюзы, смальты, цветного стекла обрабатывались по форме ячеек и закреплялись с помощью специального клея.

Не смотря на это, настоящая эмаль появилась в Египте только в греко-римский период. Однако именно египтяне создали художественные основы цветовой отделки металла камнем и эмалью, которые до сих пор не потеряли своей ценности. В 5-м в. до н. э. у кельтских племен Франции и Британии получила развитие выемчатая эмаль на бронзе. В специальные ячейки на поверхности литых изделий вплавлялось непрозрачное стекло насыщенных цветов. От кельтов эта техника перешла к римлянам, но не получила у них широкого распространения.

В это же время искусство эмали развивается в странах Азии: Персии, Индии и Китае. Китайская перегородчатая эмаль стала уникальной и самобытной техникой, традиции китайских эмальеров живут и по сей день.

 Египетское и ближневосточное искусство значительно повлияло на культуру Византии, следующий центр эмальерного искусства. Византийские перегородчатые эмали считаются классическими. Впервые эмаль была использована не как имитация камней, а как самостоятельное изобразительное средство. Расцвет византийской эмали приходится на период до 12 в. н. э.

Опыт Византии оказал кардинальное влияние на развитие техники европейской средневековой эмали. Из Византии искусство эмалирования распространилось на соседние страны: Грузию, Армению, Сербию, Киевскую Русь, где были созданы самобытные школы эмалирования.

В средневековой Европе самые знаменитые центры эмалирования находились в Лиможе (Франция), при монастырях на Рейне и в Лотарингии. В середине 12 в. Лимож превратился в ведущий центр производства церковной утвари с использованием различных видов перегородчатой и выемчатой эмали. Появляется своеобразная техника прозрачной цветной эмали по чеканному рельефу, где различная толщина эмалевого покрытия за счет неровностей рельефа создает подобие игры света и тени. Позднее ( 15-17 в.)  Лимож становится ведущим центром развития новой самобытной техники – живописной эмали в стиле гризайль. Подробнее об этой технике рассказывается в главе «живописная эмаль».

С середины 17-го века благодаря большому развитию химии появились окислы металлов, при нанесении которых на белую эмалевую основу и последующем обжиге можно было достичь передачи тончайших цветовых оттенков, благодаря чему стало возможным создание миниатюр на эмали, где металл, даже если это было золото, служил только подложкой и покрывался сплошным слоем.

В 19 веке получает применение техническая бытовая эмаль на стали и чугуне. Эмалью покрываются предметы домашнего обихода (посуда, детали каминов и печей) для улучшения их эксплуатационных свойств.

На рубеже 19-20 вв. на волне стиля модерн художественная эмаль переживает новый подъем. Эмаль становится популярным способом оформления украшений и декоративных изделий. Благодаря успехам в области химии силикатов была разработана большая палитра эмалей различных оттенков и свойств.

Русская эмаль.  Наиболее ранние из сохранившихся изделий из металла с декоративным эмалевым оформлением относятся к 10-му – началу 13-го века. В Древней Руси художественную эмаль называли финифтью (от греческого «фингитис» - светлый, блестящий камень). Как уже упоминалось, технику перегородчатой и выемчатой эмали русские мастера переняли у византийцев. Крупнейшими русскими центрами эмалирования были Киев, Чернигов, Галич, Владимир, Рязань, Новгород. Из дошедших до нас образцов русского эмальерного искусства того времени чаще всего встречаются колты – вид парных украшений женского головного убора лунообразной формы из двух соединенных выпуклых пластин. Также известны диадемы из нескольких, соединенных друг с другом золотых пластин, рясны (парные цепи из бляшек), бармы (нагрудные украшения, состоящие из отдельных медальонов), пластины, которые нашивали на парадную одежду, дарохранительницы, тельные кресты и образки, накладки на Евангелие, оклады для икон. Для перегородчатой и выемчатой эмали чаще всего использовали золото, реже серебро, а эмаль по литью (заимствованную из Западной Европы – наследие кельтов) делали, как правило, по бронзе или меди. Эмалевое производство того времени не было массовым. Основными заказчиками работ с эмалью были князья и их семьи, высшие иерархи церкви, бояре.

В результате монгольского нашествия в 1237 году прекращают существование многие эмальерные центры, традиция передачи знаний прерывается. Многие мастера угнаны в Золотую Орду.  Нарушены культурные связи с Византией и Западной Европой. С середины 13-го до середины 15-го века наблюдается общий упадок русской эмали. Утрачены рецепты многих цветов, забыта перегородчатая эмаль. Продолжает развиваться только эмаль по литью. В технике эмали по литью преимущественно делали культовые вещи, изготовление которых сосредоточилось в монастырских мастерских и в Новгороде. Монастыри, как и вся русская православная церковь, в отличие от светского общества, имели охранную грамоту от ханов Золотой Орды, что обеспечивало некоторую безопасность для работавших там ремесленников от грабежей и угона в плен.

Со второй половины 15-го вера начинается возрождение русской эмальерной традиции. Возобновление культурных связей с Византией дает возможность русским мастерам познакомится с опытом художественных школ итальянского Ренессанса. Расширяются возможности работы с эмалью за счет привозного западноевропейского эмалевого сырья. Русские эмальеры получают крупные заказы от царского двора. В Москву, которая, наряду с Новгородом становится крупнейшим русским эмальерным центром приглашают греческих и западноевропейских мастеров. В конце 15-го века появляется новая техника – эмаль по скани (филиграни). Эмаль по скани превратилась в излюбленный прием для создания эмалевого декора. Со временем она стала узнаваемым, характерным символом русской эмали. Русские эмальеры также широко использовали и технику эмали по рельефу, которая была хорошо известна в Западной Европе. 17-й век считают временем расцвета эмали. В этот период ею украшалось множество бытовых вещей, черенки ножей, виток, чернильницы, футляры и др. эмаль становится неотъемлемой частью убранства предметов церковного обихода и светских вещей.

В петровское время русская эмаль испытывает огромное влияние западной культуры. Появившаяся в 18-м веке миниатюрная живопись по эмали оттесняет на второй план традиционные техники прошлых веков. К концу 18-го века русская миниатюрная эмалевая живопись выходит за рамки элемента декоративно-прикладного искусства и приобретает самостоятельное звучание как один из видов станкового искусства.

К 19-му веку ведущими российскими эмальерными центрами становятся Москва, Ростов Великий и Санкт-Петербург. С середины 19-го столетия искусство русской эмали переживает новый подъем в связи с ростом общественного интереса к древнерусским традициям. Появляется своеобразный «русский стиль», как вариант общеевропейского «историзма». Вновь получает широкое распространение традиционная эмаль по скани, как обязательный атрибут «русского стиля». В это время искусство эмали приобретает массовый характер, становится доступным различным слоям русского общества. Ведущую роль в демократизации эмали сыграли русские ювелирные фирмы. Используя достижения химии и новые эмальерные технологии, которые позволили перейти к изготовлению изделий с эмалью уже на промышленной основе, русские ювелирные фирмы смогли сформировать широкий ассортимент вещей в соответствии с запросами российского покупателя.

Наиболее известные ювелирные фирмы России конца 19-го, начала 20-го века, которые активно использовали художественную эмаль в своих изделиях это фабрики Овчинникова, Фаберже, Сазикова, Хлебникова, Грачева, Немирова-Колодкина, Постникова, Оловянишникова и др.  Наряду с ними существовали мелкие ювелирные мастерские и артели.

Появление впервые такого широкого круга эмальеров, работавших в разнообразных манерах, привело к тому, что в искусстве русской эмали этого периода оформились два пути решения творческих задач: как декоративный элемент украшения вещи, и как самостоятельное станковое произведение, выполненное в технике эмали.

После революции 1917 года искусство русской эмали переживает спад. Это было вызвано, с одной стороны тем, что художественная эмаль воспринималась как искусство господствующих классов, а с драгой стороны – той разрухой в стране, к которой привела гражданская война. Из всех традиционных российских центров художественной эмали сохранилась только школа Ростова Великого. Однако в ростовской эмали изменилась тематика. На смену церковным сюжетам пришла цветочная роспись на белом или цветном фоне, близкая к росписи по фарфору, а также советская символика и миниатюрная живопись на эмали в духе соцреализма. Позднее на базе ростовских артелей была организована фабрика «Ростовская финифть».

Только в семидесятых и восьмидесятых годах 20-го века начинается новая волна интереса советских художников к богатым возможностям художественной эмали. Советские эмальеры получают возможность принимать участие в международных творческих семинарах сначала в Венгрии и Прибалтике, а затем и в других странах Западной Европы.

Возможности техники художественной эмали еще далеко не исчерпаны. Не смотря на тысячи лет развития этой техники, многие аспекты художественного эмалирования не изучены до конца.

 

    2. техническая часть

 

2.1 общие технологические сведения

 

Эмали относятся к группе стекол и обладают характерными для них особенностями: светопропусканием, водо- и кислотостойкостью, хрупкостью, не горят. Стекло  не имеет кристаллической решетки, полностью изотропно, аморфно и может восприниматься как застывшая жидкость.

Эмаль – это образовавшаяся посредством частичного или полного расплавления стекловидная застывшая масса неорганического, главным образом окисного состава, иногда с добавками металлов, нанесенная на металлическую основу

Эмаль представляет собой 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. Эмали получают путем сплавления при высоких температурах (1250— 1400 °С), специально подобранных шихтовых материалов: горных пород (кварцевый песок, глина, мел, полевой шпат) с плавнями (бура, сода, поташ) и вспомогательных веществ: 1) окислы для улучшения сцепления эмали с поверхностью металла (NiO, CoO); 2) глушители для получения непрозрачного состояния (ТiO2, ZrO2, SnO2, фториды и др.); 3) красители для придания эмали желаемого цвета.

По своим оптическим свойствам эмали бывают прозрачные (транспарантные), непрозрачные (глушеные или опаковые) и опалисцирующие – полупрозрачные.

Металлы для эмалирования. Лучшими по своим технологическим свойствам металлами для художественного эмалирования признаны золото и серебро. Однако ввиду их чрезвычайно высокой стоимости золото и серебро, как основа для нанесения эмали используется только в ювелирном деле. В декоративно – прикладном искусстве используют обычно чистую медь и эмалировочный томпак.

Благодаря особым химическим и физическим свойствам медь имеет один из лучших показателей прочности сцепления эмали с металлом. Относительно высокая температура плавления (1084 ºС) гарантирует устойчивость металла при оплавлении металла. Стоимость меди значительно ниже стоимости благородных металлов. Однако, в качестве основы медь и томпак идеально подходят только для непрозрачных эмалей. На прозрачные эмали большое влияние оказывает цвет меди: они темнеют, приобретают бурый оттенок. Для сохранения естественного цвета прозрачных эмалей на медь предварительно наносят бесцветную прозрачную эмаль (фондон), которая сохраняя естественный красновато-золотистый цвет меди препятствует загрязнению цвета эмалей. Второй способ – использование подложки из серебряной фольги.

Эмалировочный томпак представляет собой сплав меди с цинком с содержанием цинка не более 3 - 5 % . Большее содержание цинка крайне нежелательно вследствие снижения прочности сцепления эмали с металлом. По этой причине все другие декоративные сплавы с более высоким содержанием цинка, такие как латунь, бронза, нейзильбер для эмалирования стандартными художественными эмалями не подходят.

Температура плавления томпака – 1055 – 1065 ºС. особое преимущество эмалировочного томпака заключается в его светло-желтой окраске, и поэтому цвета эмали на томпаке чистые и яркие. Этот сплав, как правило, используют для изготовления серийных изделий небольшого размера, например значков. При эмалировании больших по площади изделий появляется опасность скалывания эмали.

В промышленном эмалировании применяются также чугун, листовая сталь, титан и алюминий. Сталь и алюминий могут быть использованы как основа для художественных плакеток. Однако алюминий и его сплавы имеет достаточно низкую температуру плавления (659 ºС – чистый алюминий), что обуславливает использование специальных легкоплавких эмалей с температурой плавления не выше 620 ºС. Сплавы алюминия, содержащие цинк для нанесения эмали не подходят.

2.2. производство эмали{C}[1]

 

Строение стекла. Для эмалей, как и для любого стекла характерно т. н. стекловидное состояние, которое можно определить хаотическим расположением атомов вещества в пространстве, не образующих геометрически правильной упорядоченной пространственной структуры, то есть отсутствием кристаллической решетки. Стекловидное состояние характерно не только для стекол. В этом состоянии находится, например, янтарь, оргстекло (полиметилметакрилат) и другие вещества. Это позволяет называть «эмалью» некоторые полимерные покрытия, имеющие сходные декоративные свойства с классической горячей эмалью на металле или стекле.

Охлаждаясь, жидкое расплавленное вещество переходит либо в кристаллическое, либо в стеклообразное состояние. Свойства анизотропного кристаллического вещества зависят от конфигурации кристаллов и в различных направлениях неодинаковы. Стекловидное вещество, напротив, изотропно, т. е. его свойства во всех направлениях одинаковы.

Кристаллы характеризуются строго фиксированной температурой плавления, выше которой кристаллическое вещество в процессе плавления не нагревается, вся дополнительная подводимая теплота расходуется не на нагрев, а на разрушение кристаллической структуры. При быстром охлаждении некоторые вещества, например кремнезем  SiO2 и кремнекислые соли металлов (силикаты) и другие, переходят в стеклообразное состояние. Расплавы этих веществ обладают большой вязкостью и так быстро загустевают, что атомы не успевают построиться в правильную кристаллическую структуру. Подобное хаотическое расположение атомов и молекул – главный признак жидкости или газа. Следовательно, стекло можно назвать твердой (точнее - переохлажденной) жидкостью.

