Дефекты глазурного покрытия в производстве
изделий из фарфора и фаянса
Дефекты глазурного покрытия могут возникнуть из-за
несоответствия состава глазури и черепка, плохой подготовки глазурной
суспензии и некачественного нанесения ее на изделия, нарушения условий
установки изделий в капсели и на этажерки печных вагонеток,
использования некачественного огнеупорного припаса и плохой его
промазки.
Цек глазури (волосные трещины) возникает при КТРг ЖТРч. Он проявляется
или сразу после обжига, или после длительной эксплуатации фаянсовых и
майоликовых изделий вследствие дополнительного расширения их черепка в
результате поглощения влаги. Возникновение цека возможно и при КТРГ=КТРЧ
из-за термических напряжений, возникающих при охлаждении изделий, так
как глазурь охлаждается быстрее черепка. Появлению цека способствует
повышенная плотность глазурной суспензии, нанесение суспензии толстым
слоем, недостаточно тонкий помол кварца в массе, недостаточное развитие
переходного слоя.
Образование цека также возможно при использовании недомолотой глазури: К
цеку приводит и нанесение легкоплавкой глазури на тугоплавкий фарфоровый
черепок. Непостоянство первого обжига фаянсовых изделий вызывает
отклонения в величинах КТР массы и глазури, что также может быть
причиной цека. Он может проявиться при плохом проплавлении фритты,
недостаточной эластичности глазури, использовании песка с зернами
окатаиной формы.
Для устранения цека рекомендуется изменить состав глазури и черепка,
увеличить содержание SiO2 в глазури, а также
СаО и MgO за счет снижения содержания Na2О и К2О,
повысить эластичность глазури и тонину помола, уменьшить толщину
глазурного покрытия, повысить температуру обжига и длительность выдержки
при максимальной температуре, повысить качество фритты фаянсовых
глазурей.
Отслаивание глазури возникает при КТРг<КТРч,
чрезмерно тонком помоле глазури, пережоге фаянсовых изделий. Для
устранения этого явления в глазурную суспензию в процессе приготовления
вводят карбонаты натрия, бария или криолит (2—5%). Отслаивания глазури
можно избежать, если смачивать края изделий карбонатом натрия.
Мелкие поверхностные трещины на глазури появляются в результате
модификационных превращений кварца и кристобаллита в черепке изделия.
Повышенное поверхностное натяжение глазури в пиропластиче-ском
состоянии, являющееся чаще всего следствием излишней тонкости помола,
приводит к возникновению внутренних напряжений в слое глазури и
образованию волосных трещин. Устранению поверхностных трещин
способствует добавка в массу кварцевой муки, боя обожженных изделий,
известкового шпата, доломита за счет уменьшения содержания глины,
каолина, полевого шпата, повышения тонкости помола кварца.
Сборка глазури — стягивание в капельки и складки, возникает при
чрезмерном измельчении компонентов глазурной суспензии, плохой обдувке
изделий от пыли перед глазурованием, повышенном содержании в глазури
сырого каолина и глины.
Плохой розлив глазури возможен при недостаточном помоле ее компонентов,
недожоге изделий, несоответствии состава глазури температуре обжига,
низком качестве фриттования. При этом глазурь имеет слабый блеск и
возможна волнистость поверхности.
Наколы в виде точечных впадин размером 1—2 мм, незаполненных глазурью,
возникают в результате разрыва газовых пузырьков в период розлива
глазури, а также впитывания глазури крупными порами черепка.
Наличие газовых пузырьков вызывает и такие дефекты,
как прыщ и пузырь. Количество пузырьков в глазури возрастает с
увеличением толщины слоя глазури. С увеличением продолжительности и
температуры обжига растут и размеры пузырьков и их количество в
поверхностном слое глазури. Размер прыща 1—2 мм, пузыря— до 2—3 мм.
Большое влияние на образование наколов оказывает печная атмосфера.
