Предпосылкой для полного растворения и равномерного распределения всех компонентов в расплаве является тщательная подготовка исходных материалов. Точно взвешенное количество шихтовых материалов тщательно измельчают и смешивают так, чтобы в результате получилась однородная смесь твердых, мелких гранул компонентов. Эмалевую шихту расплавляют в печи до получения стеклообразной массы, которая представляет собой основу будущей эмали.
В отличие от технических эмалей ювелирные эмали изготавливаются в небольших количествах, но в широкой цветовой гамме. В связи с этим большие плавильные печи для варки технических эмалей непригодны для получения художественных эмалей, поэтому для этой цели используются тигельные печи. Температура плавления для различных эмалей находится в пределах От 1000 до 1400 °С. Минимальная температура плавления шихты определяется температурой плавления компонентов. Отсюда следует, что ход сложных реакций в шихте требует определенного времени и не может быть ускорен резким повышением температуры.
Здесь, как и при любом химическом процессе, скорость реакции увеличивается с повышением температуры, но до определенного предела, превышение которого приводит к нежелательным явлениям: слишком большим изменениям состава эмали за счет летучести компонентов.
При изготовлении стекла шихту плавят, затем расплав выдерживают при температуре плавления до тех пор, пока не будут удалены газовые пузырьки и смесь не станет гомогенной. Точно так же поступают при варке эмали: шихту нагревают до температуры плавления, расплав перемешивают и, выдержав необходимое время, быстро охлаждают. Вследствие этого получают застывший расплав в виде твердых частиц стекла с включениями газовых пузырьков. Химические реакции между компонентами в необожженной эмали еще не закончены, и при последующем оплавлении на металлической подложке физико-химические процессы продолжаются до тех пор, пока стеклообразная масса не станет полностью однородной. Процесс варки довольно сложен, так как химические и физические процессы протекают одновременно, влияя друг на друга.
При помещении эмалевой шихты в горячую печь происходят сложные реакции, многие из которых известны, а существование других можно лишь предположить.
Петцольд делит процесс варки на несколько фаз.
1. Сначала из шихты вытесняются кислород и азот воздуха; при температуре свыше 100° С испаряется свободная, не связанная химически вода.
2. Легкоплавкие компоненты становятся жидкими: обезвоживается кристаллическая бура Na2В4О7 *10Н2О, плавятся селитра NaNO3 при t =311°С и нитрат калия KNO3 при t=336°С, сода Na2CO3 при t =852°С, безводная бура при t=878° С, поташ К2СO3 при t=891°С и криолит Na3AlF6 при t=920°С.
3. Образуются активные основные окислы вследствие выделения двуокиси углерода из карбонатов натрия и кальция: Na2CO3=Na2O+СО2; СаСO3=СаО+СO2 и из-за выделения кислорода при разложении окислителей: 4MnO2=2Mn2О3+O2 Такие газы, как водород, кислород, водяной пар, окись углерода, двуокись углерода, окислы азота и т.д., остаются в расплаве растворенными или абсорбируются поверхностью расплава. Количество растворенных газов зависит от температуры расплава.
4. С удалением кристаллизационной воды из борной кислоты образуется стеклообразная трехокись бора. Бура кальцинируется.
5. Полное образование стеклообразных соединений достигается при расплавлении щелочных карбонатов, т.е. при температуре 850—900°С. Ставшие жидкими легкоплавкие компоненты растворяют в себе тугоплавкие с образованием эвтектических смесей или соединений, так что достижения температуры плавления тугоплавких компонентов не требуется. С выделением СО2 распадаются еще не разложившиеся щелочные карбонаты: Na2CO3+SiO2+Na2SiO3+СО2. Образование силикатов — важнейшая реакция при плавлении стекла.
6. Для легкоплавких эмалей важное значение имеют бораты, которые растворяют окислы металлов, облегчают образование силикатов и образуют с ними низкоплавкую эвтектику — боросиликаты.
7. После полного разложения карбонатов и нитратов газовыделение прекращается, «кипящий» расплав успокаивается. Процесс плавления на некоторое время приостанавливают для продолжения взаимодействия образовавшихся соединений (карбонатов, окислов, фторидов) как между собой, так и с силикатами и боратами. При этом образуется простая эвтектика, как например Na2O—SiO2 или Na2SiO3—SiO2, а также сложные тройные и многокомпонентные системы.
8. Внешне процесс варки проявляется следующим образом: после плавления флюсов образуется неоднородная масса, которая сначала становится вязкотекучей, а затем интенсивно «кипит» и при продолжении процесса становится жидкотекучей, однородной и спокойной.
9. Степень готовности проверяют при помощи вытянутой из расплава стеклянной нити, которая не должна содержать «узелков» — нерасплавленных частиц шихты. Конечно, для некоторых эмалей есть исключения: их нельзя расплавить без «узелков», т.е. они должны содержать нерастворенные частицы и газы, которые исчезают только при обжиге эмали на металлической подложке. По окончании варки расплавленную массу выливают на металлическую подставку и оставляют затвердевать в виде лепешки. Расколотая на куски эмаль поступает в продажу. Расплав эмали при условии, что быстрое охлаждение не повредит качеству эмали, можно вылить в воду, благодаря чему образуется эмалевый гранулят, который лучше поддается последующей обработке.