При повторном нагревании стекловидное вещество может перейти в кристаллическое в следствии его неустойчивости. В производстве эмали подобная кристаллизация нежелательна, это является одним из пороков эмали.

Состав и производство эмали. Основой большинства неорганических стекол и эмалей является окись кремния SiO2, вводимая в шихту в виде кварцевого песка (силикатные стекла). Cтеклообразователями служат также трехокись бора B2O3, фосфорный ангидрид P2O5, оксид свинца PbO и др. Соответственно  такие стекла называются борными, свинцовыми и т. д. Кроме того, в состав эмали входят модификаторы (окиси щелочных и щелочноземельных металлов, от которых зависят свойства эмалей), а также красители и пигменты – красящие окислы металлов, окиси алюминия, свинца, соединения фтора и т. д.

В качестве тугоплавкого сырья для изготовления эмалей используют чистый кварцевый песок (двуокись кремния), полевой шпат (алюмосиликат калия, кальция или натрия), магнезит (углекислый магний). Кварц (SiO2) составляет 30 - 55 % большинства художественных эмалей. От содержания кварца в составе эмалей зависят такие механические свойства стекла, как прочность при сжатии, упругость и химическая стойкость. Однако увеличение количества SiO2 в составе шихты значительно увеличивает тугоплавкость эмали (температура плавления чистого кварца 1800 - 2000ºС). Обычные, в том числе художественные стекла содержат 60 – 75% оксида кремния.

 Для снижения температуры плавления в шихту вводят легкоплавкие компоненты – флюсы. Чаще всего используются следующие вещества: борная кислота (H3BO3), бура (Na2B4O7), сода (Na2CO3), известковый шпат (CaCO3), свинцовый сурик (Pb3O4).

Плавление шихты и варку эмалей проводят при температуре в пределах 1000 - 1400 ºС. время варки – от нескольких десятков минут, до нескольких часов. Столь долгое время необходимо для достижения однородной (гомогенной) структуры вещества. В процессе варки в расплаве шихты протекают сложные химические реакции, сопровождающиеся выделением газов. В промышленных условиях варку эмали производят в специальных плавильных или тигельных печах, в лабораторных условиях – в небольших тиглях.

Перед плавкой все компоненты шихты измельчают и тщательно перемешивают. Как правило, варку эмали проводят в два приема. Сначала варят прозрачное стекло – фритту. Затем фритту измельчают и используют как основу для производства собственно цветных эмалей.

Кварц применяют в виде особо чистого песка, но при этом в расплав все же попадает ряд примесей, особенно окислы железа. С другими естественными шихтовыми материалами в образовавшуюся фритту также попадают некоторые примеси. В расплаве эти материалы взаимодействуют друг с другом в виде окислов.

Образовавшаяся из рассмотренных компонентов фритта прозрачна и служит основой для прозрачных эмалей. При добавлении в стекловидный расплав глушителей понижается его прозрачность и таким образом получают исходный материал для непрозрачных эмалей.

До сих пор эмали составляют на основе экспериментальных данных. Многие факторы невозможно заранее предусмотреть, так как взаимодействие компонентов в процессе плавления приводит к различным отклонениям. Состав эмали зависит от заданных технологических параметров. В Таблице 1. дан примерный состав эмалей, выпускаемых промышленностью.

 

 

Таблица 1.

Исходная рецептура ювелирных эмалей [1]

Кварц

34 — 55

Бура (борная кислота)

0 — 12,5

Сода

3 — 8

Поташ

1,5 — 11

Свинцовый сурик

25 — 40

Плавликовый шпат

0 — 2,5

Криолит

1 — 4

Калиевая селитра

0 — 2

Мышьяк

0 — 4

Красящие окислы

0,1 — 0,5

Предпосылкой для полного растворения и равномерного распределения всех компонентов в расплаве является тщательная подготовка исходных материалов. Точно взвешенное количество шихтовых материалов тщательно измельчают и смешивают так, чтобы в результате получилась однородная смесь твердых, мелких гранул компонентов. Эмалевую шихту расплавляют в печи до получения стеклообразной массы, которая представляет собой основу будущей эмали.

 Температура плавления для различных эмалей находится в пределах От 1000 до 1400 °С. Минимальная температура плавления шихты определяется температурой плавления компонентов. Отсюда следует, что ход сложных реакций в шихте требует определенного времени и не может быть ускорен резким повышением температуры.

Здесь, как и при любом химическом процессе, скорость реакции увеличивается с повышением температуры, но до определенного предела, превышение которого приводит к нежелательным явлениям: слишком большим изменениям состава эмали за счет летучести компонентов.

При изготовлении стекла шихту плавят, затем расплав выдерживают при температуре плавления до тех пор, пока не будут удалены газовые пузырьки, и смесь не станет гомогенной. Точно так же поступают при варке эмали: шихту нагревают до температуры плавления, расплав перемешивают и, выдержав необходимое время, быстро охлаждают. Вследствие этого получают застывший расплав в виде твердых частиц стекла с включениями газовых пузырьков. Химические реакции между компонентами в необожженной эмали еще не закончены, и при последующем оплавлении на металлической подложке физико-химические процессы продолжаются до тех пор, пока стеклообразная масса не станет полностью однородной. Процесс варки довольно сложен, так как химические и физические процессы протекают одновременно, влияя друг на друга.

Глушение стекла. Если варят непрозрачные (опаковые) эмали, то в стекловидный расплав добавляют глушители, особые глушащие добавки с иными показателями преломления, чем у основы стекла. Свет при прохождении через эмалевую массу отклоняется неравномерно, рассеивается и отражается. Чем больше разница показателей преломления основного стекла и глушителя, тем больше глушащий эффект. Некоторые глушители, растворяясь в жидкой эмалевой массе, при охлаждении выделяются в виде твердых частиц или газов. Мелкие газовые пузырьки или кристаллические частицы отражают свет.

В качестве глушителей могут быть использованы следующие вещества: костяной пепел (широко применялся еще с античных времен, в настоящее время вытеснен другими материалами); двуокись олова (SnO2); двуокись титана (TiO2); плавликовый шпат или фтористый кальций (CaF2); криолит (Na3AlF6).

Окрашивание стекол и эмалей.

Цвет (окраска). Известно, что тела, обладающие избирательным поглощением света в одной или нескольких областях видимого спектра, представляются окрашенными. Тело имеет тот цвет, который оно пропускает или отражает.

Нормальный глаз человека воспринимает колебания с длинами волн примерно от 380 до 760 нм, получая впечатления различных цветов.

Если тело имеет наибольшее поглощение в фиолетовой, синей и зеленой областях и минимальное – в длинноволновой части спектра, то его цвет изменяется от желтого до красного. Наоборот, если максимальное поглощение имеет место в длинноволновой, а минимальное – в коротковолновой области спектра, то цвет тела будет меняться от синего до фиолетового. Окраска эмалей также основана на явлении избирательного поглощения в видимой части спектра.

 Для придания эмали определенной окраски в шихту для повторной варки вводят некоторое количество (в размере до нескольких процентов от общей массы) специальных красящих компонентов – пигментов и красителей. Существуют два типа окрашивания – ионное и коллоидное.

Ионное окрашивание обусловлено наличием в стекле положительно заряженных ионов некоторых переходных или редкоземельных металлов. Различные ионы одного и того же металла характеризуются различным отношением к окрашиванию стекла. Можно провести аналогию между окрашиванием стекла и водных растворов ионными красителями. Например, водный раствор медного купороса – голубой, пермарганата калия – фиолетовый. Такие же цвета получаются и при введении данных веществ в шихту стекла. В этом случае исходное бесцветное стекло (фритту) можно считать растворителем, а окислы металлов – растворенными пигментами. При смешивании красящих окислов добиваются многочисленных цветовых оттенков, используемых в ювелирных эмалях.

Степень избирательного поглощения, а следовательно, и пропускания цветовых лучей зависят от концентрации ионов в эмали и толщины эмалевого слоя (для прозрачных эмалей). При вторичном нагреве затвердевшей эмалевой массы с ионными красителями окраска почти не изменяется. Эти красители окрашивают стекла и эмали любых составов.

Эмали, окрашенные коллоидными красителями обладают другими свойствами. В этом случае окрашивание обусловлено избирательным рассеиванием цветовых лучей: рассеиваются фиолетовые, синие и голубые лучи (коротковолновое излучение), стекло пропускает лишь желтые, оранжевые и красные лучи. В этих эмалях присутствуют мельчайшие (т. н. коллоидные) частицы таких металлов, как золото, серебро, медь, или же некоторых сульфидов. Размеры коллоидных частиц составляют 10...50 нм. Окраска появляется, когда эти частицы вырастают в стекле до указанного размера. Однако процесс чрезмерного укрупнения частиц может привести к помутнению и заглушению эмали. При резком охлаждении коллоидно – окрашенные эмали получаются бесцветными; окраска возникает лишь при вторичном подогреве затвердевшей эмали (наводке). В результате наводки в эмали протекают процессы выделения частиц красителя. Интенсивность окраски зависит от числа выделившихся коллоидных частиц и от их размеров. Размеры самих коллоидных частиц и расстояний между ними сопоставимы с длинами волн цветовых излучений.

Примером такого окрашивания могут быть некоторые красные транспарантные (прозрачные) ювелирные эмали, в которых в качестве коллоидного красителя присутствуют мельчайшие частицы золота.

Красители и пигменты.{C}[2]

Синие и голубые эмали получают введением в шихту от 0,02 % до 1 % окиси кобальта CoO. Для получения оттенков голубого зелено-голубого цвета добавляют 1 – 2 % (масс. доли) окиси меди CuO.

 Фиолетовый оттенок получают с помощью добавок окиси марганца Mn2O3. Ионы  Mn3+ придают прозрачной эмали пурпурно-фиолетовую окраску. Окись никеля NiO, вводимая в количестве до 3 %, окрашивает стекло, содержащее К2О в красновато-фиолетовый цвет.

Если оксид меди CuO вводится в шихту в количестве 2...4 %, то цвет эмали становится изумрудно-зеленым. Более теплые оттенки зеленого цвета (без примеси голубого) обусловлены присутствием в составе эмали окиси хрома Cr2O3. Для получения различных голубовато-зеленых оттенков оксиды хрома применяют в сочетании с оксидом меди и оксидами железа FeO и Fe2O3. при этом FeO окрашивает стекло в голубой цвет, а Fe2O3 – в желтый. При сложении этих цветов получаются различные оттенки зеленого (бутылочного) цвета. Применение оксидов железа в качестве красителей художественного стекла и эмали ограничено из-за того, что они являются обычными красителями бутылочного и другого тарного стекла.

Для получения эмалей желтого цвета применяют сульфиды некоторых металлов (сульфид кадмия CdS, сульфид меди CuS, сульфид свинца PbS), а также сульфид железа FeS, в при большой концентрации которого (до нескольких процентов от общей массы шихты) получается интенсивная янтарно-коричневая окраска. Эмали, содержащие сульфиды, являются типичными примерами молекулярно-коллоидного окрашивания стекла.  Различные оттенки желтого цвета можно получить используя соединение сурьмы и свинца Pb2Sb4O7 с добавлением ZnO и Al2O3.  В свинцовых легкоплавких эмалях (стеклообразователь – PbO) в качестве коллоидного красителя для получения оттенков желтого, оранжевого и красного цвета  применяют хромовокислый калий (хромпик) KCr2O. В зависимости от концентрации частиц хромпика получается соответствующий оттенок.

Красные эмали получают также с помощью добавок сульфида кадмия CdS и селенида кадмия CdSe в различных пропорциях. При соотношении CdS:CdSe = 3:1 получается оранжевый цвет. Красные прозрачные эмали различных оттенков от алого по пурпурного называются рубиновыми. Ювелирные рубиновые эмали содержат коллоидно-дисперсное золото (до 0,03 %) – результат разложения хлорида золота AuCl3 на элементарное золото.

Коричневые эмали окрашивают смесью окислов железа, цинка и хрома.

Черный цвет получают в результате смешения различных окислов металлов (окись хрома, кобальта, меди с добавками окиси никеля, железа, марганца).

Ниже, в таблице 2. приведены данные по окраске эмалей некоторыми красителями.

Таблица  2  

 Пигменты и красители для эмалей [8].

Окраска

 эмали

Краситель

Желтая

Сульфид кадмия CdS,

соединение сурьмы и свинца Pb2Sb4O7  c добавлением ZnO и Al2O3

Оксид сурьмы Sb2O5 (при увеличении концентрации переходит в охру и коричневый оттенок)

Коричневая

Смесь окислов железа, цинка и хрома

Красная и оранжевая

Смесь сульфида кадмия CdS и селенида кадмия  CdSе,

Хромовокислый калий (хромпик) KCr2O

Основной хромат свинца Pb[CrO4]•Pb[OH]2,

Коллоидно-дисперсное золото (до 0,03%)

Синяя

Окись кобальта СоО

Для получения оттенков добавляют окись марганца, двуокись олова, окись алюминия, окись хрома

Зеленая и сине-зеленая

Оксиды меди CuO  Cu2O

Окись хрома  Cr2O3, добавки окиси алюминия, кобальта, железа смягчают оттенки

Красно-фиолетовая

Оксиды марганца Мn2О3  МnО

Черная

Смеси окиси хрома, кобальта, меди с добавками окиси железа, никеля, марганца. В большинстве случаев не получается чистого глубокого черного цвета, а, как правило, с коричневым или голубоватым оттенком

Интенсивность окраски при цветном глушении зависит от количества пигмента в эмали, от величины его частиц, а также от степени глушения эмали.

