DE2236706A1 - Verfahren zur Herstellung einer Extruderschnecke - Google Patents

Description

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TEL. (0611) 53 0211 TEtEX: 5-24 303 topat

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PATENTANWÄLTE

München: Frankfurt/M.:

Dipl.-Chem. Dr. D. Thomson DIpI. - Ing. W. WelnkatHf

Dipl.-Ing. H. Tledtke (Fuchshohl 71)

Dipl.-Ch.em. G. Bühling
Dipl.-Ing. R. Kinne
Dlpl.-Chem. Dr. U. Eggere

8000 MUnchen 2

Kalser-Ludwlg-Platz 6 26. Juli 1972

Imperial Chemical Industries Limited
. London, Großbritannien

Verfahren zur Herstellung einer Extruderschnecke

Die Erfindung bezieht sich auf Schneckenextruder für das kontinuierliche Extrudieren von thermoplastischen polymeren Materialien, und insbesondere auf ein Verfahren für die Herstellung von Schnecken zur Verwendung bei solchen Extrudern.

Ein Schneckenextruder ist in seiner Wirkung eine stoßfreie Pumpe, die eine thermisch homogene Schmelze mit einer gleichförmig hohen Rate liefert, und wird vielfach in der Kunststoff Industrie bei Herstellung von Filmen, Monofilamenten, Kabeln, Röhren, Stangen und überzügen aus thermoplastischem polymeren Materialien verwendet. Ein Schneckenextruder besitzt im Mündliche Abrtden, Insbeiondtra durch tnlefon, bedürfen Schriftlicher Boititlqung 2UJUUb/ 11·)/ (Mliht*i»n) KIo Hafl/I Or»»dnet Uink (Mümrmn) KIn

wesentlichen eine drehbare Schnecke, die in einer sie eng umschließenden, erwärmten zylindrischen Trommel untergebracht ist, der polymeres Material gewöhnlich in Granulatform aus einem Trich ter zugeführt wird. Durch Drehen der Schnecke wird das polymere

Material entlang der Trommel gefördert, wo die Körner unter dem Einfluß der von der erhitzten Trommel übertragenen thermischen Energie schmelzen und koagulieren, die durch die Reibungswärme unterstützt wird, welche bei der Bewegung der Schnecke erzeugt wird; die sich ergebende plastifizierte Schmelze wird dann durch eine geeignete Düsenöffnung ausgespritzt.

Von größter Wichtigkeit für den wirkungsvollen satz des Extruders ist die Schnecke, die hohen Trosions- und Druckkräften widerstehen muß, die ferner widerstandsfähig sein muß gegen vergleichsweise hohe Temperaturen und häufig gegenkorrosive Nebenprodukte, und die in engen Toleranzgrenzen für die Abmessung gefertigt werden muß, um adäquate und gleichförmige Extrudierungsergebnisse zu erhalten.

Bisher wurden Schnecken im wesentlichen durch mechanische Bearbeitungsvorgänge hergestellt; eine typische Folge von Bearbeitungsvorgängen ist: Auswahl eines Schmiedestücks geeigneter Abmessung und Stahlgehalts, Testen des Schmiedestücks zur Gewährleistung der Freiheit von Strukturfehlern, Formung eines geeigneten Schneckengangmusters auf dem Schmiedestück durch einen vorläufigen Walzvorgang, maschinelle Herausarbeitung der Schnecke auf einer Drehbank, Oberflächenhärtung der abgedrehten Schnecke mit Hilfe geeigneter Wärmebehandlung

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und schließlich Schleifen und Polieren der Schnecke zur Erzielung einer geeigneten Oberflächenfeinheit. Die Herstellung einer Schnecke ist daher außerordentlich kostspielig und erfordert eine lange Reihe von Arbeitsvorgängen, die die Anwendung erheblicher Erfahrung in jeder Stufe des Verfahrens erfordern. Darüber hinaus muß die Schnecke in richtiger Weise während der mechanischen Bearbeitung gestützt werden, um zu gewährleisten, daß die Linearität der fertigen Schnecke sich innerhalb zulässiger Toleranzen bewegt.

