Metales adecuados para el esmaltado
El propósito de este artículo es doble.
No estoy recomendando un cambio a otros metales.
Esto no significa que un esmalte seleccionado al azar se pueda usar con éxito en un metal seleccionado al azar.
ORO
Punto de fusión 1065ºC
Coeficiente de expansión - 425 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 13,000,000 PSI
El oro es un metal ideal para el esmaltado.
El oro se alea frecuentemente con plata, cobre, zinc, platino, paladio, cadmio, níquel, etc. para disminuir su costo, aumentar su dureza o cambiar su color.
Tanto los transparentes como los opacos se verán afectados por el cambio en la expansión y el módulo de elasticidad del metal.
ORO BLANCO.
La cantidad de oxidación aumenta a medida que aumenta el porcentaje de metales de aleación, especialmente el cobre.
Las observaciones anteriores se realizaron ejecutando varias muestras con el mismo resultado en todas las muestras.
PLATINO
Punto de fusión 1780ºC
Coeficiente de expansión - 270 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 24,000,000 PSI
Varias referencias indican que el platino no puede ser esmaltado porque tiene una expansión excelente.
Punto de fusión 960ºC
Coeficiente de expansión - 600 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 10,500,000 PSI
Plata fina, por definición, contiene al menos 99.9% de plata.
Si un lingote de plata se enfría rápidamente, se endurece y se encierra una cierta cantidad de oxígeno libre en el centro del lingote.
PLATA DE LEY
Punto de fusión 910ºC
Temperatura del sólido 800ºC
Coeficiente de expansión: 540 cm / cm / 0 C x 10-7
La libra contiene 92.5% de plata y 7.5% de cobre.
La figura 4 muestra el diagrama de fase de cobre-plata.
Obviamente, hay un problema en el esmalte de las aleaciones de fusión más bajas con los esmaltes que normalmente se usan en el cobre.
LAMINADO DE ORO Y PLATA
El uso de láminas de oro y plata permite al esmaltador obtener el brillo y la claridad de los transparentes sobre estos metales preciosos a un costo mucho menor.
Punto de fusión 1083°C
Coeficiente de expansión - 500 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 16,000,000 psi
El metal más popular utilizado por Art Enamelers es el cobre.
Se calentaron trozos de cada uno durante 25 minutos y se enfrió con agua.
LATON Y BRONCE
Tradicionalmente, el latón es una aleación de cobre y zinc, mientras que el bronce es una aleación de cobre y estaño.
Punto de fusión 1520°C
Coeficiente de expansión - 400 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad 30,000,000 PSI
La disponibilidad de chapa de acero adecuada fue probablemente más responsable que cualquier otro elemento único para la revolución industrial del esmaltado.
TITANIO
Punto de fusión 1660°C
Coeficiente de expansión - 246 cm / cm /? C x 10-7
Módulo de elasticidad - 16,000,000 PSI
El titanio metálico fue una curiosidad de laboratorio hasta finales de la década de 1940, cuando se desarrollaron técnicas de producción adecuadas.
RESUMEN
El mundo del esmaltado es bastante grande.
El propósito de este artículo es doble.
Primero, recibo muchas preguntas sobre si ciertos metales pueden ser esmaltados o no.
Este artículo responderá a la mayoría de esas preguntas.
No estoy recomendando un cambio a otros metales.
Tampoco queremos inferir que un metal puede reemplazar otro y el producto esmaltado tiene las mismas características.
En realidad, cada combinación de metal y esmalte tendrá sus propias propiedades únicas, algunas interesantes y otras no tanto.
Mi objetivo es proporcionar información fundamental a quienes deseen experimentar y ampliar su trabajo.
La mayoría de los metales de uso general se pueden recubrir con esmalte.
Esto no significa que un esmalte seleccionado al azar se pueda usar con éxito en un metal seleccionado al azar.
Tampoco significa que cualquier propiedad en particular, como el alto brillo, el color, la resistencia a los ácidos, etc., siempre pueda ser proporcionada por un esmalte que pueda aplicarse a un metal determinado.
Sin embargo, una gran cantidad de metales se han esmaltado con esmaltes hechos a medida para proporcionar ciertas propiedades de ingeniería, así como valores estéticos.
El esmalte, la técnica de aplicación y las condiciones de cocción deben seleccionarse cuidadosamente para cada metal según las siguientes propiedades del metal:
* Punto de fusión.
* Coeficiente de expansión.
* Módulo de elasticidad.
* Características de oxidación.