Если пигмент добавляют к заглушенной эмали, то окраска ослабляется. Чем сильнее заглушена эмаль, тем слабее окраска, вызываемая пигментом. Поэтому для получения интенсивной окраски при небольшой добавке пигмента необходимо применять незаглушенные эмали.

 

{C}2.3.                  Некоторые физико-химические свойства эмали

 

 Термические характеристики предназначенных для эмалирования специальных стекол должны соответствовать термическим характеристикам металла основы. В результате обжига между этими материалами должно осуществляться соединение без использования связующего материала.

Наибольшее значение для художественных эмалей имеют следующие свойства:

·    Термомеханические – вязкость эмалевого расплава (термопластичность), Поверхностное натяжение, термическое расширение.

·    Механические – прочность сцепления, твердость, упругость.

·    Химические – химическая устойчивость.

Вязкость.{C}[3]{C} Одно из основных свойств стекол и эмалей. В отличие от кристаллических материалов, у аморфных веществ, к которым относятся эмали нет фиксированных термических точек. Переход из твердого и хрупкого состояния в пластичное, а затем в жидкое происходит плавно, при этом четко определить границы состояния не представляется возможным.

Вязкостью называют внутреннее трение между молекулами, обусловленное текучестью жидкостей и газов. От показателя вязкости при определенной температуре зависит жидкотекучесть эмали (растекаемость по поверхности металла). Вязкость жидкотекучего состояния – 102 – 122 Па·с, должна достигаться (для художественных эмалей) при температурах от 800 до 900 ºС.

Термопластичность относится к основным свойствам стекол и эмалей. При нагреве твердый хрупкий материал размягчается, постепенно переходит в пластичное состояние, с повышением температуры становится вязкотекучим и затем жидким, при этом определить границы состояния не представляется возможным.

В то время как у кристаллических материалов, например у металлов, изменения агрегатного состояния можно зафиксировать температурными точками (точка плавления у чистых кристаллических веществ, интервал плавления сплавов), у аморфных веществ нет фиксированных термических точек.

Степень разжижения нагретого стекла характеризуется вязкостью, и это физическое свойство имеет особое значение для характеристики стекла.

Вязкость эмалевой фритты должна обеспечивать достаточную текучесть, полное покрытие металла, растворение окалины и технически оптимальную дегазацию.

Поверхностное натяжение и смачиваемость. Это свойство определяется силами молекулярного взаимодействия на поверхности расплавленной или размягченной эмали. От величины поверхностного натяжения зависит смачиваемость поверхности металла расплавом эмали. Поверхностное натяжение σ равно работе (энергии), которая должна быть израсходована на увеличение поверхности жидкости на 1 см2.

    На жидкость действует сила, под влиянием которой жидкость стремится принять форму шара – тела с минимальной поверхностью. Достаточно вспомнить о поведении шариков ртути или воды на жирной поверхности.

   Величина поверхностного натяжения зависит от температуры и от состава жидкости. При наплавлении эмали на металл требуется пониженное значение поверхностного натяжения, а при нанесении одного слоя эмали на другой, либо на стеклянную подложку или грунт, следует использовать составы с более высоким показателем поверхностного натяжения (более тугоплавкие) во избежание перемешивания с подложкой (в случае, когда это не предусмотрено специально), либо производить обжиг при более низкой температуре, чем обжиг подложки. Добавки окиси свинца и борной кислоты, а также K2O, Na2O, Li2O, CaF2, V2O5, MoO3, WO3 значительно уменьшают поверхностное натяжение, а следовательно увеличивают растекаемость расплава эмали.

Для эмали поверхностное натяжение, а следовательно, сила сцепления и смачивания металлической основы эмалевым расплавом имеют важное значение. Например, при нанесении эмали по высокому рельефу поверхностное натяжение уменьшается настолько, что эмаль растекается по всей площади и хорошо смачивает основу. Как видно из рис. 1., нанесенная на поверхность твердого тела капля жидкости либо растекается, образуя тонкий слой жидкости (полная смачиваемость), либо остается более или менее сплющенной (неполная смачиваемость).

      Рис 1. поверхностное и адгезионное натяжение:

а – общая схема; б – неполная смачиваемость; в – полная смачиваемость; г – полная несмачиваемость.

Термическое расширение. Известно, что тело при нагревании расширяется, а при охлаждении уменьшается до первоначального размера и формы. Термическое расширение эмалей и их согласование с расширением основы имеет важное значение для сцепления эмалей с металлом и поэтому служит одним из основных факторов, влияющих на качество изделий. Варьируя комбинации компонентов шихты, можно добиться того, что термическое расширение эмали становится выше, чем у бытовых стекол, приближаясь к термическому расширению металлов. Но при этом термическое расширение эмали не должно быть выше термического расширения металла или равнялось ему. Для прочного сцепления эмали с металлом необходимо, чтобы коэффициент линейного расширения эмали был несколько меньше, чем у металла. При этом эмаль находится под небольшим напряжением сжатия, что положительно сказывается на ее механических свойствах, благодаря относительно высокой прочности стекла при сжатии.

Для эмалей наибольшее значение имеет коэффициент, характеризующий линейное расширение, вследствие того, что толщина эмалевого слоя на поверхности металла как правило несравнимо меньше его площади.

    Сравнительные значения коэффициентов линейного расширения эмалей, стекол и других материалов даны на рис. 2.

Рис 2. Температурный коэффициент линейного расширения эмалей, стекол и других материалов [1].

Прочность.  Механическая прочность представляет собой сопротивление материала необратимой деформации и распространению трещин при внешнем механическом нагружении. Разрыв связей между частицами тел вызывается действием растягивающих сил. Поскольку стекла и эмали очень чувствительны к растягивающим нагрузкам, прочность на растяжение является важным параметром их свойств.

  Предел прочности стекла при сжатии примерно в десять раз превышает предел прочности при растяжении, чем и обусловлено вышеуказанное правило. Стекло и эмаль весьма чувствительны к ударам, имеют низкую ударную прочность. Однако, в отличие от стекла, эмаль имеет более высокие показатели прочности при растяжении, изгибе, ударной прочности, благодаря соединению эмали с металлической подложкой. Не смотря на это, следует избегать всего, что может привести к повышению довольно низких значений пределов прочности при пользовании эмалированными изделиями.

Прочность сцепления. Прочность сцепления эмали с металлом является одной из основных характеристик системы металл-эмаль; она определяет стабильность системы еще до того, как изделие поступает в эксплуатацию. После обжига изделий, покрытых эмалью, на металле получается прочно связанное с ним покрытие. Силу, которую необходимо применить для отрыва эмалевого слоя от поверхности металла, называют прочностью сцепления эмали с металлом. Практикой эмалирования, а также большим числом исследовательских работ установлена зависимость прочности сцепления от ряда факторов. Играют роль напряжения в эмалевом слое, эластичность эмали и металла, толщина слоя эмали и другие факторы.

Обязательным условием для сцепления является хорошее смачивание поверхности металла эмалевым расплавом. Поверхность металла должна быть свободной от грубых неоднородностей и загрязнений. Поверхностное натяжение эмалевого расплава не должно быть слишком большим. Известно, что совершенно чистые, не окисленные поверхности стеклом не смачиваются. Для растекания эмали по металлу на поверхности последнего должна присутствовать тонкая пленка окисла. Играет роль структура поверхности металла. На разрыхленной, шероховатой поверхности эмаль держится крепче, чем на гладкой.

Сцепление эмали с платиной, золотом и серебром осуществляется механическим путем. Тонкая окисная пленка на поверхности металла обеспечивает смачивание его эмалевым расплавом и контакт эмали с металлом. Для получения прочного сцепления поверхность драгоценных металлов перед эмалированием специально разрыхляют механическими или химическими способами. Расплав эмали заполняет углубления поверхности и удерживается в них после застывания эмали.

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.

Для развития сцепления большое значение имеет состав эмали, определяющий поверхностное натяжение и коэффициент термического расширения.  Особое значение имеет присутствие в составе эмалей веществ, повышающих прочность сцепления (окислы кобальта, никеля, сульфиды мышьяка, сурьмы, соединения молибдена и некоторые другие). Введение в состав грунта небольших количеств этих веществ резко повышает прочность сцепления.

Кроме качества поверхности металла и состава эмали 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.

Теоретически под прочностью сцепления (адгезии) понимают сопротивление абсолютному разрыву по плоскости между металлом и эмалью под действием растягивающего усилия с полным обнажением поверхности металла. Однако при толстом слое эмали разрыв происходит не на границе металл – эмаль, а в самом эмалевом слое. Отсюда можно лишь заключить, что величина прочности сцепления эмали с металлом   превосходит величину прочности эмали на разрыв.

Упругость. От величины упругости эмалевого покрытия зависит долговечность соединения эмали с металлом, так как благодаря упругости эмали выравниваются напряжения, возникающие вследствие различия коэффициентов линейного термического расширения металла и эмали. Находящиеся в эмали газовые пузырьки увеличивают упругость эмали, а твердые частицы снижают ее. Длительный обжиг (в разумных пределах) и небольшая толщина покрытия повышают упругость эмали.

Твердость. Под твердостью эмали понимают сопротивление эмалевого покрытия точечным нагрузкам (истиранию, царапанью). Показатели твердости эмали ниже кварцевого стекла, так как эмаль содержит компоненты понижающие ее твердость. однако твердость эмали значительно выше многих других художественных материалов (масляных красок, темперы, лака, дерева), что позволяет сопоставить ее по долговечности с мозаикой и инкрустацией камнем и металлом.

Химическая устойчивость. Эмалевые покрытия под влиянием различных химических реагентов - воды, кислот, атмосферных воздействий - постепенно разрушаются. Внешне это проявляется сначала в потере блеска, затем покрытие становится матовым, шероховатым. Такие реагенты, как крепкие кислоты, в течение нескольких минут кипячения полностью разрушают некоторые эмалевые покрытия.

Способность эмали сопротивляться действию реагентов определяется ее химической устойчивостью.

По характеру действия на стекла и эмали различают следующие четыре главных реагента: вода, кислоты, растворы едких щелочей и растворы углекислых щелочей. Эмали, устойчивые к одному или к нескольким из этих реагентов, могут быть неустойчивыми к другим.

Для художественной эмали химическая устойчивость не имеет такого определяющего значения, как для промышленной и посудной эмали, однако при нанесении эмалей на ювелирные украшения, которые могут подвергаться непосредственному контакту с открытым телом, следует учитывать возможность потери блеска эмалей из-за реагирования с секреторными выделениями кожи (потом). В этом случае используемые эмали должны иметь большую устойчивость, нежели применяемые для интерьерного прикладного искусства и станковой эмалевой живописи. Также следует учитывать степень химической устойчивости для эмалей долгое время находящихся в открытой атмосфере (например - экстерьерных эмалевых панно).

В целом, по своим свойствам эмаль является одним из наиболее долговечных полихромных художественных материалов, уступая по своим свойствам разве что мозаике.

 

3.Технологическая часть.

 

3.1. Инструменты эмальера. Для обжига эмали применяют электрические муфельные[4] печи, которые могут обеспечить температуру до 900 ° С.

Подготовку эмали начинают с измельчения крупных кусков. Для этой цели подходит стальная ступка (рис. 3). А для разделения размолотой эмали на фракции пользуются набором сит с ячейками разной величины.

Рис 3. Ступка для размалывания эмали.

Для работы в технике перегородчатой эмали целесообразно использовать  эмалевый порошок с величиной зерна 0,1-0,5мм. Более мелкий помол может вызывать окисление и гидролиз эмалей, а более крупный помол увеличивает усадку при обжиге и затрудняет закладывание эмали в мелкие ячейки.

Следует помнить, что для грубого измельчения эмалей следует использовать ступку из магнитного сплава, так как в процессе размалывания эмалевый порошок смешивается с металлическими опилками, которые неизбежно образуются при измельчении эмалевых кусков. Эти опилки следует удалить из эмалевого порошка с помощью магнита, так как в противном случае, они могут образовывать черные точки на поверхности обожженной эмали.

Для эмалевой живописи используют эмаль максимально мелкого помола, после грубого размалывания в металлической ступки эмаль дополнительно растирают в агатовой или фарфоровой ступке.

Объемные слои эмали (например, контрэмаль или подложка лицевой стороны изделия) наносятся шпателями. Их можно изготовить самостоятельно из куска толстой медной проволоки. Для этого достаточно расплющить и загнуть его концы (рис. 4).


Рис 4. Шпатели для нанесения эмали.

Для нанесения тонкого живописного слоя и для прописывания деталей используют кисточки № 1 - 3 из мягкого волоса (колонковые и синтетические).

Для гибки перегородок необходим набор щипцов: плоскогубцы с длинными и заострёнными губками, круглогубцы, бокорезы. Они, естественно, должны быть небольшого размера.(13 - 15 см.). Кроме того, нужно иметь ещё несколько пинцетов.

Шлифовка эмали осуществляется шлифовальными брусками различной зернистости.

Для хранения готовой намоченной эмали подходят стеклянные или пластмассовые баночки с плотно прилегающими крышками.

 

3.2. Последовательность процесса эмалирования

 

Подготовка металлической основы. В учебной практике в качестве металлической основы под эмаль удобно использовать медные пластины. Оптимальная толщина их составляет:

для больших работ (до 150х250 мм)                        0,8 - 1,0 мм

для маленьких работ и пробников (до 50х50 мм)    0,5 мм

При выборе толщины пластины под выемчатую эмаль руководствуются глубиной выемок.

Пластины для эмалирования должны быть свободны от внутренних напряжений. Для этого следует отжечь заготовку после придания ей нужной формы.

