164307. lajstromszámú szabadalom • Eljárás finom kristályos csizolóanyag előállítására
5 164307 6 suk a csiszolóanyagtól nehézkes volt és egyáltalán nem volt tökéletes, ezen felül a csiszolóanyag vassal szennyeződött. 3. kísérlet 5 950 kg olvadékot, amely 95,2% Al2 )0 3 -ot, 0,7% Si02 -ot, 0,1% Fe 2 0 3 -ot és 3% Ti0 2 -ot tartalmazott egy 1,6 m átmérőjű, 0,56 m mélységű és 600 liter térfogatú öntőformába öntöttünk, io amelyet előzőleg 2800 kg 50 mm átmérőjű acélgolyóval töltöttünk meg. A folyadéksugár megtörésére és elosztására az acélgolyók fölött a csiszolóanyaggal azonos összetételű, 30-70 mm méretű hűtőblokkokból álló összefüggő ágyat is helyeztünk el. Az olvadék megszilárdulása után kapott anyagot víz rápermetezésével hűtöttük le. Az öntvényen repedések keletkeztek, és az öntvény 200—300 mm nagyságú tömbökre tört szét 1 m magasból leejtve. A tömböket ezután az 20 előző kísérlethez hasonló módon dolgoztuk fel, és a golyókat károsítatlan állapotban nyertük vissza. Az így kapott csiszolóanyag keménységi indexe 97% volt az előbbi módszer szerint meghatározva. 25 Közelebbről tanulmányoztuk azokat az elméleti összefüggéseket Ül. szabályokat, amelyek alapján a megszilárdítandó anyag tulajdonságainak és az eljárás körülményeinek figyelembevételével kiválaszthatjuk a megfelelő anyagot a hűtőblokkok- 30 hoz. Az említett vizsgálatok során az alábbi eredményeket kaptuk: A hűtőblokkok anyagának megfelelő tulajdonságokkal kell rendelkeznie, és hővezetési együtthatója (Ls), hőkapacitása (Cs), olvadáspontja (tfs) 35 és térfogatsúlya (Ds), valamint a megszilárdítandó folyadék hasonló jellemzői között, mely utóbbiakat rendre Ll, Cl, tfl, Dl rövidítésekkel jelölünk, bizonyos összefüggéseknek kell fennállniuk. 40 A csiszolóanyag és a fém érintkezési felületénél mért kontakt hőmérsékletnek a fém olvadáspontjánál (tfs) kisebbnek kell lennie. A hűtőblokkra érkező első folyadékréteg hőmérsékletét (te) alábbi ismert képlettel fejezzük ki: ti. Al + ts. As tc= — Al+As ahol (ti) és (ts) az olvadék ül. a hűtőblokk hőmérséklete az érintkezés előtt és Al = VL1 • Cl • Dl és As = VLs • Cs • Ds ez utóbbi értékeket a kezdeti állapotra értve. Az Al-t és As-t hőelvonási együtthatónak nevezzük. A tapasztalat azt mutatja, hogy ha tc<tfs, ez nem elegendő ahhoz, hogy a fém ne olvadjon meg az első érintkezéstől, mert az öntőnyflás hatására utólagos felmelegedés lép fel, különösen azokon a hűtőblokkokon, amelyek az öntőnyílás alatt helyezkednek el. Az előbbi egyenlőtlenséget ezért az alábbiak szerint kell módosítani: tc<tfs—k, ahol k egy a jelenlegi elméleti ismereteink, különösen a csiszolóanyagolvadék nagy hőmérsékletekhez tartozó viszkozitására vonatkozó ismereteink szerint meg nem határozható állandó. Értékét empirikus alapon 700 C°-ban rögzíthetjük abban az esetben, ha a csiszolóanyag túlnyomórészt korundból vagy egy ahhoz hasonló anyagból áll. így a fentieket figyelembevéve az alábbi összefüggésnek kell fennállnia: tc<tfs—k, amiből az alábbi egyenlőtlenség következik: tfs >• [Al(tl + k) + As(ts + k)] [Al + As] Azok az adatok, amelyekből Al és As értékeit kiszámíthatjuk, gyakran nem ismeretesek pontosan, és ugyanezt mondhatjuk változásukra is a hőmérséklet függvényében. Az előbbiek szemléltetésére az alábbi táblázatban néhány adatot közlünk néhány kiindulási anyagra vonatkozóan. Acél öntöttvas Nikkel Wolfram f^^\ Karborundum Korund 25C°-on 18C°-on 18C°-on 2°£Zn) 18C°-on 2000C°-on 20 C -on Hővezetőképesség L Kcal/m/h/C0 Hőkapacitás C Kcal/kg/C° Térfogatsúly D kg/dm2 Hőolvadási együttható A 71 0,10 7,8 7,4 91 0,11 8,9 8,5 225 0,03 19,3 11 165 8,9 11 0,035 0,09 0,15 2,5 0,12 7,4 0,3 4,0 3,0 A táblázatból látható, hogy abban az esetben, 1350C°-nál, a nikkel esetén 1300C°-nál, wolfram ha tl = 2050C° és tc = 80C°, ämi megfelel a esetén 1200C°-nál, sárgaréz ecetén 1200C°-nál és korund olvasztásánál szokásos körülményeknek, az karborundum esetén 2700 C°-nál kellene magaolvadáspontnak acél vagy öntöttvas esetén 65 sabbnak lennie. így az öntöttvas és a sárgaréz 3
