Emaillierung: Wissenschaftliche Grundlagen und Grundzüge der Technologie

1 Einleitung.- 1.1 Begriffe.- 1.2 Namen und geschichtliche Entwicklung.- 2 Wissenschaftliche Grundlagen.- 2.1 Die Metalle und ihr Verhalten.- 2.1.1 Eisen und seine Systeme.- 2.1.1.1 Fe.- 2.1.1.2 System Fe—C.- 2.1.1.3 System Fe—C—O.- 2.1.1.4 System Fe—C—Si.- 2.1.1.5 System Fe—C—Si—P.- 2.1.1.6 Wirkung von Mangan, Zirkon und Schwefel.- 2.1.1.7 Wirkung von Kupfer.- 2.1.1.8 Wirkung von Aluminium, Silicium, Titan, Vanadium und Zirkonium.- 2.1.1.9 Wirkung von Stickstoff und Kohlenoxid.- 2.1.1.10 Fe—H2O; Verhalten von Wasserstoff.- 2.1.2 Aluminium und seine Legierungen.- 2.1.3 Kupfer, Silber, Gold und ihre Legierungen.- 2.1.4 Oxidation der Metalloberfläche.- 2.1.5 Verformung.- 2.1.6 Alterung von Stahl.- 2.1.7 Vorbehandlung der Metalloberfläche.- 2.1.7.1 Entfetten.- 2.1.7.2 Beizen.- 2.2 Das Email.- 2.2.1 Aufbau eines Emails.- 2.2.2 Vorgänge beim Einschmelzen der Rohstoffe.- 2.2.3 Schmelzen und Kristallisieren.- 2.2.3.1 Gleichgewichtslehre.- 2.2.3.2 Wichtige Ein- und Mehrstoffsysteme.- 2.2.4 Glasstruktur.- 2.2.4.1 Grundzüge der Kristallchemie.- 2.2.4.2 Von der Kristall- zur Glas- und Emailstruktur.- 2.2.4.3 Struktur von Kieselglas und Silicatgläsern.- 2.2.4.4 Struktur von P2O5- und B2O3-Gläsern.- 2.2.4.5 Fremdanionen.- 2.2.5 Struktur und Eigenschaften.- 2.2.5.1 Zähigkeit.- 2.2.5.2 Dichte und Wärmeausdehnung.- 2.2.5.3 Chemische Widerstandsfähigkeit.- 2.2.5.4 Oberflächenspannung, Benetzung.- 2.2.5.5 Mechanische Festigkeiten, Bruchdehnung.- 2.2.5.6 Härte.- 2.2.5.7 Diffusion.- 2.2.5.8 Elektrische Eigenschaften.- 2.2.5.9 Trübung.- 2.2.5.10 Färbung.- 2.2.5.11 Gase im Glas.- 2.2.6 Trockenes Mahlen.- 2.2.7 Naßmahlen und Verschlickern.- 2.2.7.1 Physikalische Vorgänge an den Email- und Quarzkörnchen.- 2.2.7.2 Chemische Vorgänge beim Mahlen.- 2.2.7.3 Vorgänge beim Verschlickern.- 2.2.7.4 Rheologie des Schlickers.- 2.2.8 Erhitzungsverhalten von Tonen.- 2.3 Verbindung von Email mit Metall.- 2.3.1 Auftragen des Emails.- 2.3.2 Trocknen des Emailauftrages.- 2.3.3 Brennverlauf eines Emails.- 2.3.4 Oberflächenspannung, Grenzflächenspannung, Benetzung.- 2.3.5 Haftung.- 2.3.5.1 Haftung an Stahlblech.- 2.3.5.2 Haftung an Gußeisen.- 2.3.5.3 Haftung auf Aluminium.- 2.3.5.4 Haftung an Kupfer und Edelmetallen.- 2.3.5.5 Haftung an Sonderstählen.- 2.3.5.6 Haftung Email/Kunststoff.- 2.3.6 Ausdehnungsverhalten, Spannungen.- 2.3.6.1 Berechnung der Spannungen.- 2.3.6.2 Plastische Verformung des Metalls.