Es wurde ein relativ einfaches und schnelles Verfahren entwickelt, das die Herstellung von Schnecken erleichtert.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Bildung einer Extruderschneckftf-vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Oberfläche eines metallischen Stabes mit im wesentlichen Kreisquerschnitt eine Widerstandsmaske in der dem Schultermuster der Schnecke entsprechenden Gestalt aufbringt und dann den maskierten Stab als Anode der Wirkung einer' elektrolytischen Auflösung mittels Durchgang elektrischen Stroms aussetzt.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Extruderschnecke, sofern sie durch das vorgenannte Verfahren hergestellt worden ist.

Für die Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann jeglicher herkömmlicher Stahl benutzt werden, wie er

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gemeinhin bei der Herstellung von Extruderschnecken Anwendung findet. So kann Weichstahl, schwachlegierter Stahl oder unlegierter Stahl verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet für die Herstellung von Schnecken aus Legierungen, die besonders hart sind und nicht ohne weiteres maschinell bearbeitet werden können, z. B. Legierungen auf der Basis von Eisen, Kobalt oder Nickel mit einer Vickers-Härte, - gemessen nach dem britischen Standard Nr. Ί27 aus 196I von wenigstens ^5O. Für Schnecken, die beim Extrudieren von glasgefüllten Polyamiden verwendet werden, wurde festgestellt, daß " Stellite", eine Legierung auf Kobalt-Chrom-Basis,besonders geeignet ist. Es wird vorgezogen, nicht die sogenannten "leichtbearbeitbaren¹¹ Stähle zu verwenden, die gewöhnlich einen relativ hohen Gehalt an Schwefel haben, von dem zumindest ein Teil als Schwefelwasserstoff frei gesetzt wird, wenn er dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgesetzt wird.

Beim Formen von Schnecken nach der Erfindung wird der elektrische Strom durch die elektrolytische Lösung von einer Kathode zu der Anode geführt, wobei die Kathode gute elektrische Leitfähigkeit haben soll und gegen chemische Erosion durch die elektrolytische Lösung widerstandsfähig sein soll. Kathoden aus rostfreiem Stahl erwiesen sich als besonders geeignet.

Das Abdecken des Schultermusters der Schnecke wird z.B. in der Weise vorgenommen, daß man ein abdeckendes Band in einem Schraubenmuster über die Oberfläche des Metallstabs wickelt. Alternativ und bevorzugt wird ein Lack, Wachs, oder

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ein anderes Sperrmaterial in geeignetem Muster mit Hilfe von Schablonen-, Bürsten-, Tauch-, Sprüh-, oder Siebdruck-Techniken aufgebracht. Im Bedarfsfalle kann auf den Stab eine photowiderstandsfähige Beschichtung aufgebracht und der Bestrahlung durch ein photographisches Hauptnegativ ausfpsetzt werden,um bestimmte Bereiche der Beschichtung zu härten. Als weitere Alternative kann die Gesamtoberfläche des Stabs mit einem Abdeckmaterial oder Maskenmaterial beschichtet werden, von dem ausgewählte Bereiche nachträglich entfernt werden, z, B. durch maschinelle Bearbeitung, um das erwünschte Muster freizulegen.

Zur Gewährleistung der Freiheit von Oberflächendeffekten auf den Schultern oder Windungen der Schnecke ist es erwünscht, daß die Oberfläche des Metallstabs gründlich gesäubert wird, um alle Spuren von öl, Fett oder anderen Verschmutzungen zu beseitigen, und zwar bevor die Widerstandsmaske aufgebracht wird. Dieses Reinigen wird zweckmäßig durch Eintauchen des Stabs in ein geeignetes Lösungsmittel bewirkt und es kann im Bedarfsfall die Oberfläche des Stabs nachfolgend abgerieben oder abgeschliffen werden, um eine frische Oberfläche zu erhalten, auf der die Widerstandsmaske verankert werden kann. Einige Schichten der Widerstandsmaske können auf den Stab in Aufeinanderfolge aufgebracht werden, um das Auftreten von Löchern oder Sprüngen und Blasen in der Widerstandsmaske auf ein Minimum zu reduzieren.

Elektrolytische Lösungen von Säuren oder Salzen sind zur Verwendung beim Ätzverfahren nach der Erfindung geeignet.