* Solubilidad de su óxido en esmalte.
* Resistencia a la temperatura de esmaltado.
* Porosidad.
* Punto de fusión.
* Coeficiente de expansión.
* Módulo de elasticidad.
* Características de oxidación.
* Solubilidad de su óxido en esmalte.
* Resistencia a la temperatura de esmaltado.
* Porosidad.
* Capacidad para absorber y desprender gases cuando se calienta a la temperatura de esmaltado.
Es obvio que el punto de fusión de un metal puro o de una aleación debe ser algo más alto que la temperatura de cocción del esmalte.
Es obvio que el punto de fusión de un metal puro o de una aleación debe ser algo más alto que la temperatura de cocción del esmalte.
La expansión del esmalte siempre debe ser más baja que la del metal.
Sin embargo, hay un límite en cuanto a cuánta variación es permisible.
El módulo de elasticidad del metal tiene mucho que ver con cuán grande puede ser esta variación.
Cuanto más bajo sea el módulo, mayor será la variación permisible.
El resto de las propiedades se discutirán a continuación para cada metal.
ORO
Punto de fusión 1065ºC
Coeficiente de expansión - 425 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 13,000,000 PSI
El oro es un metal ideal para el esmaltado.
No muestra solubilidad apreciable para el hidrógeno, el oxígeno o el nitrógeno.
Debido a su punto de fusión medio alto, coeficiente de expansión medio y bajo módulo de elasticidad, es fácil formular esmaltes que sean compatibles y que aún posean las excelentes propiedades que el artista desea.
No forma óxidos que afectan a los esmaltes transparentes, lo que les permite ser más brillantes y claros que sobre cualquier otro metal.
Naturalmente, el color amarillo del metal tendrá algún efecto sobre el color de los transparentes.
Naturalmente, el color amarillo del metal tendrá algún efecto sobre el color de los transparentes.
El producto final no se deslustra y el valor intrínseco es inigualable.
Los esmaltes opacos funcionan bien con el oro, pero normalmente se usan solo para acento.
De lo contrario, parece un desperdicio, ya que los opacos se ven igualmente bien en metales más baratos.
La única queja sobre el oro, aparte del costo, es su suavidad.
Las áreas sin recubrimiento se rayan fácilmente, por lo tanto, los artículos deben diseñarse de manera que todas las áreas estén protegidas contra el impacto y la abrasión.
Los esmaltes que se funden entre 700 y 900º C y que tienen una expansión entre aproximadamente 250-350 son adecuados.
La pureza del oro se expresa en quilates.
Los esmaltes que se funden entre 700 y 900º C y que tienen una expansión entre aproximadamente 250-350 son adecuados.
La pureza del oro se expresa en quilates.
El oro puro es de 24 k. y en el caso del oro 18 k. significa que la aleación contiene 18/24 o 75% de oro.
El oro se alea frecuentemente con plata, cobre, zinc, platino, paladio, cadmio, níquel, etc. para disminuir su costo, aumentar su dureza o cambiar su color.
Normalmente solo se utilizan para el esmalte las aleaciones con plata, cobre y, ocasionalmente, platino o níquel.
Cada aleación tendrá un punto de solido, coeficiente de expansión, módulo de elasticidad, características de oxidación, etc. diferentes.
Cada aleación tendrá un punto de solido, coeficiente de expansión, módulo de elasticidad, características de oxidación, etc. diferentes.
El color de los esmaltes transparentes aplicados sobre las aleaciones se verá afectado por el cambio en las características de oxidación y la cantidad de óxidos disueltos.
Tanto los transparentes como los opacos se verán afectados por el cambio en la expansión y el módulo de elasticidad del metal.
Las adiciones de cobre aumentan tanto el módulo de elasticidad como la expansión.
Las adiciones de plata reducen el módulo de elasticidad y aumentan la expansión mucho más que las adiciones de cobre.
Por lo tanto, a medida que las adiciones de cobre aumentan los esmaltes, se deben eliminar las expansiones en los rangos inferiores y se debe reducir el espesor total del recubrimiento.
A medida que aumentan las adiciones de plata, es aconsejable utilizar esmaltes de mayor expansión, sin embargo, el módulo de elasticidad más bajo que resulta de las adiciones de plata hace que el sistema sea un poco más indulgente en cuanto al espesor de la aplicación y el rango de expansiones permisibles.
A medida que aumentan las adiciones de plata, es aconsejable utilizar esmaltes de mayor expansión, sin embargo, el módulo de elasticidad más bajo que resulta de las adiciones de plata hace que el sistema sea un poco más indulgente en cuanto al espesor de la aplicación y el rango de expansiones permisibles.