- 2.3.6.3 Ausdehnungskoeffizient AK und Temperaturdifferenz ET—RT.- 2.3.6.4 Spannungsabbau.- 2.3.6.5 Spannungen durch äußere Beanspruchung.- 2.3.6.6 Weitere Einflüsse auf den Spannungszustand.- 2.3.7 Inhomogenität einer Emailschicht.- 3 Grundzüge der Emailtechnologie. Allgemeiner Teil.- 3.1 Metalle.- 3.2 Emails.- 3.2.1 Emailrohstoffe.- 3.2.1.1 Resistenzmittel I.- 3.2.1.2 Resistenzmittel II.- 3.2.1.3 Flußmittel.- 3.2.1.4 Oxidationsmittel.- 3.2.1.5 Haftstoffe.- 3.2.1.6 Trübungsmittel.- 3.2.1.7 Farbstoffe.- 3.2.1.8 Hilfsstoffe.- 3.2.2 Lagerung der Rohstoffe.- 3.2.3 Herstellung der Emails.- 3.2.3.1 Abwägen und Mischen der Rohstoffe.- 3.2.3.2 Schmelzöfen.- 3.2.3.3 Erschmelzen der Emails.- 3.2.3.4 Schmelzbeschleunigung.- 3.2.3.5 Abbrand.- 3.2.3.6 Zubrand.- 3.2.3.7 Reduktionen.- 3.2.3.8 Beendigung und Ablassen der Schmelze.- 3.2.3.9 Wasser.- 3.2.3.10 Mahlen der Emails und Verschlickern.- 3.3 Emaillierverfahren.- 3.3.1 Auftragen.- 3.3.2 Trocknen des Emailauftrags.- 3.3.3 Aufbrennen der Emails.- 3.3.4 Dekorieren.- 3.3.5 Ausbessern.- 3.3.6 Entemaillieren.- 4 Grundzüge der Emailtechnologie. Spezieller Teil.- 4.1 Konventionelle Stahlblechemaillierung.- 4.1.1 Stahlblech.- 4.1.1.1 Emailgerechtes Konstruieren mit Stahlblech.- 4.1.1.2 Formgebung.- 4.1.1.3 Reinigung der Oberfläche.- 4.1.2 Emails für die konventionelle Emaillierung von Stahlblech.- 4.1.2.1 Grundemails.- 4.1.2.2 Weißemails.- 4.1.2.3 Farbemails.- 4.1.2.4 Säurefeste und hochsäurefeste Emails.- 4.1.2.5 Elektrotechnische Emails.- 4.1.2.6 Sonstige Emails.- 4.1.3 Konventionelles Emaillieren von Stahlblech.- 4.1.3.1 Auftragen und Rändern.- 4.1.3.2 Richten der emaillierten Gegenstände.- 4.1.3.3 Wasserstoffehler.- 4.2 Direkt-Stahlblechemaill ierung.- 4.2.1 Stahlblech.- 4.2.1.1 Entfetten und Beizen.- 4.2.1.2 Vernickeln.- 4.2.2 Direktemails für Stahlblech.- 4.2.3 Direktemaillieren von Stahlblech.- 4.2.3.1 Konventionelles Auftragen und Trocknen.- 4.2.3.2 Elektrotauch-Auftragen.- 4.2.3.3 Pulverelektrostatisches Auftragen.- 4.2.3.4 Direktemaillieren mit vorbehandelten Stahlblechen.- 4.2.3.5 Aufbrennen des Emails.- 4.3 Zwei-Schicht-Ein-Brand-Emaillierung.- 4.4 Sonder-Stahlblechemaillierungen.- 4.4.1 Emaillierung von Apparaten für die chemische Industrie.- 4.4.2 Emaillierung von Warmwasserspeichern.- 4.4.3 Backofenemaillierung.- 4.4.4 Puderemaillierung auf Stahlblech.- 4.4.5 Tieftemperaturemaillierung.- 4.4.6 Hochtemperaturemaillierung.- 4.4.7 Flamm- und Plasma-gespritzte Überzüge.- 4.5 Gußeisenemaillierung.