Эмалевое покрытие имеет наилучшее сцепление с шероховатой основой. Поэтому на поверхность пластины желательно нанести частые, но неглубокие борозды. Это можно сделать штихелем или с помощью абразивного круга. Долгое протравливание меди в растворе лимонной кислоты также придаёт лёгкую шероховатость поверхности заготовки. После травления пластина промывается в проточной воде для удаления остатков кислоты с её поверхности.

Подготовка эмали. Кусочки эмали необходимо сначала измельчить в стальной ступке. Разбивают кусочки в несколько этапов и периодически просеивают помол сквозь сито. Оставшиеся в сите крупные фракции измельчают вновь. Относительно крупные кусочки можно использовать для вкрапления в основной цвет эмалевого слоя.

После того как получена необходимая смесь фракций, эмаль высыпают в баночку и заливают водой. Затем ее перемешивают и ненадолго оставляют. Когда эмаль отстоится необходимо слить мутную воду в отдельную ёмкость и заменить мутную воду свежей. Процесс повторяют до тех пор, пока вода над эмалью не станет совсем прозрачной. Эта степень чистоты отмывки особенно необходима для прозрачных эмалей; отмывку непрозрачных эмалей можно прекращать при несколько мутной воде, это не оказывает существенного влияния на качество эмалевой поверхности.

Мутную воду не следует выливать - после её полного отстаивания и слива прозрачной воды получается идеальная контрэмаль. Ее следует, конечно, использовать на невидимых поверхностях. Она обладает хорошим сцеплением и благодаря своей упругости выравнивает напряжения, возникающие при обжиге металла.

Желательным требованием, подтверждаемым многолетним опытом, является промывка прозрачных эмалей дистиллированной водой, чтобы исключить загрязнение эмали примесями, имеющимися в водопроводной воде, например Fе, Са и др. Непрозрачные эмали можно без риска промывать водопроводной водой.

Контрэмаль. Толстые металлические листы, какие обычно употребляются для выемчатых эмалей, имеют такую высокую прочность, что возникающие при эмалировании напряжения не могут привести к изменениям формы изделия. Тонкие листы, покрытые с одной стороны эмалью, прогибаются и коробятся в силу различия напряжений, возникающих в эмали и металле. Поэтому тонкие листы следует эмалировать с обеих сторон для того, чтобы они испытывали одинаковые напряжения растяжения с обеих сторон и оставались бы устойчивыми к деформациям.

Исходя из вышесказанного, необходимо придерживаться правила: толстый лист металла — тонкий слой эмали с одной стороны; тонкий лист — толстый слой эмали с обеих сторон.

Чем тоньше лист и чем толще оба эмалевых слоя, тем меньше опасность перегиба. Чтобы достичь полного равенства напряжений, в идеальном случае пластина должна быть покрыта с обеих сторон одинаковой эмалью, выполненной в одной технике и одинаковой толщины. Однако это почти невыполнимо и в большинстве случаев с художественной точки зрения вряд ли оправдано.

Для изделий, обратная сторона которых остается невидимой, чаще всего используют контрэмаль из отходов, получаемых после отмучивания эмали. Она содержит тонко измельченные фракции многих видов эмалей и, следовательно, объединяет в себе их свойства. Из-за длительного взаимодействия с водой она становится особенно упругой и износоустойчивой. Кроме того, это выгодно, так как позволяет использовать отходы.

Как правило, при двустороннем эмалировании следует сначала наносить на обратную сторону контрэмаль, а затем эмаль на лицевую поверхность. Изделие, покрытое с одной стороны контрэмалью, обжигают, затем его протравливают, очищают и подготавливают лицевую сторону для нанесения эмали.

Если после обжига контрэмали пластина немного деформировалась, то этому не следует придавать значения, так как при эмалировании лицевой стороны эта деформация, как правило, устраняется.

 Нанесение эмали. Эмалирование лицевой стороны пластины в большинстве случаев производят в несколько слоёв.

Нижний (грунтовой) слой эмали наносится прямо на металлическую подложку. Металл при грунтовании должен быть покрыт сплошным слоем эмали. На непокрытых эмалью местах образуется твердая черная окись меди, которая перед последующим нанесением эмали должна быть обязательно удалена. Окислы меди могут быть удалены травлением в кислоте или механически при помощи абразивного бруска. В том случае, если эмаль нестойка к травильным растворам, черные обожженные края должны быть сошлифованы.

Путём нанесения нескольких слоёв эмали можно скорректировать результаты предыдущих обжигов и добиться специфических цветовых эффектов за счёт взаимного проникновения этих слоёв.

Для нанесения увлажнённой эмали, в основном, пользуются кисточкой или шпателем. При этом шпателем наносят основную массу материала, с его помощью заполняют выемки и ячейки. Кисточка больше подходит для тонкой работы. Это прописывание лессировками и прорисовывание деталей.

 

Сушка нанесённой эмали. Перед обжигом нанесённая эмаль должна быть тщательно высушена, так как вода при температуре обжига вскипает и испаряется, при этом эмаль отскакивает от подложки. Лучше всего просушивать работу прямо над горячей печью. Оптимальная температура для просушки эмали составляет 60 – 80 °С, чтобы избежать вскипания эмали.

Если эмалевое покрытие не просушено в течение времени, необходимого для полного испарения влаги, то возможно появление следующих дефектов:

 1) водяной пар улетучивается взрывоподобно и захватывает с собой частицы эмали, из-за чего образуются не покрытые эмалью места, пустоты и поры;

2) при вскипании воды частицы эмали смещаются в соседние, иначе окрашенные поля, образуя инородные цветовые пятна;

3) у эмали тонкого помола образуются морщины и трещины;

4) эмаль вытягивается по краям выемок и ячеек;

5) эмаль отслаивается с нижней стороны и с вертикальных плоскостей;

6) при обжиге в эмали могут появиться пузыри.

 Обжиг эмали. При обжиге в муфеле устанавливают температуру 800 – 850 °С, хотя эмали переходят в жидкотекучее состояние уже при температуре 800 °С. Благодаря этому сокращается время обжига, так как изделия быстро нагреваются до нужной температуры, поглощая лишнюю температуру в муфеле. Таким образом, температура печи не соответствует температуре обжига эмали.

Охлаждение и правка после обжига. После того как изделие достанут из печи, ему дают немного остыть. Далее работу снимают с подставки и кладут для дальнейшего охлаждения на асбестовую плиту. Благодаря низкой теплопроводности асбестовой плиты замедляется процесс охлаждения.

Иногда в процессе обжига эмалируемый предмет коробится и деформируется. В большинстве случаев этот дефект можно полностью исправить во время охлаждения, пока изделие находится в пластичном состоянии. Это следует делать в тот момент, когда на эмали исчезнет цвет красного каления. В противном случае инструмент при правке может оставить следы в мягком эмалевом покрытии. Если эмаль слишком охладилась, то она становится хрупкой и дальнейшая правка образца невозможна.

Для правки плоских поверхностей используются деревянные пуансоны, покрытые асбестомДля этих целей можно также использовать стальную правильную плиту, так как благодаря своей сравнительно высокой теплопроводности сталь не окажет вредного воздействия на эмалевую поверхность. При правке изделие устанавливают на асбестовую подставку и придают нужную форму плоскостью груза.

 Травление эмалированных изделий. При обжиге не покрытая эмалью поверхность металла окисляется. Самый простой способ удаления окалины – химическое травление. В этом случае необходимо проверить используемые эмали на кислотостойкость. Особенно чувствительны к кислотам эмали красных, светло-желтых, зелёных и чёрных цветов.

Обычно для травления используют растворы серной азотной или соляной кислот.

Мягким реактивом, требующим продолжительного воздействия (от нескольких часов до  суток), но зато наносящим меньший ущерб эмали служит раствор лимонной кислоты.

Если химическое травление окажется рискованным, вследствие низкой химической стойкости эмалей,  можно удалить окисный слой механическим путём.

 Шлифование эмали. Для шлифования используют абразивные бруски различной зернистости. Шлифование должно всегда осуществляться с водой. Жидкость удаляет из бруска выломанные абразивные зерна, которые оставляют царапины на изделии. Кроме того, при сухом шлифовании остатки абразива могут внедряться в поры эмали.

После обжига эмали на меди, металл, выступающий по краям изделия, покрывается черным слоем окалины. Эти места не протравливают, так как проще и безопаснее окалину сошлифовать. Изделие держат в руках или прижимают к пластине из дерева или резины, установленных на краю стола. Карборундовым бруском квадратного сечения средней зернистости металл обрабатывают вдоль или наискосок от края до полного удаления окисного слоя (если шлифование осуществлять поперек края, то можно поцарапать или сколоть эмаль).

Неровности эмалевой поверхности также выравнивают бруском, осторожно сошлифовывая те части, которые слишком заметно выступают по краям.

У классических выемчатых и перегородчатых эмалей поверхность эмали должна быть выровнена так, чтобы она с перегородками и краями выемок образовала единую плоскость. Для этого необходимо полностью заполнять ячейки или выемки. Если эмаль после обжига лежит очень низко, ее необходимо сошлифовывать до самого глубокого места, если нет возможности доложить эмаль и произвести повторный обжиг. Эта операция трудоемка и требует много времени. Кроме того, глубокое опиливание приводит к ослаблению перегородок, которые — особенно по краям пластины — могут быть даже оторваны от подложки.

Предварительное шлифование можно выполнять на вращающемся карборундовом круге шлифовальной машинки, а для более тонких работ используется бормашинка с гибким рукавом. Но всегда процесс шлифования должен проходить с частым промыванием проточной водой. При механизированной обработке эмаль снимается быстро, иногда даже слишком быстро, но поверхность остается неровной. После того как проявятся перегородки, поверхность шлифуют вручную карборундовым бруском.

Шлифовальные бруски и изделие время от времени промывают водой. Прежде чем перейти к шлифованию следующим, более мелкозернистым бруском, пластину следует хорошо промыть проточной водой.

 Блестящий обжиг.  Для получения блестящей поверхности эмали отшлифованные, чисто вымытые изделия подвергают заключительному обжигу. При температуре около 800 °С подготовленное изделие обжигается до тех пор, пока эмаль не начинает блестеть. Однако не следует слишком долго передерживать изделие на последнем обжиге во избежание нежелательных эффектов, вызванных чрезмерным расплавлением эмалей.

После обжига необходимо удалить окалину с перегородок травлением или механически.

 

4. Различные техники эмалирования

 

4.1. Живописная эмаль

В данной технике эмалирования порошок цветной эмали наносят непосредственно на металлическую подложку, на покрытие из фольги или на подготовленный слой грунтовой эмали без металлических перегородок. Затем пластину обжигают так, чтобы эмаль расплавилась и образовала плотное покрытие, напоминающее цветное стекло. Эмаль может наноситься как мокрым способом с помощью шпателя или кисти, так и сухим способом и с помощью насеивания. В последнем случае можно использовать специальные трафареты для создания четких контуров цветовых пятен.

Подготовка подложки. На металлическую подложку с обратной стороны сначала наплавляют контрэмаль. Лицевую сторону обезжиривают и очищают до металлического блеска. Обработанная таким образом подложка готова для нанесения эмалевой основы. Для нанесения предварительного рисунка на медную пластину необходимо проделать следующее. Контуры цветных плоскостей цветного эскизного рисунка переводят на кальку и с помощью накалывания стальной иглой или с помощью копировальной бумаги переносят на подложку. В случае необходимости, медную пластину можно предварительно покрыть слоем белой эмали. В этом случае линии будут выделяться резче. Полученные линии прорисовывают чертилкой. Чтобы удалить следы копировальной бумаги, поверхность моют жесткой щеткой с мылом, промывают в проточной воде, протирают поверхность пастой для чистки и вновь промывают. После сушки для удаления следов жира пластину можно слегка отжечь. Можно нанести разметочные линии на поверхности металла в помощью спиртового маркера. Но ни в коем случае нельзя наносить рисунок карандашом! При обжиге линии, нанесенные маркером выгорают без вреда для эмалей, в то время, как линии, нанесенные карандашом оставляют после обжига неисправимые дефекты в виде пузырей и прогаров на месте линий.

Живописная эмаль на меди. С помощью пробного обжига следует убедиться в том, что выбранные эмали подходят для данных цветовых композиций и их интервалы обжига совпадают. Необходимо также иметь в виду, что прозрачные эмали лучше наносить не на медную подложку, а на серебряную фольгу.

Медь и эмалировочный томпак реагируют с эмалью, что особенно влияет на тон зелёных и голубых эмалей. Кроме того, непрозрачная красная эмаль покрывается чёрными пятнами, белая эмаль по краям становится зелёной.

Для этого, медную поверхность перед нанесением цветных эмалей покрывают белой или цветной грунтовой эмалью. Грунтовая эмаль должна быть несколько более тугоплавкой, чем эмали для живописного слоя, чтобы при дальнейших обжигах не происходило смешение лицевого слоя с грунтовым слоем эмали, если это не задумано изначально как специальный декоративный эффект.

Для того чтобы исключить прямое соприкосновение эмали с металлом, можно использовать также следующий способ: на металл перед нанесением цветной эмали наплавляют промежуточный слой эмали, называемой фондоном. Фондон — бесцветная прозрачная эмаль. Она служит изоляционным слоем между металлом и покровной эмалью, фоном для нанесения цветной эмали. Качественно покрытая правильно подобранным фондоном поверхность металла должна сохранять красновато-золотистый цвет меди.