Aunque un color de esmalte funciona bien con el oro, no hay razón para suponer que funcionará con una aleación de oro.
Y uno que se ajuste a una aleación de oro y plata puede desprenderse de una aleación de oro y cobre.
La razón no es una aleación que no sea buena, sino un esmaltador que selecciona los esmaltes por color sin prestar atención a las propiedades primarias, la temperatura de cocción y el coeficiente de expansión.
La figura 1 muestra un diagrama triaxial de aleaciones de oro, plata y cobre.
La figura 1 muestra un diagrama triaxial de aleaciones de oro, plata y cobre.
Cada vértice representa el 100% del metal indicado.
A medida que cambian los porcentajes de los tres metales, las aleaciones resultantes varían en color.
Estas variaciones en el color afectarán el color y el brillo de los esmaltes transparentes, especialmente en tonos más pálidos.
Las áreas etiquetadas como "Red" y "Reddish" contienen más cobre y, por lo tanto, se produce más oxidación.
La combinación de esmalte que disuelve este óxido y la reflectancia del metal rojo da como resultado colores transparentes fangosos oscuros.
El área "Verde Amarillo" imparte un tinte marrón a rojos y malvas.
El área "Amarillo verdoso" produce buenos colores transparentes, sin embargo, las expansiones de las aleaciones en el área son altas.
Los esmaltes con expansiones inferiores a unos 300 deben observarse cuidadosamente.
Las áreas que producen los mejores colores transparentes son "Rojo Amarillo"
La temperatura sólida de las aleaciones debe considerarse al seleccionar un esmalte adecuado.
La temperatura sólida de las aleaciones debe considerarse al seleccionar un esmalte adecuado.
Se puede encontrar un problema considerable si se asume que la temperatura del sólido de una aleación es proporcional a los puntos de fusión de los metales individuales utilizados para fabricar la aleación.
Los puntos de fusión del oro, la plata y el cobre son 1065ºC, 960ºC 0 F y 1085ºC respectivamente, sin embargo, la temperatura de la mayoría de las aleaciones que contienen estos tres metales está por debajo del punto de fusión de la plata.
La Fig. 2 da una indicación de las temperaturas sólidas de las aleaciones de oro, plata y cobre.
Aunque construido con datos de varias fuentes, su precisión es suficiente para ilustrar el problema.
ORO BLANCO.
Se ha publicado muy poca información sobre el esmaltado de oro blanco.
La literatura más antigua describe el oro blanco como aleaciones de oro y platino.
Hoy en día el oro blanco suele contener níquel.
El bajo coeficiente de expansión del platino indica que se deben usar esmaltes de expansión más bajos.
No hemos esmaltado aleaciones de oro y platino.
Si intentáramos, comenzaríamos con esmaltes con una expansión de no más de 300 para 18 kt.
A medida que se agregue más platino, disminuiremos la expansión de nuestro esmalte, quizás de 10 a 12 kt. podríamos utilizar los esmaltes de temperatura media y baja expansión de Thompson, que tienen expansiones de poco menos de 200 y se funden a 760 a 800º C.
Tenemos una experiencia limitada en esmaltado de oro blanco que contiene oro, cobre y níquel.
Tenemos una experiencia limitada en esmaltado de oro blanco que contiene oro, cobre y níquel.
No vemos ninguna razón por la que estas aleaciones se seleccionen como base para el esmaltado.
Sin embargo, es posible que sean seleccionados como el mejor metal para ciertas joyas debido a otras propiedades con las que no estamos familiarizados.
Dado que puede haber ocasiones en las que se desee un poco de esmalte como acento, es bueno estar familiarizado con las aleaciones.
Tanto el níquel como el cobre aumentarán el módulo de elasticidad.
Tanto el níquel como el cobre aumentarán el módulo de elasticidad.
Las adiciones de níquel aumentarán ligeramente la expansión y las adiciones de cobre aumentarán moderadamente la expansión.
Las temperaturas sólidas están muy por encima de 930ºC.
Los esmaltes normales utilizados en el cobre son compatibles, sin embargo, deben observarse cuidadosamente aquellos con expansiones más bajas, especialmente al recubrir las aleaciones inferiores.
La cantidad de oxidación aumenta a medida que aumenta el porcentaje de metales de aleación, especialmente el cobre.
Esto afecta el color y la claridad de los esmaltes transparentes.