- 4.5.1 Gußeisen.- 4.5.1.1 Chemische Zusammensetzung und Gefüge.- 4.5.1.2 Emailgerechtes Konstruieren mit Gußeisen.- 4.5.1.3 Formgebung.- 4.5.1.4 Vorbereitung des Gußeisens zum Emaillieren.- 4.5.2 Emails für Gußeisen.- 4.5.2.1 Guß-Naßemails.- 4.5.2.2 Guß-Puderemails.- 4.5.2.3 Majolikaemails.- 4.5.2.4 Mahlen der Emails.- 4.5.3 Emaillieren von Gußeisen.- 4.5.3.1 Auftragen und Brennen.- 4.5.3.2 Kühlen.- 4.5.3.3 Säurefeste Emaillierung.- 4.5.3.4 Majolikaemaillierung.- 4.5.3.5 Entemaillieren von Gußemaillierungen.- 4.6 Emaillierung von Aluminium und seinen Legierungen.- 4.6.1 Aluminium und seine Legierungen.- 4.6.1.1 Formgebung.- 4.6.1.2 Vorbereitung zum Emaillieren.- 4.6.2 Emails für Aluminium.- 4.6.2.1 Zusammensetzung der Emails.- 4.6.2.2 Mahlen und Verschlickern.- 4.6.3 Emaillieren von Aluminium.- 4.6.3.1 Auftragen.- 4.6.3.2 Aufbrennen.- 4.6.3.3 Dekorieren.- 4.6.3.4 Sonstiges.- 4.7 Emaillierung von Magnesium und seinen Legierungen.- 4.8 Emaillierung von Halbedel- und Edelmetallen.- 4.8.1 Die Metalle und ihre Vorbereitung zum Emaillieren.- 4.8.2 Emails für Halbedel- und Edelmetalle.- 4.8.3 Emaillieren von Halbedel- und Edelmetallen.- 4.9 Umweltschutz.- 5 Emailtechnische Untersuchungen.- 5.1 Metalle.- 5.1.1 Stahlblech.- 5.1.1.1 Chemische Untersuchungen.- 5.1.1.2 Optische Untersuchungen.- 5.1.1.3 Mechanische Untersuchungen.- 5.1.1.4 Thermische Untersuchungen.- 5.1.1.5 Sonderuntersuchungen.- 5.1.1.6 Bäderkontrolle.- 5.1.2 Gußeisen.- 5.1.2.1 Formen-Untersuchungen.- 5.1.2.2 Chemische Analyse des Gußeisens.- 5.1.2.3 Metallographische Untersuchungen.- 5.1.2.4 Mechanische und thermische Untersuchungen.- 5.1.2.5 Strahlmittel-Untersuchungen.- 5.1.3 Andere Metalle.- 5.2 Vom Rohstoff zum Email.- 5.2.1 Rohstoffe.- 5.2.2 Schmelzen.- 5.2.3 Granalien.- 5.2.4 Aus der Schmelze besonders hergestellte Proben.- 5.2.4.1 Chemische Untersuchungen.- 5.2.4.2 Mechanische Untersuchungen.- 5.2.4.3 Thermische Untersuchungen.- 5.2.4.4 Elektrische Untersuchungen.- 5.2.4.5 Optische Untersuchungen.- 5.2.5 Schlicker.- 5.2.6 Puder, Pulver.- 5.2.7 Emailauftrag.- 5.2.8 Brennen.- 5.3 Emaillierte Versuchsstücke oder Gebrauchsgegenstände.- 5.3.1 Chemische Untersuchungen.- 5.3.2 Mechanische Untersuchungen.- 5.3.3 Thermische Untersuchungen.- 5.3.4 Elektrische Untersuchungen.- 5.3.5 Optische Untersuchungen.- 5.3.6 Röntgenographische Untersuchungen.- 5.3.7 Akustische Untersuchungen.- 5.3.8. Güte- und Prüfbestimmungen für emaillierte Verkehrszeichen.- 6 Anhang: Tabellen.