Сернистые соединения, взаимодействуя с компонентами глазури, изменяют ее
состав и свойства. Поверхность глазури становится неровной, рыхлой и
пористой. По отрицательному воздействию отдельных компонентов печной
атмосферы на вспучивание глазури и образование наколов их можно
расположить следующим образом: водяной пар <диоксид углерода<оксид
углерода<водород<сернистый газ. Одно из средств борьбы с наколами —
замена газообразующих компонентов глазури (доломита, мела или мрамора)
щелочноземельными силикатами, например тальком.
Если плавление глазури произошло раньше, чем усадка массы изделия
достигла 90% своей величины, то газы, проникающие в глазурный покров из
черепка и насыщающие его, также могут вызвать наколы, прыщ, пузырь.
Образованию наколов способствуют также плохая обдувка изделий перед
глазурованием, неравномерность глазурного покрытия, недостаточная
температура предварительного обжига. Наколы могут образоваться и при
использовании весьма легкоплавкой маловязкой глазури, способной
впитываться в крупные поры черепка, особенно при повышенной его
пористости. Одной из причин возникновения наколов, прыща и пузыря
является науглероживание черепка и запоздалое выгорание органических
веществ, имеющихся в нем; при наличии вязкой стеклофазы при 800—1000°С
образуется прыщ, при 1000—1200° С — накол и пузырь. Наколы снижают блеск
глазури на 5—6%.
Для устранения этих дефектов в период окислительного обжига коэффициент
избытка воздуха в печной атмосфере поддерживают на уровне 1,5—1,8,
увеличивают выдержку при температуре 800—1000° С, регулируют давление в
рабочем и подвагонеточном каналах, изменяют вязкость глазури при
розливе. Если глазурь
обладает повышенной вязкостью, удаление газов
затрудняется и на поверхности глазури образуются пузырьки. Пузырьки
размером менее 0,1 мм невооруженным глазом не обнаруживаются. При
большом их количестве глазурь становится мутной. Иногда устраняет наколы
окунание изделий в воду перед глазурованием.
Сухость глазури — понижение блеска и глянцевитости поверхности —
возникает из-за большой и преждевременной впитываемости глазури
черепком. Это часто происходит при недожоге фаянсовых и майоликовых
изделий во время первого обжига, а также при очень большой влажности
глазурной суспензии и нанесении ее слоем недостаточной толщины. При
пониженной влажности глазурной суспензии возможно образование таких
дефектов, как наплывы и натеки. Устраняют эти пороки, регулируя
плотность глазурной суспензии, вращая изделия при глазуровании на
полуавтоматах.
Плешины — непокрытые глазурью места могут появиться при чрезмерной
вязкости глазурной суспензии, малом содержании в глазури пластичной
глины, а также попадании на поверхность изделия жирных веществ, плохой
обдувки от пыли и др. Устраняют дефект тщательной очисткой глазуруемой
поверхности от пыли, а также добавкой в глазурь 1—2% камеди.
Матовость глазури возникает вследствие поглощения паров компонентов
глазури, например борной кислоты, стенками каселя или этажерным
огнеупорным припасом, расслоения глазурного шликера, от воздействия
сернистых газов печной атмосферы, удаления летучих при использовании
сырых глазурей. Матовость глазури появляется и в том случае, когда
температура розлива глазури выше температуры обжига изделий.
Пятнистость возникает под влиянием дубильных экстрактов— танина, если
они добавляются в глазурную суспензию, воздействия сернистых газов
печной атмосферы, попадания в глазурь обрывков проволочной сетки сит
(зеленые пятна). При науглероживании черепка в период спекания
образующийся Fe3О4 придает фарфоровым изделиям серую окраску, что
снижает их просвечиваемость.
При недостаточном восстановлении изделия получают желтоватый оттенок.
Образование желтых пятен на высушенных изделиях указывает на присутствие
в
массе водорастворимых соединений ванадия. Для
перевода этих соединений в нерастворимое состояние в мaссу добавляют
0,5—1% оксида цинка.