Por alguna razón, indeterminado en este momento, el efecto es mucho más grave cuando se usan esmaltes con plomo.
El óxido formado es difícil de eliminar mediante decapado.
Por lo tanto, existe un problema al eliminar la escala de fuego de las áreas que no están cubiertas con esmalte.
La aleación, que consiste en 58.33% de oro, 12.00% de níquel y 29.67% de cobre, produjo un problema inusual.
La aleación, que consiste en 58.33% de oro, 12.00% de níquel y 29.67% de cobre, produjo un problema inusual.
Primero pareció liberar una cantidad considerable de gas.
Cuando se recubre con un flujo de de plomo, toda la superficie se desprende en una sola pieza.
Estos copos contenían varias áreas esféricas pequeñas como si las burbujas de gas hubieran intentado escapar, pero el esmalte fundido era demasiado viscoso para permitir que escapara.
La superficie del metal era brillante y libre de óxido, lo que indica que el gas probablemente estaba reduciendo su naturaleza, quizás conteniendo hidrógeno.
Recubrir la superficie con el mismo esmalte, sin tratamiento de la superficie, produjo una buena capa de esmalte que no sea un feo gris oscuro.
El flujo sin plomo de Thompson en 2010 se adhirió bien en el primer incendio, pero siempre hubo algunas pequeñas áreas de óxido donde aparentemente el gas había escapado, y el esmalte no podía fluir de vuelta completamente.
Estas manchas se recubren satisfactoriamente con una segunda capa.
El esmalte era claro y transparente.
La superficie metálica vista a través del esmalte era de color cobre.
Las observaciones anteriores se realizaron ejecutando varias muestras con el mismo resultado en todas las muestras.
A pesar de que no teníamos suficiente de este envío de aleación en particular para determinar la naturaleza completa del problema, definitivamente parecía que los esmaltes transparentes no producirían la calidad deseada.
Los esmaltes opacos fueron satisfactorios, siempre que el metal se desgasificó por primera vez a 800ºC.
No hemos experimentado con esta misma aleación fabricada por otro proveedor.
No hemos experimentado con esta misma aleación fabricada por otro proveedor.
Por lo tanto, no sabemos si lo anterior es una característica de esta aleación cuando se obtiene de todos los proveedores o si el problema es único con este proveedor.
Dado que esta aleación es casi un tercio de cobre, puede haber un problema de difusión de hidrógeno como se explica a continuación en la sección de cobre.
Muchas aleaciones de colada patentadas contienen una pequeña cantidad de zinc como desoxidante.
Muchas aleaciones de colada patentadas contienen una pequeña cantidad de zinc como desoxidante.
También produce un colado de grano fino.
Si las adiciones de zinc son apreciables, la temperatura del sólido se reducirá bastante rápidamente.
La Fig. 3 muestra la curva de solidos bastante extraña de aleaciones de oro-zinc.
Tan solo un 4% de zinc reduce el punto sólido suficiente para prohibir el uso de esmaltes normales que se usan en el cobre.
Más de aproximadamente el 27% de zinc prohíbe el uso de cualquier esmalte normalmente disponible.
PLATINO
Punto de fusión 1780ºC
Coeficiente de expansión - 270 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 24,000,000 PSI
Varias referencias indican que el platino no puede ser esmaltado porque tiene una expansión excelente.
En realidad tiene una expansión muy baja.
En general, los metales con altos puntos de fusión tienen bajas expansiones y los metales con bajos puntos de fusión tienen altas expansiones.
Lo mismo es cierto para el vidrio.
Tanto los esmaltes de temperatura media y baja expansión de Thompson disparados a 800ºC y sus esmaltes de expansión media y alta temperatura disparados a 900ºC funcionan muy bien en platino.
PLATA
PLATA
Punto de fusión 960ºC
Coeficiente de expansión - 600 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 10,500,000 PSI
Plata fina, por definición, contiene al menos 99.9% de plata.
La plata fina alta contiene al menos 99,95% de plata.
La plata de laboratorio refinada o espectroscópicamente pura es al menos 99.999% de plata.
El contenido de gas, en particular el oxígeno, no está en ninguna especificación.
La plata fina es un metal popular con esmaltes.
La plata fina es un metal popular con esmaltes.
No hay una escala de fuego para contaminar el área de trabajo.
El color blanco no afecta apreciablemente los colores reales de los esmaltes transparentes, que aparecen muy limpios y brillantes cuando se funden correctamente.
