Реферат: Технические новшества в эмалировочном производстве
По характеру воздействия на эмаль различают четыре главных реагента: воду, кислоты, щелочи и растворы углекислых солей. Покрытия, стойкие к одному или нескольким реагентам, могут быть нестойкими к действию других.
Термостойкость.
Термостойкость - это способность эмалевого покрытия противостоять резким изменениям температуры, не разрушаясь. Она является важным потребительским свойством всех эмалированных изделий, которые в процессе эксплуатации подвергаются резким колебаниям температуры, и определяется числом теплосмен или максимальным перепадом температур до растрескивания.
Термостойкость зависит ТКЛР металла и покрытия, их модулей упругости, тепло - и температуропроводности, теплоемкости, термической стойкости собственно эмали, толщины эмалевого покрытия и металла, формы и кривизны поверхности изделия, условий его нагрева и охлаждения, прочности сцепления покрытия и металла. Лучшей термостойкостью обладают вогнутые, худшей - выпуклые поверхности изделия. Чем тоньше покрытие, тем выше его термостойкость. Практически она определяется путем нагрева до заданной максимальной температуры с последующим охлаждением в воде.
Упругость.
Упругость - это способность твердого тела восстанавливать свою первоначальную форму после прекращения воздействия растягивающих (сжимающих) усилий. Упругие свойства характеризуются модулем упругости Е.
Его находят из соотношения
Δl= (P· l) / (E· S)
Модуль нагрузки численно равен той нагрузке, которая вызвала удлинение стержня, равное первоначальной его длине, при начальной площади поперечной сечения стержня, равной единице, и при первоначальной длине стержня, также равной единице. Размерность модуля упругости - Н/м2 , ГПа.
Чем меньше величина модуля упругости, тем больше упругость материала.
Прочность сцепления покрытия со сталью.
Большое техническое значение имеют упругие и прочностные характеристики композиции металл - стеклоэмалевое или стеклокристаллическое покрытие. В результате эмалирования достигается эффект упрочнения всей системы.
Теоретически под прочностью сцепления (адгезией) понимают сопротивление разрыву по плоскости между металлом и покрытием под действием растягивающего усилия с полным обнажением поверхности металла.
Прочность сцепления зависит от таких факторов:
вида металла;
обработки металла;
способов эмалирования (мокрое или сухое - шликерное или порошковое нанесение);
химического состава безгрунтовой эмали;
режима обжига эмалированных изделий: температуры, длительности, характера атмосферы печи.
Для определения прочности сцепления применяют пробу прочности на изгиб и испытания прочности на удар.
а) Прочность на удар.
Это сопротивление покрытия ударной нагрузке. Она характеризуется работой (в Нм), которая вызывает повреждение при ударе.
Прочность на удар охватывает целый комплекс свойств, включая упругость и твердость, прочность на растяжение, сжатие и изгиб, прочность сцепления металла с покрытием, деформируемость металла.
Прочность эмалевого покрытия на удар зависит, в первую очередь, зависит от напряжений в эмалевом слое. Чем больше величина напряжений, тем меньше прочность на удар. По этой причине на выпуклых поверхностях эмаль держится слабее, чем на плоских. Улучшение сцепления металл-эмаль благоприятно влияет на это свойство.
Зависимость прочности на удар от механических свойств такова: чем больше упругость, твердость и прочность эмали, тем больше прочность на удар. О влиянии толщины слоя эмали на этот показатель существуют различные мнения. Одни авторы считают, что с увеличением толщины слоя прочность на удар падает, а, по мнению других - возрастает. Большую роль при этом имеет соотношение ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) металла и безгрунтовой эмали.
Также большое влияние на прочность на удар оказывает толщина металла. С увеличением толщины металла прочность эмалевого покрытия на удар возрастает.
Прочность на удар зависит в определенной степени от структуры и состава эмалевого покрытия. Так, пузырьковая структура эмалевого покрытия снижает ударную прочность. Увеличение добавок активаторов сцепления и повышение тем самым ее прочности способствует повышению прочности на удар. Повышенная прочность достигается также добавкой глушителя на помол, например, кварца или слюды.
б) Прочность на изгиб.
Прочность на изгиб играет роль при всех нагружениях на изгиб (прикладываемые деформации, вмятины, сборка, холодная правка). Она составляет 80-200 МПа, а у стеклокристалических эмалей достигает 175-215 МПа.