Литейные пятна образуются на крупных изделиях от удара струи глазурной
суспензии о стенку гипсовой формы. В месте удара возникает некоторое
уплотнение массы, которое после обжига оказывается настолько плотным,
что плохо воспринимает или совсем не воспринимает глазурную суспензию.
Пятно имеет окраску, отличающуюся от окраски всего изделия. Для
предупреждения литейных пятен рекомендуется наливать глазурную суспензию
в форму через воронку, предварительно полив суспензией место
предполагаемого удара струи, откорректировав состав для предупреждения
расслоению глазури: уменьшить содержание электролитов, повысить
содержание боя изделий, проверить глину на содержание хлоридов и
сульфатов, дающих пятна и т. д.
Слипыш — приплавлеиие изделий друг к другу, к капселю или плитам
этажерки — результат неправильной установки изделий в капсели и на
этажерку печной вагонетки. Для устранения этого дефекта необходимо
улучшить установку изделий в капсели и на этажерку, а также промазку
огнеупорного припаса.
Засорка возникает в результате использования некачественных капселей и
этажерного припаса, плохой их промазки, неисправности толкателей
туннельных печей. Замена шамотного огнеупорного припаса на
карбидокремниевый и покрытие его алюмофосфатной промазкой снижает
вероятность засорки изделий.
Задувка — образование темных пятен и полос на глазури возникает
вследствие поглощения черепком сажистого углерода, золы и углеводородов
из печных газов в период, предшествующий восстановлению (1000— 1250°С).
Устраняют этот дефект улучшением условий сжигания топлива и поддержанием
заданного аэродинамического режима в печи.
Мушка — небольшие темно-коричневые пятна на черепке или глазури
—результат наличия железистых соединений в массе или глазури
(материальная мушка), попадания металлического железа вследствие износа
технологического оборудования (аппаратная мушка) или с огнеупорного
припаса (горновая). Предотвращают появление мушки многократная магнитная
сепарация тонкомолотых порошков, суспензий и щликеров, использование
деталей из высокоустойчивых к истиранию сталей и шликеропроводов из
цветного металла.
Вскипание глазури возможно в том случае,
когда температура ее плавления значительно ниже температуру обжига
изделия. Вскипание глазури может произойти при наличии в ее составе
низкокачественного полевого I шпата. Ввод 2—3% глинозема устраняет этот
дефект.
Рябизна — неровность поверхности. Крупноволнистая рябизна может быть
обнаружена невооруженным глазом. Микрорябизна видна только под
микроскопом. Рябизна бывает глубокая и мелкая, интенсивная, т. е.
покрывающая поверхность целиком, и неинтенсивная — разреженная.
Расстояние между двумя смежными возвышенностями микроряби около 100 мкм.
Глубокаяин-тенсивная рябизна снижает блеск глазури на 5—7%.
Волнистость — макронеровности поверхности, имеющие очень мягкие плавные
очертания и незначительную амплитуду, которые резко снижают блеск
глазури.
Крупа — многочисленные микровыступы, придающие поверхности
шероховатость, размером в плане 5— 10 мкм, по вертикали 1—2 мкм. Крупа
бывает сплошная и несплошная, резкая, если микровыступы выдаются высоко,
и ослабленная. Блеск глазури при этом дефекте снижается до 20%.
Наросты — скопления вещества, находящегося на глазури и частично
заплавленного в ней. Они бывают крупными 10—50 мкм и мелкими — до 10
мкм. Наиболее часто наросты образуются при повышенном содержании
сернистого ангидрида в газовой атмосфере печи. При 2%-ной концентрации
SО2 наросты могут быть многочисленными.
Вопросы, для самопроверки
1. Факторы, определяющие выбор способа глазурования.
2. Способы глазурования и их особенности.
3. Пороки глазурного покрытия, причины возникновения и меры их
устранения.