После обжига прочерченный на меди рисунок остается отчетливо виден под слоем фондона. Кроме того, преимущество данного способа заключается в том, что цветные плоскости не обязательно должны плотно прилегать друг к другу. Можно ограничиться контурным изображением. Цвета могут быть различной интенсивности в зависимости от толщины слоя эмали, которую можно наносить в виде потеков или пятен. В тех местах, где не была нанесена цветная эмаль, после обжига между цветовыми плоскостями выступает покрытый фондоном теплый медный тон.

 Наиболее полно в художественном отношении свойства эмалей проявляются в сочетаниях глухих и прозрачных эмалей, когда прозрачные эмали наносятся на глухие. Непрозрачные эмали, перекрытые прозрачными, становятся более мягкими и живыми. Прозрачные эмали приобретают особенную яркость и живость на светлой непрозрачной основе, на частично или полностью покрытой фольгой подложке они сверкают особенно ярко. Однако такой способ нанесения эмалей требует огромного опыта и высокой квалификации эмальера.

Лиможская эмаль. Этот способ художественного эмалирования широко применялся в 15-18 вв. в Лиможе, и является наряду с византийской перегородчатой эмалью одной из наиболее самобытных и высокохудожественных техник, где эмаль имеет самостоятельное значение. В данной технике изготовлялись плакетки с изображениями, сосуды и блюда, полностью декорированные эмалью с декоративными орнаментами, изображениями животных, людей и даже целыми сценами.

В отличие от более поздних живописных миниатюр по эмали, для живописи использовали не красящие окислы (надглазурные краски), а только цветные эмали. Кроме того обязательно применяли контрэмаль.

Особенность лиможской эмали состоит в том, что изображаемые мотивы располагают на темном фоне, а рельеф наносят эмалью белого цвета. Слегка выпуклую медную подложку сначала покрывают черной, темно-синей или темно-коричневой грунтовой эмалью, затем на эту основу наносят изображение белой эмалью и обжигают.

При нанесении тонкого слоя белой эмали темный фон просвечивает через него, в этом случае преобладают серые тона, а при достаточно толстом слое образуется чистый белый цвет. Варьируя толщину слоя, можно получать широкую гамму оттенков между белым и черным. Однако одноразовым нанесением этого эффекта не достигнуть. Нанесение белой эмали и обжиг чередуются слой за слоем, до тех пор, пока темная основа не будет полностью закрыта в местах, соответствующих наиболее светлым деталям.

Если работа выполнена правильно на поверхности создается рельефное изображение. Для этого используют тугоплавкую эмаль с высоким поверхностным натяжением. Монохромным изображениям иногда придавались цветовые оттенки путем покрытия белого слоя прозрачной цветной эмалью: одежда, детали переднего плана, изображения цветов и животных оттеняли цветной эмалью. Иногда для придания особого декоративного эффекта под слой прозрачной цветной эмали вплавляли золотую или серебряную фольгу.

 

4.2. перегородчатая эмаль (эмаль по скани)

Выше нами были рассмотрены технические приемы создания изделий, художественная ценность которых определяется в основном красотой эмалевого покрытия. Металл в них играет вспомогательную роль — служит подложкой для хрупкого эмалевого покрытия.

Перейдем к рассмотрению традиционных приемов эмалирования — технике перегородчатой эмали. Характерной особенностью перегородчатых эмалей является наличие металлических перегородок, препятствующих смешиванию эмалей при обжиге.

Прежде чем перейти к описанию технических приемов, дадим определения основных понятий, которые будут применяться далее.

Проволока (в эмалировании) - это пруток круглого или квадратного поперечного сечения.

Филигранная проволока — это свитый из двух круглых проволок шнурок. Филигранная проволока может быть провальцованной (прокатанной в вальцах).

Перегородка - плоская проволока с прямоугольным поперечным сечением или тонкая узкая листовая полоса. Перегородки устанавливаются на подложке на ребро.

Ячейка — пространство на подложке, окруженное перегородкой, которое заполняют эмалью.

Выемка — углубление на подложке, которое заполняют эмалью, заподлицо с краями выемки.

 

   

На рис. 5. представлены различные виды ювелирных эмалей [1].

 

Рис. 5. Виды ювелирных эмалей: а—фрагмент орнамента из перегородчатой эмали; б—эмаль по сканному орнаменту: в— эмаль по филиграни; г—перегородчатая эмаль; д—средневековая перегородчатая эмаль; е—витражная эмаль; ж—соединение технических приемов выемчатой и перегородчатой эмалей; з—выемчатая эмаль

Эмаль по сканному орнаменту и по филиграни. В качестве подложки используют металлический лист, а в простейшем случае плоскую пластину. Однако для этой цели можно использовать и пластичную листовую деталь или сложное изделие, изготовленное из материала, выдерживающего температуру обжига эмали.

Можно использовать готовую проволоку или изготовить ее из отлитого прутка. Пруток проковывают, отжигают и затем прокатывают в вальцах. После того, как проволока достигнет нужной длины, ее протягивают через фильеры для того, чтобы она получила определенный профиль (обычно круглый или четырехугольный). В процессе протягивания проволоку подвергают промежуточным отжигам, а также отжигают в заключение для придания ей большей пластичности. Потом её отбеливают и крацуют.

Особый вид представляет эмаль по филиграни. Кордовую проволоку свивают из двух тонких круглых проволок по одному из следующих способов.

Рис. 6.  Изготовление филигранной про-

волоки:

а — свивка   вручную;   б—с   помощью  станка;

в—уплотнение кордовой проволоки

Концы коротких отрезков проволоки сводят вместе и зажимают в тисках. Проволочную петлю просовывают через трубку, в петлю вставляют тонкий стержень. Одной рукой прижимают трубку к стержню, чтобы натянуть проволоку, а другой рукой вращают стержень до тех пор, пока проволочки не переплетутся друг с другом (рис. 6, а).

Если нужно получить длинный корд, то оба конца проволок зажимают в трехкулачковый патрон небольшого станка или бормашины и вставляют стержень в проволочную петлю на другом конце. В этом случае проволоки скручивают вращением патрона и натяжением руки (рис. 6, б).

Указанными способами проволоки можно свить до определенных пределов, обусловленных напряжением изгиба и напряжением при растяжении: при перегрузке скрученная проволока разрывается во время скручивания. Для того чтобы проволоки скрутить еще плотнее, применяют свободное скручивание. Скрученную проволоку отжигают и нарезают на куски длиной около 30 см. Конец заготовки зажимают в ручные тиски (рис. 6., в). Проволоку кладут на стол и, прочно удерживая за закрепленный конец, скатывают еще плотнее, проводя по ней с нажимом плоским деревянным бруском до тех пор, пока не будет достигнута нужная плотность витков. Готовая филигранная проволока должна вести себя как однородная проволока, т, е. при изгибе не должна раздваиваться. В заключение проволоку еще раз отжигают. После травления и крацовки проволока готова для дальнейшего использования.

В соответствии с эскизом проволоку изгибают и напаивают на металлическую подложку.

Для филигранных эмалей и эмалей по сканному рельефу проволоку необходимо обязательно напаивать. Не обязательно полностью покрывать поверхность металла ячейками из проволоки: часто красота заключается как раз в чередовании покрытых эмалью поверхностей и чистой металлической основы.

Так как эмаль наносят только местами, то нет возможности, да и необходимости наносить контрэмаль. Ячейки из проволоки заполняют эмалью до краев, т. е. на полную высоту ячейки. При обжиге объем эмалевой массы заметно уменьшается, так как при плавлении эмалевых зерен исчезают промежуточные пустоты.

Поскольку размягченные частицы эмали прочно удерживаются на металлических кромках, то проволока покрывается почти до высоты засыпки; уменьшение объема особенно заметно на середине ячейки. Это приводит к тому, что поверхность расплавленной и затем застывшей в ячейке эмали становится вогнутой. Для исправления такого дефекта ячейки снова наполняют эмалью и изделие обжигают. Эту операцию повторяют до тех пор, пока поверхность эмали в ячейке не станет ровной. Следует отметить, что при каждом нанесении эмали и обжиге, ячейка становится менее глубокой.

При изготовлении филигранной эмали почти невозможно отшлифовать поверхность эмали, так как при этом неизбежно сошлифовывается волнистость канта. Точно так же изменяется при шлифовании и круглая проволока. Лишь при использовании проволоки прямоугольного сечения можно как заключительную операцию производить шлифование.

Красота эмали по сканному орнаменту заключается в том, что можно нанести на металл нежные, изящно составленные орнаменты, которые образуются сочетанием изогнутой проволоки и заключенных в ней цветовых пятен. Русские и венгерские филигранные эмали со стилизованными цветами, вьющимися растениями служат тому ярким примером.

При эмалировании по сканному рельефу необходимо учитывать некоторые ограничения, обусловленные технологическими особенностями.

1. Поскольку красота орнамента в основном определяется изяществом сканных контуров и, как следствие, относительно небольшой высотой проволоки, то слой эмали может быть только тонким.

2. В тонком эмалевом слое возникают напряжения, так как изделие покрывают эмалью только с одной стороны, что позволяет применять определенные типы эмалей. Вследствие этого цветовая палитра эмалей ограничена.

Декоративная перегородчатая эмаль (клуазоне[5]). Эта техника обладает следующими особенностями. В ячейки, ограниченные плоскими металлическими перегородками, наплавляют эмаль. Ячейки наполняют эмалью до верхнего края перегородок. Поверхность изделия шлифуют таким образом, что перегородки и эмаль лежат в одной плоскости. Только в случае выполнения данных условий можно говорить о перегородчатой эмали.

Рассмотрим технологию изготовления эмалевых изделий в виде плоских пластин.

Изготовление заготовок под перегородки. Перегородки нарезают из узких листовых полос, но этот способ довольно трудоемкий. Гораздо чаще перегородки изготавливают из проволоки. В вальцах проволоку прокатывают до необходимой толщины, затем протягивают ее через квадратный фильер. При отсутствии четырехгранного отверстия фильера проволоку можно протянуть сначала через круглое и затем сплющить прокаткой. Небольшое закругление узких сторон перегородки практического значения не имеет. Высота перегородки зависит от толщины эмалевого слоя, а ширина — от изящества рисунка. Готовую отрихтованную (выпрямленную) плоскую проволоку отжигают, протравливают и крацуют.

Гибка перегородок. Для гибки перегородок используются щипцы. Кроме того, набор инструментов включает: плоскогубцы, острые плоскогубцы, круглогубцы, кусачки, а также щипцы для мелких работ и пинцеты.

В соответствии с рисунком выгибают проволоку; для сравнения перегородку каждый раз прикладывают к рисунку. Два одинаковых или симметричных мотива можно выгибать одновременно, предварительно сложив перегородки. Кусачками выпрямляют загнутые части. Готовые орнаменты из проволоки рихтуют и выравнивают на наковальне.

При создании эскиза для перегородчатой эмали следует учитывать, что мелкие детали плохо фиксируются на подложке; слишком длинные прямые перегородки при высокой температуре деформируются и изгибаются. Следует соединять две прямые под углом или прямую изогнуть в дугу, либо придать ей U-образную форму. Если две линии на рисунке пересекаются или перекрещиваются, перегородки следует либо до половины срезать и вставить друг в друга, либо место пересечения изобразить с помощью установленных друг против друга угольников.

У классических перегородчатых эмалей перегородки устанавливались так, чтобы они всегда составляли закрытую ячейку, которую заполняли чаще всего эмалью только одного цвета. Этот принцип соблюдали в византийских и европейских работах эпохи средневековья. Византийские эмальеры обладали тонким вкусом и умело использовали выразительные возможности данной техники.

Хотя теперь можно наплавлять непрозрачные эмали рядом без перегородок, сохраняя четкие границы, но, как и в давние времена, четкие контуры изогнутых перегородок используют в качестве специфического изобразительного средства техники эмалирования. Новым является то, что одну ячейку можно заполнить эмалями нескольких цветов или цветовых оттенков. Изображение будет мягче, если использовать переходы и промежуточные тона. При этом перегородка служит в рисунке определенным изобразительным контуром. Можно пойти дальше: использовать перегородки только для наиболее важных деталей изображения, а другие детали выполнить в технике живописной эмали. Контуры перегородок на одноцветной эмали создают эффект чисто графического изображения.

Крепление перегородок. В соответствии с рисунком перегородки накладывают на подложку и припаивают. При изготовлении несложных мотивов совершенно не обязательно напаивать перегородки: сцепления их с наплавленной эмалью вполне достаточно для того, чтобы их прочно и надежно закрепить. Перегородки необходимо установить на подложку и заполнить ячейки эмалью. Конечно, перегородки легко смещаются, и эмаль следует наносить с особой осторожностью.

Иногда, если хотят обойтись без пайки, приклеивают перегородки на подложку трагантом[6]. Для этой цели вполне подходит клей БФ-6. На стеклянную пластинку наносят несколько капель клея, слегка смачивают им перегородку, придерживая ее пинцетом. Затем перегородку устанавливают на подложку. Если подложка покрыта серебряной фольгой, то это единственный способ закрепить перегородки.

При покрытии металлической поверхности фондоном, как это часто практикуется на меди, хорошо зарекомендовал себя следующий способ: на пластину наносят тонкий сплошной кроющий слой фондона и обжигают. Рисунок можно выцарапать на металле заранее. Он будет просвечивать сквозь прозрачную эмаль. Перегородки, смоченные небольшим количеством траганта, устанавливают по рисунку на фондон. После того как клей хорошо просохнет, пластину помещают в печь, и перегородки погружают в размягченный фондон. Пластину вынимают из печи. Пинцетом немного выправляют перегородки, вдавив их в еще не остывшую мягкую грунтовую эмаль. Этот рациональный и надежный способ особенно часто используют для больших медных пластин. Перегородки быстро и надежно фиксируются.