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So können z.B. Lösungen der Salze von /. kalimetallen wie Halogenen, Nitriden und Nitraten von Natrium oder Kalium benutzt werden. Es wurde festgestellt, daß eine wässrige Lösung von Natriumchlorid zusammen mit genügend Salzsäure zur Verhinderung beachtlicher Ausfällung von an der Anode gelöstem Metall besonders befriedigend für das Ätzen zahlreicher Legierungen ist. Vorteilhaft wird eine Natriumchloridmenge von 1 bis 10 Gew.-Ji, vorzugsweise 5 Oew.-Ϊ der Lösung verwendet. Obwohl größere Mengen an Salzsäure verwendet werden können, wird zur Minderung übermäßiger Rauchbildung der Lösung vorgezogen, daß die Menge an Salzsäure nicht 10 Gew.-JS der Lösung übersteigt und vorzugsweise im Dereich von 2 bis Ί Gew.-% liegt.

Die Berührung zwischen Elektrolyt und Anode wird zweckmäßig dadurch herbeigeführt, daß man die Anode in ein Bad aus der elektrolytischen Lösung einhängt, so daß wenigstens die Teile der Anode weggeätzt werden, die in die Lösung eingetaucht sind. Die Anode kann von einer einfachen Stütze

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herabgehängt werden, so daß sie vertikal nach unten in die Lösung ragt, wobei die Notwendigkeit für eine komplexe Stützeinrichtung bekannter Art wegfällt, wie sie notwendig ist, um lineares Verziehen der Schnecke bei Anwendung mechanischer Bearbeitung i:u vermeiden. Alternativ kann die Anode in einen rohrförmigen Behälter gehängt oder von einem solchen getragen werden, durch den die elektrolytische Löeung gepumpt wird; diese Anordnung ist insbesondere vorteilhaft, wenn es erwünscht ist, eine Filtereinheit in das System einzubauen, um pulverförmiges Metall und andere Verunreinigungen, die bei der elek-

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trochemiechen Reaktion freigesetzt worden sind, aus dem System zu entfernen.

Beim Ätzvorgang nach der Erfindung kann elektrische Energie in Form eines Wechselstroms zugeliefert werden; für effizienten Betrieb wird vorteilhaft ein Gleichstrom niedriger Spannung benutzt - z. B. von 5 bis 20 Volt. Die Stromstärke des Stroms liegt zweckmäßig im Bereich von 10 bis 30000 Ampere oder höher, wobei die höheren Stromstärken die Ätzzeit bei der Schneckenherstellung vermindern und für das Ätzen von Stäben mit großer Oberfläche geeignet sind.

Obwohl elektrische Speicherbatterien als Quelle für elektrische Energie verwendet werden können, wird es bevorzugt, daß eine geeignete gleichgerichtete Starkstromquelle benutzt wird. Alternativ kann ein Umlaufgenerator verwendet werden, und es wurde festgestellt, daß ein Bogenschweißgenerator besonders geeignet ist, der einen Gleichstrom mit einer Stromstärke liefern kann, die in einem solchen Bereich liegt, daß die Stromstärke an der Anode im Bereich von 0,5 bis 5 Ampere pro cm liegt. · -

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar bei der Herstellung von Ganzwindungsschnecken, d. h. von Schnecken, die Windungen oder Gänge über ihre ganze Länge haben. Diese Windungen können konstante Steigung haben -gewöhnlich gleich dem Schneckendurchmesser -; durch bloßes Ändern des Abdeckmusters, wie es an dem ungeätzten Metallstab vorgesehen wird, können

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Schnecken mit variierender Steigung entlang der Schneckenlänge ohne Schwierigkeit erfindungsgemäß hergestellt werden. Schnek- ken mit unterbrochenen Gängen können ebenfalls ohne Schwierigkeit durch das elektrochemische Ätzen gebildet werden. So kann beispielsweise eine Schnecke mit einem geriffelten Mischabschnitt zwischen den Enden der Schnecke versehen werden, indem man ein Muster von axial verlaufenden Abdeckstreifen oder Maskenstreifen an einer geeigneten Zone des ungeätzten Stabs anbringt, oder es kann eine Zone des Stabs über die gesamte Umfangefläche abgedeckt werden, um eine Komprimierungezone in der fertigen Schnecke zu erhalten.