Los rojos transparentes normalmente se funden sobre el flujo de plata, mientras que otros transparentes se funden directamente sobre la superficie plateada.
Se debe tener cuidado de no quemar los esmaltes transparentes sobre plata.
Los flujos sobre encendidos pueden tener un tinte amarillo.
Otros colores transparentes pueden aparecer como si se aplicaran sobre una capa base amarilla.
El coeficiente de expansión de la plata es bastante alto y los esmaltes con expansiones menores a 290 deben observarse cuidadosamente para detectar grietas.
Afortunadamente, su módulo de elasticidad es bastante bajo, de lo contrario no sería posible usar esmaltes que se usan normalmente en el cobre.
Afortunadamente, su módulo de elasticidad es bastante bajo, de lo contrario no sería posible usar esmaltes que se usan normalmente en el cobre.
Si un lingote de plata se enfría rápidamente, se endurece y se encierra una cierta cantidad de oxígeno libre en el centro del lingote.
Cuando se enrolla en una lámina, el oxígeno permanece en el centro.
Cuando se quema el esmalte, el oxígeno se elimina gradualmente.
Se escapa de la superficie de la plata, que no está esmaltada, pero está encerrada en la interfaz del metal y el esmalte.
El metal se oxida y el óxido no puede descomponerse como lo haría si se expone al aire.
Si el esmalte es transparente, se puede ver una decoloración en la interfaz.
Después de varias calentadas, el esmalte puede agrietarse y tal vez desprenderse.
Afortunadamente, hoy este problema rara vez se encuentra.
PLATA DE LEY
Punto de fusión 910ºC
Temperatura del sólido 800ºC
Coeficiente de expansión: 540 cm / cm / 0 C x 10-7
La libra contiene 92.5% de plata y 7.5% de cobre.
Las aleaciones con tan solo 92.1% de plata pueden ser selladas como "esterlinas" en los Estados Unidos.
La expansión térmica es menor que la de la plata, y sospechamos que el módulo de elasticidad es algo mayor.
Esta sospecha se basa en informes de que algunos esmaltes de expansión inferior que son apenas adecuados para plata fina no son compatibles con la libra esterlina.
Es mucho más seguro utilizar el extremo superior de la gama de expansión de los esmaltes que normalmente se utilizan en el cobre.
Debido al contenido de cobre, la aleación se oxidará cuando se caliente, por lo que los esmaltes transparentes pueden carecer de brillo y ser menos transparentes que cuando se aplican sobre plata fina.
Con frecuencia, se obtienen resultados más deseables aplicando primero un fundente hecho especialmente para plata.
Los esmaltes opacos se pueden aplicar directamente sobre la plata esterlina.
La figura 4 muestra el diagrama de fase de cobre-plata.
Tanto los metalúrgicos como los ceramistas utilizan diagramas de fase para registrar una gran cantidad de datos en forma visual.
El diagrama que se muestra se ha simplificado para mostrar solo la información que es importante para Art Enameler.
La cantidad de cada metal se representa en la parte inferior del diagrama con 100% de plata a la izquierda y 100% de cobre a la derecha.
La temperatura se indica en el lateral.
Se muestran tres puntos de fusión: A, B y C.
A es el punto de fusión de plata,
C es el punto de fusión de cobre,
B es el punto de fusión de una aleación.
Esta aleación consiste en 71.9% de plata y 28.1% de cobre.
La línea ABC se llama la curva de Líquidos.
Todo por encima de esta línea es líquido.
La línea ADEC se llama la curva de solidos.
Todo lo que está debajo de esta línea es sólido.
Hay dos fases sólidas, alfa y beta.
Alpha es una solución rica en plata de plata y cobre. Beta es una solución rica en cobre de plata y cobre.
Los dos triángulos DAB y BCE son mezclas de líquido y sólido.
El punto B se llama el punto eutéctico.
La información importante para Art Enamelers es la curva solidus.
Las temperaturas de cocción deben ser más bajas que las temperaturas sólidas.
Se pueden encontrar aleaciones de plata distintas de la libra esterlina, especialmente en forma de piezas fundidas.
Se pueden encontrar aleaciones de plata distintas de la libra esterlina, especialmente en forma de piezas fundidas.
No encontramos información publicada sobre el esmalte de aleaciones de plata que no sea la libra esterlina.
Esto puede deberse a la baja temperatura del sólido en las aleaciones entre los puntos D y E en la Fig. 4.
Esto también muestra gráficamente por qué ocurre un problema de vez en cuando al hacer el cierre.