 

4.3. Выемчатая эмаль (шамплеве[7]). Если для перегородчатой эмали применяют перегородки только одинаковой ширины, то техника выемчатой эмали предусматривает получение перегородок различной толщины и свободных металлических поверхностей.

Выемчатая эмаль подразумевает сочетания различных приемов. Например, изображение выполняют так, что цветная эмаль покрывает всю поверхность, и остаются только металлические контурные линии, либо наоборот эмалируют черной эмалью только гравированный штриховой рисунок. Можно основу эмалировать цветной эмалью, а плоскостные металлические детали оживить гравированным штриховым рисунком, заполненным черной эмалью.

Выемки могут быть уже сформированы на литом изделии. Кроме того, они могут быть выгравированы, прочеканены, прорезаны штихелем и , наконец, протравлены в поверхности металла. Для травления меди и томпака применяют раствор хлорида железа: 400 гр Fe(III)-Cl на 1 л воды.

Нанесение эмали в выемки и ячейки. Ячейки и выемки заполняют от середины и осторожно смещают эмаль в углы. Для предотвращения образования пустот стальным шпателем несколько раз вертикально прокалывают эмаль до металлической основы, чтобы удалить пузырьки воздуха и уплотнить эмаль. Пустоты особенно часто образуются в узких ячейках и выемках и у основания, где эмаль не полностью смачивает металл. В таких случаях берут сухой эмалевый порошок и тонким штифтом для нанесения эмали заполняют им ячейки, чтобы эмаль уплотнилась до основания.

Сначала эмалью заполняют маленькие, а затем большие ячейки или выемки. Целесообразно также не заполнять сразу одну за другой соседние ячейки, а смотря по обстоятельствам одну пропускать. Потом удалить излишнюю воду и заполнить оставшиеся ячейки. Таким образом, можно избежать затекания эмалей одна на другую.

Не следует заполнять ячейки сразу на всю глубину, так как толстые слои эмали после обжига становятся пористыми и мутными. Наиболее ярко это проявляется у прозрачных эмалей. Вначале эмали наносят столько, чтобы после обжига основание ячеек и выемок было лишь слегка покрыто эмалью.

При первом обжиге металлические края и перегородки окисляются, так как они не покрыты эмалью. В таких случаях перед нанесением эмали канты и перегородки можно смазать раствором борной кислоты.

Обычно всегда следует сначала эмалировать обратную сторону изделия, а затем лицевую. При эмалировании небольших изделий можно обе стороны обжечь одновременно. При этом сначала покрывается эмалью лицевая сторона. Затем изделие с эмалью, которая находится во влажном состоянии, осторожно поворачивают и, если возможно, удерживая изделие между пальцами, покрывают контрэмалью. Контрэмаль должна наноситься равномерно, но не слишком толстым слоем, так как толстые слои при обжиге скалываются с металла.

В некоторых случаях эмаль смешивают с небольшим количеством траганта, чтобы до обжига повысить сцепление эмалевого порошка с основой.

При работе в технике выемчатой эмали достаточно нанести и обжечь эмаль дважды, а иногда можно нанести эмали за один прием. Как это было описано ранее, ячейка заполняется эмалью до верхнего края перегородки. Так как объем эмали при расплавлении уменьшается, в середине ячейки она оседает. Поверхность ее приобретает форму вогнутого мениска. При этом возникает игра света и тени у возвышающихся перегородок и эффект отражения света в вогнутых поверхностях. У прозрачных эмалей добавляется еще эффект светопреломления в зависимости от толщины слоя в ячейке

При изготовлении перегородчатой эмали следует наносить и обжигать эмаль до тех пор, пока все ячейки полностью не заполнятся эмалью.

Некоторые эмали (особенно непрозрачные красные) при многократных обжигах изменяют цвет, поэтому их рекомендуется полностью наносить за два приема.

 

 

 

 

 

4.4. Обработка ювелирных эмалей после обжига

 

Шлифование. Перегородчатую, выемчатую и филигранную эмали после окончательного обжига шлифуют брусками из карборунда различной зернистости (предпочтительно квадратными).

Так как художественная эмаль должна соприкасаться с кислотами как можно меньше, ее перед шлифованием не протравливают; окислы металлов при шлифовании удаляют механически.

Покрытое эмалью изделие укладывают на мягкую подстилку (бумагу или ткань), поверхность эмали и металлические перегородки обрабатывают шлифовальным бруском с водой. Шлифовальный брусок необходимо обязательно время от времени промывать водой. В противном случае удаляемые частицы эмали задерживаются в порах шлифовального бруска, вследствие чего на поверхности эмали появляются царапины и не происходит непрерывного съема эмали. Кроме того, частицы абразива могут внедриться в мельчайшие поры эмали.

Начинают обработку наиболее грубым абразивом и обрабатывают изделие до тех пор, пока не покажутся все металлические перегородки. Затем изделие промывают, убирают рабочее место и шлифуют абразивными брусками средней зернистости до тех пор, пока перегородки и другие металлические части не будут блестеть. После этого изделие снова тщательно промывают и подвергают полированию до тех пор, пока все царапины и видимые следы шлифовки не будут ликвидированы.

Как и при обработке металла, напильником, в данном случае следует при каждой последующей более тонкой обработке менять направление шлифования. Необходимо помнить, что при шлифовании снимается не только излишняя эмаль и обнажается металл, но могут также обнажиться лежащие ниже слои эмали другого цвета и яркости. Задуманная заранее такая прошлифовка может создать интересный эффект, но если она не предусмотрена художественным замыслом, то вся проделанная ранее работа будет сведена к нулю.

Таким образом, операция шлифования заслуживает большего внимания, чем ей обычно уделяется. Необходимо вовремя перейти к более тонкому шлифованию. Особенно осторожно должна шлифоваться тонкая, заполненная эмалью гравировка, где выемки очень неглубоки. Особую осторожность следует также соблюдать при шлифовании краев пластинок с перегородчатой эмалью и перегородок, которые близко расположены к наружному краю, чтобы не сорвать эмаль шлифовальным бруском. В этих случаях шлифование рекомендуется осуществлять от края к середине.

Эмали можно обрабатывать также на шлифовальной машинке с вращающимся карборундом, но очень осторожно, так как процесс шлифования в этом случае еще труднее контролировать.

Промывка. Эту работу часто недооценивают. Если после промывки на поверхности эмали останутся частицы абразива, то при последующем обжиге они вжигаются в эмаль в виде серых точек и их почти невозможно удалить. Остатки абразива с эмалевой поверхности после шлифования удаляют стеклянной (или зубной) щеткой под струей воды, удерживая изделие в вертикальном положении. При необходимости его кипятят в воде со стиральным порошком шлифовальной поверхностью вниз и затем промывают. После промывки изделие протирают бязью или фильтровальной бумагой. Иногда серые включения, т. е. абразив, застрявший в расширяющихся к низу порах, при промывке не могут быть полностью удалены. Тогда поры осторожно прочищают иголкой и промывают изделие еще раз. Промывка требует терпения. Заключительный контроль следует производить под лупой. То, что после шлифования не так отчетливо бросается в глаза, проявляется после блестящего обжига.

Огненное полирование. Перед последним обжигом после шлифования эмали крупные поры заполняют несколькими зернышками эмали. Изделие с хорошо очищенной матово отшлифованной эмалевой поверхностью в последний раз помещают в горячую муфельную печь. При высокой температуре из-за неодинакового термического расширения эмали и металла в эмалевом слое образуются сначала трещины, которые с повышением температуры опять заплавляются. Когда поверхность эмали заблестит, изделие тотчас же вынимают из печи. Большое значение имеет температура обжига: чем она выше, тем сильнее блеск эмали. Не покрытые эмалью медные части окисляются незначительно, а перегородки и края можно доработать шабером или отшлифовать, не подвергая изделие травлению. Если применяется достаточно кислотостойкая эмаль, то травление и крацевание производят так же, как отожженных металлических предметов. Легкоплавкие непрозрачные эмали после обжига при высокой температуре иногда опалисцируют, а опаловые эмали становятся совсем прозрачными. В таких случаях для восстановления цвета эмали необходимо охладить изделие и уменьшить температуру печи. Затем следует оставить изделие с эмалью в умеренно нагретой печи до тех пор, пока эмаль не расплавится и не произойдет изменение цвета. При этом следует строго контролировать температуру.

Глянцевое шлифование. Непрозрачные эмали, прошедшие огненное полирование, выглядят зачастую слишком грубыми и шероховатыми. Чтобы получить блестящую эмалевую поверхность с шелковистым мерцанием, необходимо предварительно отшлифованные карборундовыми брусками эмали доработать шлифовальной бумагой с водой: сначала крупнозернистой, а затем с более мелким зерном. При смене шкурки следует менять и направление шлифования. Этот процесс должен производиться с обильным добавлением воды, чтобы удалялись отходы шлифования.

Разумеется, после глянцевого шлифования изделие тщательно промывают и просушивают. От зернистой бумаги, которой производилось заключительное шлифование, зависит качество эмалевой поверхности.

Сухую эмалевую поверхность можно слегка нагреть, и мягкой салфеткой втереть немного парафина. Благодаря этому закроются оставшиеся мельчайшие поры, поверхность приобретет шелковистый блеск, а металлические части будут защищены от окисления.

Глянцевое полирование. Для некоторых изделий огненное полирование опасно или из художественных соображений нежелательно. В таких случаях изделие подвергают только глянцевому шлифованию.

Современная технология обработки эмали не так трудоемка, как в средневековье. В частности, использование порошка корунда значительно облегчает полирование. Из этого порошка и воды замешивают кашицу, которую намазывают на свиную кожу, и затем под легким нажимом эмалированную пластинку полируют до тех пор, пока не будет достигнута желаемая степень полировки.

Если во время огненного полирования могут остаться легкие неровности, то после глянцевого полирования образуется гладкая, как зеркало, поверхность. Для всех видов обработки эмалевой поверхности не следует использовать употребляемые для металлов шлифовальные и полировальные пасты, так как их остатки из-за высокого содержания жира прочно удерживаются в порах, оставляя на поверхности эмали черные пятна, которые довольно сложно удалить.

 

5. Живописная эмаль, роспись надглазурными  красками

 

I-Изготовление подложки под живописную эмаль.

{C}1.   Подготовка металлической подложки.

{C}2.   Подготовка эмали.

{C}3.   Нанесение эмали.

{C}4.   Сушка эмали.

{C}5.   Обжиг эмали.

II-Процесс росписи по эмали.

{C}1.   Подготовка красок к росписи.

{C}2.   Нанесение красок на эмалевую подложку.

{C}3.   Обжиг живописи на эмали.

 

Подготовка металлической подложки. В качестве основы для нанесения эмали, которая в последствии будет расписываться, берут обычно тонкую медную пластину марки М1. Последней вручную или на штамповочной машине придают необходимую форму. Обязательным при этом является выколачивание металлической заготовки, в результате которой она принимает немного выгнутую форму. При обжиге происходит деформация изделий. Деформация минимальна у слегка выгнутых поверхностей.

Толщина пластины завит от размера изделия: до 50 мм обычно берут пластины 0,3 - 0,5мм; если диаметр больше - используется листовой металл толщиной около 1,0 мм.

Подготовка металла состоит следующих операций:

1-зачистки на крацовочных щетках;

2- отбеливание;

3-прожигание.

Отбеливание. Целью отбеливания является удаление нагара с пластины. Его осуществляют с помощью раствора соляной кислоты, приготовленного из расчета 2 части соляной кислоты на 3 части воды. Кипятят изделие в этом растворе пока с него не сойдет весь нагар. Также для отбеливания подойдет концентрированный раствор лимонной кислоты.

Прожигание. Чтобы эмаль лучше пристала к поверхности заготовки и хорошо распределилась на ней, перед нанесением эмали заготовку выдерживают около 30 секунд при температуре 600 – 700 °С. В процессе прожига на металле появляется тонкая оксидная пленка.

Подготовка эмали. Обычно эмаль поступает к потребителю в кусках различного размера. Для работы отбирают необходимое количество кусков эмали и измельчают в ступке до нужных фракций без добавления воды. В промежутках вытряхивают содержимое на сито и просеивают в чашку, а оставшиеся на сите крупные части измельчают вновь. Лучше всего подходят ступки из нержавеющей стали.

Затем необходимо растереть эмаль. Для этого используется агатовая ступка. Эмаль растирают давящими спокойными круговыми движениями, начиная с маленьких порций с постепенным небольшим ее добавлением. Растирание производят до тех пор, пока не будет получена желаемая зернистость помола.

После процесса растирания производят отмучивание эмали. Полностью растертую эмаль помещают в фарфоровую чашечку и заливают дистиллированной водой. Затем ее помешивают шпателем, чтобы вода охватила всю эмалевую массу.  После эмаль оставляют отстаиваться, сливают отстоявшуюся мутную воду и заменяют ее свежей, пока вода над эмалью не станет совсем прозрачной.

Нанесение эмали. Сначала на обратную сторону наносится слой контр эмали, удаляются излишки влаги. После чего пластина переворачивается и аккуратно от центра к краям, равномерно наносится эмаль на лицевую, выпуклую сторону. Удаляются излишки влаги.

Перед обжигом нанесенная эмаль должна быть тщательно высушена. Образец с нанесенной эмалью осторожно кладут на подставку для обжига и помещают в сушильный шкаф. Оптимальная температура для просушки эмали 60 - 80 °С.  Примерно через 30 минут образец высыхает.