Der Wurzeldurchmesser an Zonen entlang der Länge der Schnecke kann durch Variieren der Zeit gesteuert werden, für die die jeweiligen Jonen der Wirkung des elektrischen Stroms in der elektrolytischen Lösung ausgesetzt werden. So können Schnecken, die einen entlang der Schneckenlänge variierenden Wurzeldurchmesser haben, durch progressives Herausziehen der Anode aus der elektrolytischen Lösung erzeugt werden, in die die Anode eingetaucht ist. So wird beispielsweise ein abgeschrägter Wurzeldurchmesser dadurch erhalten, daß man die Anode mit einer im wesentlichen konstanten Rate herauszieht, während eine plötzliche Vergrößerung des Wurzeldurchmessers - beispielsweise bei einer Schnecke derjenigen Bauart, wie sie für das Extrudieren von Polyamiden erforderlich ist - dadurch erhalten.wird, daß man schnell die Zone der Schnecke aus der elektrolytischen Lösung herauszieht, die den für die Kompressionszone der Schnecke erwünschten Durchmesser erhalten hat, während die verbleibende

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Schneckenlänge weiterhin in Berührung mit der Lösung bleibt, bis der erwünschte Wurzeldurchmesser für den Förderabschnitt der Schnecke erhalten wird. Alternativ wird eine Schnecke der letzteren Art dadurch erhalten, daß man zunächst lediglich die Zone der Schnecke ätzt, für die ein kleiner Wurzeldurchmesser erforderlich ist und dann anschließend die gesamte Windungszone der Schnecke ätzt, um dadurch eine Schnecke mit einem weichen Profil zu erhalten. Andere Schneckenprofile¹ können selbstverständlich ohne Schwierigkeit durch geeignete Variierung des Abdeckmusters und/oder des HerausziehVorgangs erhalten werden.

Die Kontrolle oder Steuerung des Wurzeldurchmessers kann man auch durch Variieren" der Stromdichte an Zonen entlang der Länge der Anode vornehmen, beispielsweise dadurch, daß man rund um eine spezifische Zone oder um spezifische Zonen der Kathode eine isolierte Hülse oder isolierte Hülsen anordnet und in geeigneter Weise die Lage jeder Hülse im Laufe des Ätz-

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Vorgangs variiert und dadurch die Stromdichte an der Anode in

geeigneter Weise beeinflußt.

Am Antriebsende der Schnecke wird durch geeignetes Maskieren des Endab.schnitts des Stabs vor dem Ätzen ein Keilnutensystem oder ein Keilnutenschaft für Eingriff in den Extruderantrieb im Laufe des Ätzverfahren^ ohne Schwierigkeit vorgesehen.

Obwohl man bei der Bildung einer Extruderschnecke aus 2098 86/1197

Stahl mit Hilfe des erfindungsgemäßen " rfahrens erwarten könnte, daß eine gewisse Unterschneidun_w ^der Erosion des Metalls von den Bereichen unmittelbar unterhalb der schützenden Maske oder Abdeckung auftritt, wurde festgestellt, daß ziemlich überraschend das Kantenprofil der sich ergebenden Schneckenwindungen praktisch"quadratisch"ist, d. h. Elemente gegenüberliegender Schneckenwindungen liegen in Ebenen im wesentlichen normal zur Längsachse der Schnecke und können selbst einen geeigneten Wurzelradius zeigen, d. h. eine leichte Konkavkrümmung am Anschluß der Windung an der Wurzel der Schnecke. In Praxis sollte die Breite der ursprünglichen Maskierung oder Abdeckung etwas größer als diejenige der erwünschten Schulter der endgültigen Schnecke sein.

