141 Функциональные композиционные

International Conference on Industrial Engineering. 2015 
 
Международная научно-техническая конференция “Пром-Инжиниринг”. 2015 
144  
Рис. 1. Микроскопические снимки грунтовой эмали после 
обжига с различным количеством алюмината натрия:
1– без NaAlO
2
; 2 – 1%; 3 – 2%; 4 ‒ 3% NaAlO
2
; 5 – грунт, 
4% NaAlO
2
; 6 – грунт, 5% NaAlO
2
; 7 – грунт, 6% NaAlO
2
; 
8 – грунт, 7% NaAlO
2
Для дальнейшей разработке технологии ‘два слоя ‒ 
один обжиг” были подготовлены стальные образцы с вы-
сушенным необоженным слоем грунтовой эмали, содер-
жащим 2,5-4% алюмината натрия, после чего на образцы 
пульверизацией нанесли покровную эмаль марки ЭСП-
200. Далее они подверглись сушке при 70-90 °С и обжигу 
при 830 °С. После обжига дефектов на покрытии обнару-
жено не было (рис. 2).
Изучение зависимости прочности сцепления в системе 
сталь – стеклоэмалевое покрытие от особенности процес-
са окисления стали, температурно-временных условий 
термической обработки является одним из важнейших 
факторов в эмалировании, в частности технологии 2С/1F. 
Поскольку эмаль взаимодействует с металлом при обжиге 
и образуется пограничная зона, обеспечивающая сцепле-
ние, то прочность связи покрытия с металлом зависит от 
состава, структуры этой зоны и температуры обжига. 
Процесс сцепления связан с образованием двойного 
электрического слоя на границе эмали с оксидной плен-
кой, а не с чистым металлом. Важную роль в процессах 
взаимодействия играет кислород, а также входящие в со-
став эмали оксиды сцепления, за счет которых на границе 
раздела фаз протекают электрохимические реакции, при 
которых создается переходный слой, обеспечивающий 
прочное сцепление эмали с металлом [18-19]. 
Рис. 2. Эмалевое покрытие, полученное по технологии 2С/1F 
В ходе исследования полученного покрытия были 
проведены испытания на прочность сцепления эмали со 
сталью. Эмалированные образцы размером 59×59 под-
вергали вытяжки до 7 мм. Результаты прочности сцеп-
ления в зависимости от температуры обжига образца 
приведены в табл. 5.
Таблица 5 
Результаты измерений прочности сцепления
Температура, ºС 
Индекс сцепления Н, % 
750 
20 
800 
64 
850 
82 
900 
98 
950 
100 
По результатам изучения зависимости прочности 
сцепления от температуры обжига можно сделать вывод, 
что чем выше температура обжига эмали, тем выше проч-
ность сцепления в системе сталь-эмаль. Это объясняется
более интенсивным растворением оксидов железа в рас-
плаве, уменьшением его вязкости и увеличением удельной 
электропроводности с повышением температуры. При 
этом возрастает количество перешедших в расплав катио-
нов железа, улучшается смачивание металлической осно-
вы расплавом эмали. Интенсифицируется электрохимиче-
ское взаимодействие и взаимная диффузия элементов ста-
ли и эмали с образованием новых фаз. Несмотря на крат-
ковременность указанных процессов (время обжига 3 ми-
нуты) влияние этих процессов на качество покрытия явля-
ется определяющим [20]. 
В результате анализа полученных экспериментальных 
данных можно сделать вывод, что оптимальной температу-
рой обжига данной эмали является 850 °С. Это связано с 
тем, что хотя при более высокой температуре значение 
прочности сцепления более высокое, но при этом происхо-
дит высокотемпературная перекристаллизация структуры 
стали, результатом которой является деформация изделия, 
что является недопустимым.
З
АКЛЮЧЕНИЕ 
В данной работе разработана технология эмалирования 
стальных изделий 2С/1F с использованием алюмината 
натрия в качестве отверждающей добавки для грунтового 
слоя. В результате исследования установлено, что грунто-
вой эмалевый шликер, приготовленный с добавкой 2,5-4% 
алюмината натрия обладает водонепроницаемостью, до-
статочной для нанесения слоя покровной эмали, при этом 
необходимость обжига грунтовой эмали отсутствует. 
Дальнейшее увеличение количества вводимого алюмината 

---