Con alambre de plata sobre cobre.
Si el alambre plateado penetra en el esmalte y toca la base de cobre, puede ocurrir un derretimiento a temperaturas de aproximadamente 780°C y más.
Obviamente, hay un problema en el esmalte de las aleaciones de fusión más bajas con los esmaltes que normalmente se usan en el cobre.
La temperatura baja de Thompson: los esmaltes de alta expansión que tienen expansiones de aproximadamente 450 y el disparo a 565°C son compatibles.
Varias aleaciones de plata, cobre, zinc, cadmio, estaño y níquel también pueden ser esmaltadas con estos esmaltes siempre que el punto sólido de la aleación no esté por debajo de aproximadamente 665°C.
Muchos escritores afirman que la libra esterlina se puede disparar solo una o dos veces antes de que el esmalte se agriete, se decolore, etc.
Muchos escritores afirman que la libra esterlina se puede disparar solo una o dos veces antes de que el esmalte se agriete, se decolore, etc.
Creemos que estas observaciones se basaron en uno o más de los siguientes:
Aplicación de esmaltes con expansiones demasiado bajas para la libra esterlina.
Aplicar un esmalte de alta expansión sobre un esmalte de baja expansión.
Cocer demasiado caliente para la libra esterlina.
Aplicación de esmaltes con expansiones demasiado bajas para la libra esterlina.
Aplicar un esmalte de alta expansión sobre un esmalte de baja expansión.
Cocer demasiado caliente para la libra esterlina.
No más de 760°C es deseable -788°C como máximo.
Utilizando esterlinas con oxígeno absorbido.
Utilizando esterlinas con oxígeno absorbido.
LAMINADO DE ORO Y PLATA
El uso de láminas de oro y plata permite al esmaltador obtener el brillo y la claridad de los transparentes sobre estos metales preciosos a un costo mucho menor.
Se debe usar oro puro de 24 quilates y plata fina.
Ambos deben permanecer brillantes y no formar óxido cuando se disparan para adherirlos al esmalte.
Si se forma un óxido, la lámina probablemente contiene una pequeña cantidad de cobre.
En la mayoría de los casos, la pequeña cantidad de óxido se disolverá con el esmalte que se dispara en la parte superior de la lámina.
COBRE
Punto de fusión 1083°C
Coeficiente de expansión - 500 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad - 16,000,000 psi
El metal más popular utilizado por Art Enamelers es el cobre.
Es compatible con esmaltes que tienen expansiones de aproximadamente 250 a 375.
Su punto de fusión permite el uso de esmaltes que disparan tan alto como 899°C, sin embargo, los accesorios de soporte adecuados son un gran problema de diseño para evitar el alabeo a temperaturas superiores a 816°C
Una amplia gama de esmaltes, tanto transparentes como opacos, con propiedades deseables son compatibles con el cobre.
Como el cobre proviene de la fundición, es 99% puro. Las impurezas se eliminan mediante un proceso electrolítico donde las impurezas caen al fondo del tanque y el 99.9% de depósitos de cobre en una placa conocida como cátodo.
Como el cobre proviene de la fundición, es 99% puro. Las impurezas se eliminan mediante un proceso electrolítico donde las impurezas caen al fondo del tanque y el 99.9% de depósitos de cobre en una placa conocida como cátodo.
Los cátodos se funden y se moldean en formas adecuadas para su procesamiento.
Durante esta última operación, se forma algo de óxido de cobre y se distribuye como inclusiones entre los cristales de cobre.
Este tipo de cobre se vende como cobre electrolítico.
A temperaturas superiores a 400°C, el hidrógeno se difundirá en cobre que contiene óxido de cobre y reducirá el óxido a cobre y vapor de agua.
A temperaturas superiores a 400°C, el hidrógeno se difundirá en cobre que contiene óxido de cobre y reducirá el óxido a cobre y vapor de agua.
El vapor de agua luego se difunde a las superficies del cobre.
El vapor de agua que llega a la interfaz entre el cobre y el esmalte causará burbujas en el esmalte y en casos extremos afectará la adherencia.
Si durante este último proceso de fabricación se funde y se moldea en formas adecuadas, hay una manta de gas protector en todo momento para evitar que el cobre entre en contacto con el aire y no se oxidará.
Si durante este último proceso de fabricación se funde y se moldea en formas adecuadas, hay una manta de gas protector en todo momento para evitar que el cobre entre en contacto con el aire y no se oxidará.
Este producto se vende como cobre “libre de oxígeno, de alta conductividad”, conforme a las especificaciones B-170 de ASTM.