Elektrochemische Bearbeitungsverfahren haben bisher geeignet gestaltete Kathoden verwendet, wobei die Gestalt der Kathode beim Ätzvorgang auf die Anode übertragen wurde. Die Verwendung einer spezifisch gestalteten Kathode ist bei dem er-

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findungsgemäßen Verfahren nicht notwendig, so daß Stabkathoden mit Kreisquerschnitt, Quadratquerschnitt, polygonalem Querschnitt oder anderen Querschnittsgestaltungen vollständig ausreichend sind Selbstverständlich können auch Mehrfachkathoden verwendet werden, um eine gleichförmige Stromverteilung in der elektrolytischen Ätzlösung zu erhalten. Auch kann eine rohrförmige Kathode verwendet werden, in der sich die Anode während der Reaktion befindet. Gleichförmige Ätzung kann außerdem im Bedarfsfall durch Rotieren der Anode in der elektrolytischen Lösung erleichtert werden.

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Nach Beenden des Ätzvorgangs wird die Widerstandsmaske von den Schultern der Extruderwindungen durch irgendein geeignetes Verfahren, z.B. durch Schmelzen, maschinelle Abbearbeitung oder durch Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Extruderschnecken können herkömmlichen Schleif- und Polierbehandlungen unterzogen werden, um die Oberflächenfeinheit der Schnecke im Bedarfsfall zu verbessern oder zu ändern, obwohl dies nicht in allen Fällen notwendig ist.

Die Erfindung liefert ein Verfahren, mit dem schneller als mit den herkömmlichen maschinellen Bearbeitungsverfahren Extruderschnecken hergestellt werden können, und gestattet einen weiten Bereich von ohne Schwierigkeit herstellbaren Schneckenprofilen, wobei die Notwendigkeit für die starre Stützung des Schneckenrohlings während des Formvorgangs beseitigt ist; ferner ermöglicht die Erfindung die Verwendung extrem harter Materialien, wobei die Notwendigkeit der Oberflächenhärtung mittels geeigneter Verfahren mit der damit verbundenen Gefahr thermischer Deformation der endgültigen Schnitte beseitigt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläuterts

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Beispiel 1

Ein Stab aus einer 3 %-Chrom-Stahllegierung mit einer Länge von 355 mm und einem Durchmesser von 19,05 mm wurde mit einem Polyvinylchloridabdeckband umwickelt, um auf diese Weise ein schraubenförmiges Muster auf der Oberfläche des Stabs freizuhalten, das einer Schneckenwindung mit einer Schulterbreite von etwa 3,17 mm entsprach. Auf der Oberfläche des umwickelten Stabs wurde dann eine elektrisch isolierende chlorierte Kautschukfarbe aufgebürstet und es wurde vor dem endgültigen Trocknen der Farbe das Abdeckband vorsichtig abgewickelt, um eine dem Schultermuster der Schnecke entsprechende ununterbrochende Farbabdeckung zu belassen.

Der mit Farbanstrich versehene Stab (nach dem Trocknen des Anstrichmusters) wurde als Anode verwendet, und zwar zusammen mit einer 18/8 Rostfreistahl-Stabkathode gleicher Abmessung, und zwar innerhalb eines Elektrolytbads, das aus einer wässrigen Lösung von Natriumchlorid (7 % Gewicht/Volumen) mit einem Oehalt von 2 Volumen-!? Salzsäure bestand; es wurde ein Strom von 80 Ampere bei 10 Volt von einem Schweißgenerators durch die Elektroden geschickt.

Beim Ätzvorgang war die Anode anfänglich für 20 Minuten auf eine Tiefe von 228 mm in den Elektrolyten eingetaucht und wurde dann allmählich für die nächsten 20 Minuten um 50 mm herausgezogen und wurde schließlich für weitere 30 Minuten auf eine Tiefe von 305 mm eingetaucht, um eine Schnecke zu erhalten,

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die eine Windungszone mit einer Länge von 305 mm besaß und aus einer Förderzone mit einer Länge von 178 und einer Windungstiefe von 1,65 mm und eine Komprimierungszone mit einer Länge von 77 mm und einer Windungstiefe von 0,63 mm aufwies, wobei die PÖrderzone und Komprimierungszone durch eine etwa 50 mm lange, sich allmählich verjüngende Wurzel getrennt waren«

Nach dem Entfernen des Anstrichs von den,Spitzen der Windungen wurde die Schnecke nitriert und poliert und hatte geeignete Qualität zur Verwendung in einem Extruder.