Обжиг эмали. Для живописи надглазурными красками лучше всего подходят 13-я и 16-я эмали Дулевского красочного завода. После того, как получен равномерный слой из 13-й эмали ( как правило, для этого требуется 2 обжига при температуре 820 °С и времени выдержки 3мин.) наносится тонкий слой 16-й эмали. Он просушивается  в муфельной печи в течение 1мин. 30сек. Обязательным условием первого  обжига 16-й эмали является выдержка в печи не до полного растекания эмали. После этого тщательно, с заполнением всех трещин и неровностей наносится второй слой 16-й эмали. Затем он обжигается в течение 2мин 30сек. при температуре 820 °С. В последнем обжиге необходимо добиться полного растекания эмали и идеально ровной глянцевой поверхности.

Подготовка красок к росписи. Роспись по эмали осуществляют, как правило, при помощи красок для фарфора. Надглазурные краски – это смесь пигментов с флюсами. Краски закрепляются на эмали при температуре 720 - 860 °С. В качестве пигментов применяют оксиды красящих металлов.

Готовить краску необходимо заблаговременно, за день-два до росписи. В качестве палитры используют стекло. Стекло предварительно моют и сушат.

Истолченные краски шпателем высыпают на стекло,  затем в краску добавляют немного скипидарного масла  и растирают шпателем. Очень тщательно перетирают краски. Краска не должна растекаться по стеклу.

Пыль наносит краскам непоправимый вред. Поэтому краски необходимо держать закрытыми.

При нанесении краски на поверхность следует учитывать следующее:

1 - краску класть быстро, не водить кистью по одному месту несколько раз;

2 - последующие мазки, по уже нанесенным, не исправляют их, а только окончательно портят;

3 - линии необходимо проводить без отрыва, по возможности одним штрихом;

4 - при нанесении мазков движения кисти по эмалевой поверхности всегда должны быть направлены к себе.

Во всех случаях нанесения краски необходимо следить за толщиной красочного слоя, так как некоторые краски в толстом слое могут менять свой цвет, недожигаться, становиться матовыми, чернеть и т.д. Поэтому необходимо опытным путем определить изменение красочных тонов после обжига при разных способах нанесения их на эмаль.

Обжиг живописи на эмали.

Обжиг красок происходит при температуре 740 – 820 °С. Температура и время выдержки зависят от свойств красок и эмалевой подложки. Перед каждым обжигом нанесенные краски просушивают до тех пор, пока весь скипидар не испарится. После того, как краска перестает блестеть и высыхает, работу ставят в муфельную печь.

Продолжительность обжига, как правило, не более 3 мин. Знаком того, что изделие можно доставать из муфельной печи, является блеск. Следует помнить, что при правильно проведенном обжиге яркость красок немного усиливается, а реже даже меняется их тон и цвет. В процессе росписи изделие обжигают не один раз. Есть рисунки, требующие до 5 – 7 обжигов. Дефекты, проявившиеся после обжига, являются, как правило, результатом несоблюдения технологических процессов, неправильного режима обжига, применения некачественных красок, старых препаратов, погрешностей, допущенных во время выполнения живописи.

 

6. Использование в качестве цветных эмалей силикатных композиций на основе смальты и цветного бисера

В настоящее время в распоряжении художников-эмальеров находится широкий спектр цветных художественных эмалей отечественного и импортного производства для создания произведений искусства, как в сфере ювелирного дела, так и в рамках эмалевой живописи и прочих видах декоративно-прикладного искусства.

Однако выпускаемые промышленностью горячие художественные эмали имеют ряд недостатков: существенные ограничения по возможности использования цветовых решений и физико-химическим свойствам.

Надо отметить, что художественные эмали, выпускаемые промышленным способом имеют стандартные цвета и обычно не допускают смешивания друг с другом. Значительным препятствием для творческой работы и обучения является относительно высокая стоимость и дефицит в розничной торговле горячих эмалей. Если для создания ювелирных изделий, особенно из благородных металлов применение дорогостоящих зачастую импортных эмалей экономически оправдано, в следствии высокой стоимости изделия в целом, то для широкоформатной эмалевой живописи желательно, чтобы стоимость расходных материалов (эмаль, подложка) была сопоставима со стоимостью материалов для других видов живописи и графики.

Исходя из этого, разумно предложить использовать в художественной практике наряду с классическими эмалями промышленного производства некоторые силикатные цветные составы со сходными физико-химическими свойствами, имеющие более доступную стоимость и позволяющие расширить художественные возможности горячего эмалирования.

Немаловажным достоинством этих материалов является также отсутствие вредных примесей свинца и мышьяка, присутствующих во многих художественных эмалях промышленного производства, а также повышенная химическая устойчивость экспериментальных эмалей, по сравнению с большинством известных цветных художественных эмалей, что позволяет производить очистку непокрытых эмалью медных поверхностей от окалины в растворах органических кислот.

Экспериментальные эмали на основе смальты и бисера могут быть использованы как в качестве непосредственно горячих художественных эмалей, так и в качестве прочной и тугоплавкой подложки для эмалевой живописи. Это не только придает новые потребительские свойства уже известным материалам, но и значительно обогащает декоративные возможности эмалевой живописи и перегородчатой эмали. В частности, применение эмалей на основе цветной смальты и бисера позволяет получать сложные цветовые переходы и цветовые эффекты в виде мозаичной структуры эмалевого покрытия. Экспериментальные эмали могут содержать включения цветной смальты, что позволяет получить контрастные цветовые переходы, не разграниченные перегородками. Кроме того, экспериментальные эмали на основе смальты и бисера хорошо сочетаются с горячими эмалями, выпускаемыми промышленностью. Их дополнение промышленными эмалями позволяет добиться художественного эффекта невоспроизводимого при применении лишь эмалей, выпускаемых промышленностью.

Использование цветной смальты и бисера в качестве эмали имеет исторические аналоги. Так, например, в средневековой Франции для изготовления перегородчатых эмалей по меди и томпаку использовали цветную смальту из римских мозаик [5]. А Ростовская финифть делалась до начала 20-го века на подложке из расплавленного белого бисера [6].

Однако в литературе фактически отсутствуют какие-либо конкретные сведения относительно использования этих материалов в качестве художественной эмали. На базе Кафедры Материаловедения СпбГМТУ были проведены научные исследования по использованию цветных художественных смальт и бисера в качестве горячей эмали по меди. Ниже приводятся технологические рекомендации по использованию экспериментальных художественных эмалей для создания перегородчатых эмалей и росписи надглазурными красками.

 

 6.1. Влияние технологических параметров на физико-химические свойства эмалевого покрытия на основе смальты и бисера

При изготовлении перегородчатых эмалей на различных стадиях производства: от подготовки поверхности и самих эмалевых составов, до получения законченного изделия, основными технологическими параметрами, влияющими на качество эмалевого покрытия будут следующие:

– величина помола частиц эмали;

– материал и качество подготовки металлической пластины, предназначенной для эмалирования;

– наличие контрэмали;

– полное удаление влаги из нанесенного на металлическую поверхность эмалевого порошка;

– температура и время обжига эмалевого изделия;

– толщина слоя эмалевого покрытия и форма изделия.

Теперь рассмотрим влияние этих факторов по отдельности.

 Величина помола частиц эмали. Наилучшим образом для изготовления перегородчатых эмалей зарекомендовали себя составы с величиной зерна 0,1 – 0,5 мм в диаметре. Такой размер зерен наиболее подходит для закладывания эмалей в небольшие ячейки между перегородками, так как при работе в технике перегородчатой эмали более крупная зернистость размолотой эмали затрудняет закладывание составов в мелкие ячейки, а более тонкий помол (меньше 0,25 мм) затрудняет просушку эмали и может вызывать окисление силикатных эмалей при обжиге (характерно для смальты), что негативно сказывается на их цветовых характеристиках. Однако для экономии материала и упрощения технологического процесса, в большинстве случаев не требуется отсеивание фракций эмали с величиной зерна менее 0,1 мм для получения качественного эмалевого покрытия с точки зрения физико-химических свойств эмалевых покрытий, хотя это можно делать для удобства работы с эмалью. Величина помола частиц имеет значение также для декоративных свойств готового изделия, но это подробно будет рассмотрено в следующей главе.

Материал и качество подготовки металлической пластины, предназначенной для эмалирования. Для наилучшего сцепления экспериментальных эмалей с металлом, поверхность металлической пластины должна быть очищена от всех возможных загрязнений:  жира, грязи, толстых оксидных пленок, краски и др. Очистка может производиться как, механическим путем с помощью абразивных материалов, так и с помощь растворов кислот. Несмотря на то, что полное отсутствие оксидной пленки снижает смачиваемость поверхности металла расплавом эмали [1], в случае эмалирования меди желательно обработать металлическую поверхность в слабом растворе кислоты с последующей промывкой в проточной воде. Это позволяет также выявить кристаллическую макроструктуру меди, что создает микрорельеф на поверхности металла, также способствующий сцеплению эмали с медью. Тонкая оксидная пленка, улучшающая сцепление эмали с металлом, на поверхности очищенной от загрязнений меди образуется достаточно быстро при контакте с кислородом во время нанесения эмали, просушки и обжиге изделия.

Как и в случае использования обычных горячих глухих (непрозрачных) эмалей [9], сцепление экспериментальных эмалей с металлической основой получается более прочным при нанесении их на шероховатую поверхность металла, чем на гладкую или полированную. В этом случае сцепление улучшается за счет увеличения плоскости покрытия металла эмалью и неравномерного рельефа металлической поверхности.

 Наличие контрэмали. Перегородчатые эмали обычно выполняются на металлических поверхностях, имеющих значительно большую площадь, относительно к толщине металла. Вследствие этого, нанесение эмали на поверхность металла  только с одной стороны может привести к короблению изделия вследствие разности коэффициентов линейного термического расширения металла и эмалевого покрытия. Во избежание этого нежелательного эффекта, перегородчатая эмаль делается либо двусторонней, либо на обратную сторону изделия наносится слой контрэмали.

Контрэмаль в большинстве случаев наносят на обратную сторону изделия перед набором рисунка из перегородок на лицевой стороне. Толщина контрэмали не должна превышать толщину лицевого слоя, чтобы избежать деформации изделия. Как уже отмечалось выше, контрэмаль составляют из смеси различных эмалей, чтобы придать ей более универсальные свойства, а кроме того желательно, чтобы контрэмаль содержала мелкодисперсные фракции для придания ей большей пластичности. После обжига контрэмали на обратной стороне, металлическая пластина слегка выгибается, становясь выпуклой со стороны контрэмали. Этот дефект можно ослабить после остывания пластины, прижав ее по всей плоскости. Чтобы во время этой операции, контрэмаль не скалывалась, рекомендуется наносить контрэмаль достаточно тонким слоем, не более 0,5 - 1 мм в обожженном состоянии. Окончательного выравнивания пластины можно добиться только после обжига эмали на лицевой стороне.

 Полное удаление влаги из нанесенного на металлическую поверхность эмалевого порошка. Для получения качественного эмалевого покрытия при нанесении порошка эмали на поверхность металла мокрым способом, необходимо, чтобы перед загрузкой изделия в печь для обжига, вся влага, содержащаяся в эмалевом порошке,  полностью испарилась. В противном случае возникает опасность резкого вскипания влаги, оставшейся в эмалевом порошке. При одновременном  изготовлении большого количества изделий целесообразно проводить сушку эмали перед обжигом в сушильных шкафах при температуре около 80 ºС. Однако, при изготовлении единичных изделий несложной конфигурации достаточно просушить нанесенную эмаль на горячей подложке, либо осторожно помещая заготовку на короткое время (не более 5 с) в разогретый муфель.

 Температура и время обжига эмалевого изделия. Для получения изделий высокого качества в технике горячей эмали необходимо четко соблюдать соотношения температуры и времени обжига в зависимости от размера и массы изделия. Средняя температура обжига экспериментальных эмалей составляет 850 ºС, что было выявлено в ходе экспериментов. Однако, как указывалось выше, на разных стадиях производства перегородчатых эмалей целесообразно использовать различные значения рабочих температур. Так, при первом обжиге эмалевого порошка, нанесенного на изделие, следует производить обжиг на максимально допустимой температуре, в случае экспериментальных эмалей для меди марки М1 этот диапазон составляет 850 - 890 ºС. Это необходимо для того, чтобы расплавленная эмаль качественно заполнила все ячейки, образованные перегородками. Время обжига должно быть достаточным во-первых для того, чтобы расплав эмали полностью растекся по поверхности изделия и во-вторых, чтобы произошло удаление газовых пузырьков из расплава эмали (дегазация). Но не следует чрезмерно увеличивать время обжига изделий, так как вследствие этого может произойти «прогарание» тонких слоев эмалевого покрытия вследствие реакции с окисью меди, и нежелательные химические реакции в расплаве эмали, могущие привести к изменению цвета эмалей. Для экспериментальных эмалей время первого обжига изделий составляет 3 - 5 минут для небольших изделий с площадью поверхности до 4000 мм2. Для более крупных изделий время обжига может быть увеличено до 10 минут.

Последующие обжиги для доработки изделия могут производиться при более низких температурах и в более коротком временном интервале. Финальный обжиг для получения эффекта глянцевой поверхности механически сошлифованной эмали (т.н. горячая полировка) может производиться в интервале температур 780 - 820 ºС и в течение 1 - 3 минут, в зависимости от размера изделия.