La industria electrónica utiliza este tipo para sellos de vidrio a metal, pero exigen una certificación que incluya una prueba de adherencia de escala y una estipulación de composición de la siguiente manera:
Cobre 99.96% mínimo (la plata cuenta como cobre)
Fósforo 0.0003% máximo
Azufre 0.0040% máximo
Zinc 0.0003% máximo
Mercurio 0.0001% máximo
Plomo 0.0010% máximo
La prueba de adherencia consiste en calentar una muestra durante 20-30 minutos a 680°C y enfriarla en agua.
Cobre 99.96% mínimo (la plata cuenta como cobre)
Fósforo 0.0003% máximo
Azufre 0.0040% máximo
Zinc 0.0003% máximo
Mercurio 0.0001% máximo
Plomo 0.0010% máximo
La prueba de adherencia consiste en calentar una muestra durante 20-30 minutos a 680°C y enfriarla en agua.
Si toda la muestra retiene óxido de cobre rojo, se acepta el cobre.
El siguiente incidente muestra la importancia de seleccionar el cobre adecuado.
El siguiente incidente muestra la importancia de seleccionar el cobre adecuado.
Un cliente que produce una línea de artículos de regalo que utiliza una báscula contra incendios como una parte importante del diseño encontró varios envíos de cobre en los que la báscula no se adheriría.
Se hicieron varios cambios en los procedimientos de cocción, pero los resultados fueron los mismos.
Enviamos al cliente algunas piezas de nuestro stock de cobre y la escala se adhirió como en el pasado.
Realizamos un análisis sobre ambos tipos de cobre y encontramos lo siguiente:
Se calentaron trozos de cada uno durante 25 minutos y se enfrió con agua.
El cobre adecuado retuvo una capa completa de óxido de cobre rojo con unas pocas áreas pequeñas de óxido negro.
El material inadecuado mostró una superficie de cobre brillante donde toda la escala se había desprendido.
La prueba se repitió permitiendo que el metal se enfríe al aire después de retirarlo del horno.
El material adecuado retuvo una capa completa de óxido negro. Debajo de este óxido negro había, por supuesto, una capa de óxido rojo.
El material inadecuado no retuvo nada, rojo o negro.
La diferencia en los dos materiales fue el contenido de fósforo.
El fósforo probablemente se añadió como un desoxidante.
Los dos cobres parecían enmarcarse satisfactoriamente. Sospechamos fuertemente que un aumento adicional en el fósforo causaría problemas de adherencia.
Parece que el cobre electrolítico es lo menos que debe especificar un esmaltador.
Parece que el cobre electrolítico es lo menos que debe especificar un esmaltador.
Para ser absolutamente seguro, se debe especificar una alta conductividad libre de oxígeno.
El cobre para techos comprado en la ferretería local puede producir graves problemas para los esmaltadores.
LATON Y BRONCE
Tradicionalmente, el latón es una aleación de cobre y zinc, mientras que el bronce es una aleación de cobre y estaño.
En la práctica, ha sido una tendencia y nada más.
Hay muchos ejemplos en la literatura donde los términos se han usado indistintamente.
Incluso hoy en día el bronce comercial es una aleación de cobre y zinc.
En general, los latones contienen zinc en cantidades que varían de aproximadamente 5% a aproximadamente 45%, mientras que las aleaciones con aluminio, silicio, estaño y algunos otros metales se llaman bronces.
La Fig. 5 muestra las curvas de solidus para aleaciones de cobre-zinc y cobre-estaño.
El BRONCE COMERCIAL (90 Cu, 10 Zn) (89 Cu, 9.25 Zn, 1.75 Pb) y el BRONCE ROJO (85 Cu, 15 Zn) pueden ser esmaltados con esmaltes que se usan normalmente en cobre si se seleccionan aquellos con expansiones de 300-350.
La temperatura baja de Thompson: los esmaltes de alta expansión que se disparan a 570°C durante aproximadamente 10 minutos tienen un excelente potencial para el esmalte de estos dos metales.
LATON BAJO (80 Cu, 20 Zn), LATÓN DE CARTUCHO (70 Cu, 30 Zn), MUNTZ (60 Cu, 40 Zn) y LATÓN DE FORJA (60 Cu, 38 Zn, 2 Pb) se pueden esmaltar con la temperatura baja de Thompson.