Beispiel 2

Dieses Beispiel verdeutlicht die Herstellung einer Schnecke mit ein$m exzentrischen Wurzeldurchmesser zur Unterstützung der Vermischung von polymeren Materialien während dem Extrudieren.

Es wurde ein ^MSilber"-Stahlstab, der einen Durchmesser von 19 mm hatte und 1 Gew.-Ji Kohlenstoff enthielt, über eine Länge von 280 mm mit einer chlorierten Kautschukfarbe abgedeckt, die auf die Oberfläche des Stabs in einem Spiralmueter oder Schraubenmuster mit einer Steigung von 51 mm aufge- _; bracht wurde; wobei die Schulter- oder Stegabmessung des Musters '. angenähert 3,17 mm betrug.

Der abgedeckte Bereich des Stabs wurde als Anode in ein Elektrolytbad eingetaucht, das aus einer wässrigen Lösung

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mit 5 Qevf.-Ϊ Natriumchlorid und k Gew.-Ϊ Salzsäure bestand, und zwar zusammen mit einer Rohrkathode aus austenitischen rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 51 nun, wobei die Kathode parallel zum Stab und etwa 32 mm im Abstand von diesem angeordnet wurde. Im Abstand von dem abgedeckten Stab wurde auf der der Kathode gegenüberliegenden Seite eine zusätzliche Anode in Form eines Silberstahlstabs mit einem Durchmesser von 19 mm angeordnet, und zwar parallel zum Stab und in einem Abstand von diesem von 51 mm.

An die Elektroden wurde für 1 1/Ί Stunden ein Strom von 80 Ampere und 10 Volt angelegt, wobei die Stromdichte an der Anode 2 amp/cm betrug und die Temperatur des Elektrolytbads von 25⁰C auf 60⁰C anstieg.

Die sich ergebende Schnecke hatte nach der Behandlung und nach dem Polieren gemäß Beispiel 1 eine Oangtiefe von 0,51 nun auf der der zusätzlichen Anode zugewandten Seite und eine Oangtiefe von 0,89 mm auf der diametral entgegengesetzten Seite, wobei die Stegabmessung oder Qangbreite angenähert 2,Ί mm betrug.

Beispiel 3

Dieses Beispiel bezieht sich auf die Herstellung einer Schnecke, deren Wurzeldurchmesser entlang der Schnekkenlänge variiert.

Es wurde eine Stabanode aus demselben Material und 209886/ 1 197

denselben Abmessungen über eine Länge von 280 mm mit chlorierter Kautschukfarbe bedeckt und in ein elektrolytisches Bad derselben Zusammensetzung wie im Beispiel 2 eingehängt, Parallel zum Anode und im Abstand von dieser von 76 mm wurde eine Rohrkathode aus austenitisehern rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von 51 mm angeordnet. '

Die Anode wurde anfänglich in den Elektrolyten auf eine Tiefe von 101 mm eingetaucht und es wurde ein Strom von 80 Ampere und 10 Volt zwischen den Elektroden für eine Zeitspanne von 0,5 Stunden hindurehgeführt_s wobei die Stromdichte an der Anode 2 amp/cm betrug. Während dieser Periode führte der Temperaturanstieg im Elektrolytbad von ursprünglich 25°C zu einem Niveauanstieg um etwa 38 mm.

Die abgedeckte Länge der Anode wurde dann vollständig in das Elektrolytbad eingetaucht und es wurde derselbe Strom für eine Zeitspanne von 1 Stunde, hindurchgeführt_β wobei die Temperatur des Elektrolyten am Ende dieser Periode 70⁰C betrug.

Die erhaltene Schnecke wurde gesäubert und poliert

und hatte eine Windungstiefe von o,63 mm und eine Windungsbreite von 2,4 mm über 152 mm ihrer Länge, wobei diese Abmessungen allmäh lich über eine übergangszone mit einer Länge von 38 mm zu einer Windungstiefe von 1,5 mm und einer Windungsbreite von '1,6 mm wechselten, wobei die Übergangszone von der Schraubenlänge gebildet wurde,die nachfolgend 'dumb, den Anstieg des Elektrolytbadpegels

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rend des anfänglichen Atzvorgange von 0,5 Stunden eingetaucht wurde.