 Толщина слоя эмалевого покрытия и форма изделия. Этот фактор имеет важное значение для качественной эксплуатации готовых изделий, не считая декоративных свойств покрытия, о чем речь пойдет ниже. Как уже отмечалось ранее, идеальные прочностные характеристики эмалированного изделия проявляются при покрытии медной поверхности с обеих сторон  эмалью одинаковой толщины с одинаковыми свойствами. Однако, на практике это мало применимо. Чаще, для компенсации напряжений используют контрэмаль, составленную из композиции различных по свойствам эмалей.  Как правило, контрэмаль наносят на оборотную сторону изделия в первую очередь, а затем уже декорируют лицевую сторону, если изделие одностороннее. Слой контрэмали не должен быть слишком толстым (не более 1 мм), чтобы не допустить деформации изделия после остывания. Вследствие некоторой разницы коэффициентов термического расширения металла и эмали, медные пластинки толщиной до 1 мм, покрытые контрэмалью, слегка прогибаются в сторону эмалированной поверхности. Этого можно избежать используя изначально слегка выпуклые пластинки, при покрытии которых контрэмалью с вогнутой стороны деформации не происходит. В случае же когда используются плоские заготовки под перегородчатую эмаль, как уже описывалось выше, деформацию можно уменьшить, прижав пластинку с контрэмалью после выгрузки из муфеля. Окончательное выравнивание можно получить только после покрытия эмалью лицевой стороны. Однако, следует избегать слишком неравномерных пропорций при эмалировании плоских изделий. В случае, если длина плоской пластинки под эмаль вдвое или более превышает ее ширину, деформации при остывании выровнять не удается. В этом случае можно увеличить толщину металла, сократив, по возможности толщину эмалевого слоя.

 

 

6.2. Влияние технологических параметров на декоративные свойства эмалевого покрытия на основе смальты и бисера

Основными технологическими параметрами, оказывающими влияние на оптико-декоративные свойства эмалевых покрытий являются следующие:

– температура и время обжига эмалевых составов;

– степень очистки эмалевого порошка от различных загрязнений (частиц металла, попадающих в эмаль при размалывании в металлической ступке, примесей, содержащихся в воде для промывки смачивания эмалевого порошка и др.);

– величина эмалевых зерен, образующаяся при размалывании стекломатериалов;

– степень очистки эмалевого порошка от пылевидных фракций (этот фактор наиболее важен для прозрачных эмалей);

– при повторном обжиге после сошлифовывания верхнего слоя эмали при выравнивании поверхности покрытия  - степень шероховатости поверхности перед повторным обжигом и степень очистки ее от частиц абразива, используемого для шлифовки.

Теперь можно рассмотреть эти факторы по отдельности.

 Температура и время обжига эмалевых составовС точки зрения зависимости декоративных свойств исследуемых силикатных составов от режимов обжига, основная особенность экспериментальных эмалей на основе цветных смальт и бисера заключается в том, что часть составов холодных оттенков теряют эффект глушения при первичном обжиге с температурой более 800 ºС и требуют вторичного обжига (наводки) с температурой не выше 820 ºС. Механизм и причины этого процесса описаны выше. В этом случае глушение полностью или частично восстанавливается, в зависимости от температуры и времени выдержки. Эффект потери глушения может быть использован в качестве художественного приема для получения более темных тонов. Восстановление глушения происходит как правило при финальном обжиге (горячей полировке) перегородчатых эмалей, происходящем в диапазоне 780 — 820 ºС, поэтому данный эффект нельзя считать недостатком. Необходимо отметить, что эффект наводки присущ ряду ювелирных эмалей, выпускаемых промышленностью и широко описан в литературе.

Как уже отмечалось выше, при производстве перегородчатых эмалей, средняя температура обжига экспериментальных эмалей составляет 850 ºС. Для оптимального растекания эмали по поверхности металла, и для качественного заполнения ячеек первый обжиг изделия рекомендуется производить в диапазоне 860 – 900 ºС. Несмотря на то, что этот температурный диапазон недостаточен для полной растекаемости некоторых составов экспериментальных эмалей (но вполне достаточен для получения изделий требуемого качества), не рекомендуется производить обжиг при температурах выше 900 ºС, так как это может привести к изменению (потемнению) цвета эмалей и появлению прогаров – темных пятен на поверхности тонкого слоя эмали вследствие взаимодействия пигментов эмалей с кислородом, металлом и другими компонентами эмалевых составов.

Что касается времени обжига экспериментальных эмалей, с точки зрения оптимизации декоративных свойств, время обжига должно быть по возможности минимальным, чтобы не допустить разложения красящих пигментов и потери цвета. Как правило, среднее время обжига небольших изделий составляет 2 – 3 минуты, в зависимости от размера изделия, температуры и степени готовности изделия. Однако первоначальный обжиг непрозрачных перегородчатых эмалей может производиться более долгое время (до 10 минут), поскольку вследствие сильной усадки, все цвета будут докладываться вторым слоем и обжигаться при более низкой температуре. Это необходимо для качественного заполнения расплавом эмали всех пустот и дегазации эмалевого слоя. Однако, при финальном обжиге изделия, время обжига должно быть минимально достаточным, чтобы не допустить вышеуказанных дефектов. Температура финального обжига перегородчатых эмалей на меди толщиной до 1 мм, с применением составов экспериментальных эмалей для небольших изделий с площадью поверхности до 8000 мм2 составляет 780 – 820 ºС. Время обжига для изделий с данной площадью поверхности – 1 – 2 минуты. Финальный обжиг более массивных изделий следует производить при температуре не менее 820 ºС, вследствие высокой теплоемкости самого изделия (данные действительны при использовании муфельной печи с вышеуказанными параметрами).

 Степень очистки эмалевого порошка от различных загрязнений. Для получения качественного эмалевого покрытия необходимо соблюдать некоторые требования к чистоте материалов:

– отсутствие посторонних примесей в эмалевом порошке (частиц эмали других цветов, не совместимых с основным, механических загрязнений – пыли, грязи, частиц металла);

– химическая чистота воды для смачивания эмалевого порошка.

При размалывании крупных кусков стекломатериалов в стальной ступке происходит неизбежное скалывание мелких частиц металла в процессе толчения. Это приводит к появлению черных точек на поверхности обожженной эмали. Для предотвращения этого дефекта необходимо обрабатывать эмалевый порошок сразу после размалывания с помощью магнита до тех пор, пока на поверхности магнита не перестанут собираться стальные опилки, находившиеся в эмалевом порошке.

Также важно следить за тем, чтобы в процессе работы в эмалевый порошок не попадали различные загрязнения: пыль, органические частицы, частицы эмалей другого цвета или химического состава.

 Величина эмалевых зерен. В отличие от художественных эмалей, выпускаемых промышленностью, при обжиге порошка размолотой экспериментальной эмали, не происходит полное слияние зерен размолотой эмали. Этот эффект нельзя отнести к недостаткам экспериментальных эмалей, поскольку, это в целом не влияет на прочность эмалевого покрытия, и можно утверждать, на основе экспериментальных данных, что прочность экспериментальных эмалей на медной подложке превосходит прочность художественных эмалей, выпускаемых промышленностью. Более того, это придает художественным изделиям особый декоративный эффект, труднодостижимый при использовании «обычных» эмалей. В зависимости от использования экспериментальных эмалей разной степени помола и смешивания различных оттенков цветов составов на основе смальты и бисера можно получать сложные дискретные цвета экспериментальных эмалей.

С технической точки зрения, для изготовления перегородчатых эмалей небольших размеров, не рекомендуется использовать слишком мелкие или слишком крупные фракции помола экспериментальных эмалей, что было подробно описано выше. Но при изготовлении более крупных изделий (панно и т.п.), можно использовать достаточно крупно размолотые стекломатериалы, вплоть до включения в эмалевый слой отдельных стеклянных бусин и кусочков смальты

 Степень очистки эмалевого порошка от пылевидных фракций и посторонних включений. Этот фактор имеет наибольшее значение при изготовлении небольших ювелирных украшений, где будут бросаться в глаза дефекты, вызванные инородными примесями в составе эмали органического и неорганического происхождения. Чтобы избежать попадание пыли и инородных частиц в эмалевые составы, размолотая эмаль должна храниться в плотно закрытых емкостях, а при работе с эмалью требуется следить за чистотой рабочего места и используемых инструментов. Также следует тщательно следить за чистотой стекломатериалов перед размалыванием эмали.

Степень шероховатости поверхности перед повторным обжигом и степень очистки ее от частиц абразива, используемого для шлифовки. При изготовлении перегородчатых эмалей в «средневековой» технике, когда слой эмали постепенно сошлифовывается вместе с перегородками, следует следить, чтобы при сошлифовывании изделий на промежуточных стадиях, перед очередным обжигом поверхность эмали была максимально гладкой, без заметных царапин и неровностей. Это особенно важно при глянцевом («огненном») полировании. Для этого шлифование должно производиться с постепенным уменьшением зернистости абразивных материалов и тщательной промывкой поверхности проточной водой после шлифования. В противном случае (при недостаточно  гладкой поверхности, особенно при наличии заметных царапин и шероховатостей) после обжига изделия на поверхности эмали могут наблюдаться  дефекты в виде белесых «потертостей» на месте царапин и шероховатостей. При недостаточно тщательном промывании поверхности сошлифованной эмали от микрочастиц абразивных материалов, мелкие частицы абразива могут забиваться в поры эмали и также вызывать цветовые дефекты эмалевого покрытия.

 

 

6.3. {C}Использование экспериментальных стеклообразующих материалов в качестве основы под расписные и живописные эмали

 

В качестве стеклообразующих материалов здесь и далее подразумеваются композиции из некоторых художественных стекол и бисера в различных соотношениях или чистом виде. Температура плавления таких композиций, достаточная для сплошного покрытия медной поверхности и последующего качественного обжига рисунка, нанесенного керамическими надглазурными красками, находится в пределах 740 – 850ºС.

Технологический процесс изготовления основы для живописной эмали с использованием стеклообразующих материалов:

– изготовление заготовки  из листа меди марки М1, заданной формы и размера;

– механическая подготовка поверхности металла (создание шероховатой поверхности);

– прокладка  контрэмали из стеклообразующего состава. Обжег в муфеле при температуре 850 - 900 °С;

– после охлаждения повторная механическая подготовка теперь лицевой стороны поверхности металла;

– прокладка стеклообразующего состава (шликера). Обжиг. Количество обжигов лицевой стороны зависит от требования к поверхности. (Идеально гладкая или с легкой шероховатостью).

После того как поверхность подготовлена можно приступать к росписи. Способ нанесения рисунка керамическими надглазурными красками на поверхность из стеклообразующего состава не отличается от метода нанесения рисунка на эмалевую основу. Требует такой же четкости и чистоты  работы. Основным требованием при использовании нетрадиционных составов является изготовление палитры с керамическими надглазурными красками. Для каждой новой основы должна быть изготовлена новая палитра, температура, время и количество обжигов должны совпадать с условиями обжигов чистового изделия.

Возможности использования нетрадиционных материалов для художественного эмалирования еще малоизучены и открывают широкие перспективы для дальнейших исследований. Но можно смело заявлять о том, что применение в качестве художественных эмалей стекломатериалов, изначально не предназначенных для этой цели оправдано и позволяет получать не только новые декоративные эффекты, но и представляет интерес с технологической точки зрения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

  1. Бреполь Э. Художественное эмалирование. / Эрхард Бреполь; - Л. М.:  «Машиностроение» 1986 - 127 с.

2.      Варгин В.В. Технология эмали и эмалирования металлов. / Варгин В.В. - М. “Стройиздат” 1965. - 316с.

3.      Гилодо А.А. Русская эмаль XIX-XX вв. / Гилодо А.А. - М.: 1996. - 196 с.

4.      Лацетти А.Г.  Изготовление художественного стекла. / Лацетти А.Г. Нестернко М.Л. -  М.: 1986.

5.      Некрасова Е.Н.  Лазурь и золото Лиможа. Каталог выставки. / Некрасова Е.Н. - СПб.: «Издательство Государственного Эрмитажа» 2009 – 182 с.

6.      Очерк о происхождении и развитии эмалевого мастерства в связи со стеклоделием и керамикой. Труды научно-исследовательского керамического института. Вып. 3. -  Л.: 1926.

7.      Пупарев А.А. Художественная эмаль. / Пупарев А.А. - М.: 1948. - 57 с.

8.      Русская эмаль XII- начала XX века из собрания государственного эрмитажа. Л. «художник РСФСР» 1987 – 258 с.

9.      Эмали ювелирные. Технические условия. - М.: Министерство легкой промышленности РСФСР 1980 г.

[1]{C} Производство эмали имеет сходные процессы с производством художественного стекла, эти материалы имеют подобные физико-химические свойства. Основное отличие в том, что, как правило, эмаль наносится на металлическую подложку, таким образом ее свойства определяются еще и свойствами подложки. Стекло и смальта, наплавленные на металл также могут называться эмалями.

[2]{C} Красители всегда вводятся непосредственно в шихту эмали при варке, пигменты, в некоторых случаях могут добавляться в размолотую эмаль. В данном тексте красителями называются вещества, вызывающие коллоидное окрашивание, а пигментами – ионное.

 

[3]{C} Учесть все факторы, влияющие на вязкость эмали практически невозможно, поэтому конкретный вывод о зависимости температуры и вязкости эмали может быть получен только эмпирическим путем.

 

[4]{C}     Муфель – это термостойкая камера для обжига, разогреваемая снаружи с помощью нагревательных элементов.

[5]{C}     От французского cloison (перегородка).

[6]{C}     Трагант-клей растительного происхождения, который традиционно применяется в эмалировании. Он выгорает без остатка и не реагирует с эмалью.

[7]{C}     От французского champ leve’ (взошедшее поле).

 

Опубликовано: 


Источник: http://hotemal.ru/node/247



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Роспись по горячей эмали. Дистанционное обучение Мастер класс по народной хореографии

Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись Горячая эмаль роспись