LATON BAJO (80 Cu, 20 Zn), LATÓN DE CARTUCHO (70 Cu, 30 Zn), MUNTZ (60 Cu, 40 Zn) y LATÓN DE FORJA (60 Cu, 38 Zn, 2 Pb) se pueden esmaltar con la temperatura baja de Thompson.
Esmaltes de alta expansión.
En algunos casos, los transparentes no serán el estándar experimentado en cobre puro, debido a los óxidos metálicos disueltos.
Cuando se realiza la prueba de adherencia de la escala en estos metales, el óxido se desprende cuando el agua se enfría o se enfría con aire.
El óxido es negro grisáceo.
ACERO
ACERO
Punto de fusión 1520°C
Coeficiente de expansión - 400 cm / cm / 0 C x 10-7
Módulo de elasticidad 30,000,000 PSI
La disponibilidad de chapa de acero adecuada fue probablemente más responsable que cualquier otro elemento único para la revolución industrial del esmaltado.
El esmaltado del acero creció constantemente hasta la Segunda Guerra Mundial.
Después de la guerra, el crecimiento fue muy rápido hasta mediados de la década de 1970, cuando se enmarcaron 1-3 / 4 mil millones de pies cuadrados de acero al año, solo en los Estados Unidos.
Desde 1975 la industria ha declinado.
Más del 95% del acero esmaltado es para el mercado de electrodomésticos.
Aunque el acero tiene un costo más bajo y puede ser fabricado por técnicas de producción en masa, presenta algunos problemas nuevos para el esmaltador.
Aunque el acero tiene un costo más bajo y puede ser fabricado por técnicas de producción en masa, presenta algunos problemas nuevos para el esmaltador.
El contenido de carbono causa problemas de adherencia, ampollas, picaduras, etc.
El alto módulo de elasticidad del acero requiere que el esmalte tenga un rango estrecho de valores de expansión.
Los esmaltes que no caen dentro del rango de 275-330 deben observarse cuidadosamente para detectar grietas o astillas.
Por otro lado, el acero tiene mayor resistencia tanto a la temperatura de esmaltado como a la temperatura ambiente.
Por otro lado, el acero tiene mayor resistencia tanto a la temperatura de esmaltado como a la temperatura ambiente.
Esto permite el uso de artículos de mayor tamaño sin deformación durante la operación de cocción.
También la vajilla terminada tiende a ser más duradera.
Una serie de productos de hierro de esmalte de alto servicio están disponibles:
Aceros esmaltados bajos en carbono
Aceros decarburizados
Intersticiales sin aceros
Aceros estabilizados con titanio
Una serie de productos de hierro de esmalte de alto servicio están disponibles:
Aceros esmaltados bajos en carbono
Aceros decarburizados
Intersticiales sin aceros
Aceros estabilizados con titanio
TITANIO
Punto de fusión 1660°C
Coeficiente de expansión - 246 cm / cm /? C x 10-7
Módulo de elasticidad - 16,000,000 PSI
El titanio metálico fue una curiosidad de laboratorio hasta finales de la década de 1940, cuando se desarrollaron técnicas de producción adecuadas.
Cuando se expone al aire o la humedad, se forma instantáneamente una película delgada de óxido y continúa creciendo lentamente en espesor.
La película de óxido es transparente en su configuración delgada normal y no es detectable por medios visuales. La composición de esta película varía de TiO2 en la superficie, a Ti2O3, a TiO en la interfaz de metal.
Los óxidos son solubles en esmalte causando que el flujo se vuelva gris.
Otros transparentes también son afectados por los óxidos disueltos.
En general, los esmaltes opacos son más adecuados para la primera capa de titanio.
Debido a su baja expansión, el titanio puede recubrirse solo con esmaltes que tienen una expansión de aproximadamente 230 o menos.
Temperatura media: los esmaltes de baja expansión funcionan bien cuando se disparan a aproximadamente 688°C, y temperatura alta: esmaltes de expansión medios cuando se disparan a 870°C.
RESUMEN
El mundo del esmaltado es bastante grande.
No sabemos que ningún metal tenga un punto de fusión de 600°C o superior que no pueda ser esmaltado.
El arsenal de esmaltes proporciona expansiones de aproximadamente 175 a 450.
Esto proporciona un ajuste para todos los metales y aleaciones con puntos de fusión o sólidos de 600°C o más.
Lo interesante ya veces frustrante es obtener la propiedad exacta deseada.
La tecnología de hoy lo hace mucho más posible que nunca.
Sin duda, dentro de cien años será aún más posible, pero igual de difícil cambiar los viejos hábitos.
Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay
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