Beispiel H

Dieses Beispiel verdeutlicht die Herstellung einer Schnecke mit einer gleichförmigen Windungstiefe über ihre Länge.

Es wurde eine Stabanode aus unlegiertem Stahl (BS 97O-En3) mit einem Durchmesser von 51 mm über eine Länge von 330 mm mit "Lacomit" bedeckt, d. h. einer polymeren Abdeckverbindung, wobei die Abdeckung in einem Schraubenmuster einer Steigung von 63 mm aufgebracht wurde und die wjndungsbreite oder Schulterbreite des Musters 6,3 mm betrug.

Es wurde eine Mehrfach-Korbkathode verwendet, die aus vier Stahlstreifen aus austenitischem rostfreiem Stahl bestand, die jeweils eine Breite von 25 mm hatten und vertikal parallel zueinander angeordnet waren und an der Basis auf einem Teilkreisdurchmesser von 178 mm vereinigt waren; diese Kathode wurde in Elektrolytbad eingetaucht, das aus einer wässrigen Lösung aus 9 Gew.-$ Natriumchlorid un Salzsäure in einer Menge von 1 Gew.-Ϊ der Lösung enthielt. Die Basis der Korbelektrode wurde durch eine Polyäthylenterephthalatscheibe mit einem Durchmesser von 165 mm überdeckt, um gleichförmige Stromverteilung zu gewährleisten, wobei die abgedeckte Anode zentral in den Korb gesetzt wurde.

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Ein Strom, der zwischen 250 bis 280 Ampere variierte, wurde zwischen den Elektroden für eine Zeitspanne von 9 Stunden hindurchgeschickt, wobei die Stromdichte an der Anode angenähert 0,5 amp/cm betrug und die Temperatur des Elektrolyten von 25⁰C auf 80⁰C anstieg.

Die sich ergebende gereinigte und polierte Schnecke hatte eine gleichförmige Windungstiefe von 2,3 mm und eine Windungsbreite von 3,2 mm.

Beispiel 5

Es wurde das Verfahren nach Beispiel 4 wiederholt, wobei die Breite der Abdeckung 12,7 mm betrug und der Strom für eine Zeitspanne von 8 Stunden hindurchgeführt wurde.

Die sich ergebende gesäuberte und gereinigte Schnecke hatte eine gleichförmige Windungstiefe von 4,6 mm und eine Windungsbreite von 6,3 mm.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Extruderschnecke, dadurch gekennzeichnet, daß man auf der Oberfläche eines metallischen Stabs mit im wesentlichen Kreisquerschnitt eine Widerstandsmaske in einer dem Schultermuster der Schnecke entsprechenden Gestalt aufbringt und den abgedeckten oder maskierten Stab als Anode der Wirkung einer elektrolytischen Lösung aussetzt, durch die ein elektrischer Strom geschickt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Lösung eine Lösung aus einem Salz eines Alkalimetalle ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Lösung eine wässrige Lösung ist, die 1 bie 10, vorzugsweise 5 Gew.-ii Natriumchlorid der Lösung enthält.

-ι

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Lösung bis zu 10, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-Ji der Lösung an Salzsäure enthält.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Qleichstrom niedriger Spannung angewendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom von 10 bis 30000 Ampere bei einer Spannung von

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5 bis 20 Volt angewendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6_S dadurch gekennzeichnet, daß ein Gleichstrom angewendet wird, der an der Anode

2 eine Stromdichte von 0,5 bis 5 Ampere pro cm aufrechterhält.

8. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzel- oder Fußdurchmesser an Zonen entlang der Schnecke durch Variieren der Zeit gesteuert wird, für die die jeweiligen Zonen der Wirkung des elektrischen Stroms in der elektrolytisehen Lösung ausgesetst sind.

9. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,! bis.,-!, dadurch gekennzeichnet, daß der Wurzeldurchmesser der Schnecke durch Variieren der Stromdichte an Zonen entlang der Länge der Anode gesteuert wird.

10. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsmaske ein chlorierter¹ Parbanstrich ist.

11. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode eine metallische Legierung mit einer Vickers-Härte - gemessen entsprechend britischem Standard Nr. 427 von 1961 - von wenigstens Ί50 ist.

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