KR100388509B1 - 바이메탈연마휠의제조방법및그에의해얻어진연삭휠 - Google Patents

Abstract

본 발명의 방법은 400℃ 이상의 온도에 견딜 수 있는 주형 (10) 의 주위에 고내모성 재료로 된 인서트들 (16) 을 배치하고, 주형 (10) 과 인서트 (16) 를 오븐에서 예열하고, 주형 (10) 을 인서트 (16) 와 함께 오븐에서 신속히 제거하고, 이들을 회전상태로 설정되는 원심 주조기에 배치하고, 연성 주철 (18)을 주입하고 냉각후에 분리하는 단계들로 이루어진다.

Description

바이메탈 연삭휠의 제조방법 및 그에 의해 얻어진 연삭휠

보다 연성인 코어에 의해 지지되는 외측 마모층으로 구성된 연삭휠이 알려져 있다. 이 휠들은 마모층과 지지 코어를 연속주조하여 이 두 재료 사이에 금속 결합을 형성함으로써 제조된다. 이 제조방법은 금속 결합의 형성에 적합한 소수 쌍의 재료들에 대해서만 행해질 수 있다고 가정하면, 마모층과 지지 코어에 대한 재료의 선택이 제한된다. 금속 결합을 형성시키려면 양호한 주조온도의 제어와 주조작업의 완전한 동기화가 또한 요구된다.

유럽 특허 제 0,476,496 A1 호 공보는 서문에 기재된 바와 같은 방법의 실시를 통하여 연삭휠들을 제조하기 위해 인서트를 사용하는 기술을 제안하고 있다.

이 공보에 따르면, 인서트가 제 1 주형에서 별도로 주조된 다음 사형(砂型)에 배치되며, 이 사형 안에 지지 코어가 주입되어 두 개의 재료들 사이에 기계적인 접합이 형성된다. 금속 결합에 대해서와는 달리, 기계적인 결합에 대해서는 재료 선택의 관점에서 제한이 없으며, 따라서 인서트용으로 경질 합금, 예컨대, 고합금 크롬 주철 또는 임의의 다른 고내마모성 재료를 선택할 수 있고, 코어용으로 구상 흑연주철 등의 더욱 적절한 합금을 선택할 수 있다.

또한, 이 기술은, 인서트를 별도로 제조하여 제 2 주조를 위해 저장할 수 있다면, 주조능력을 배가시킬 수 있다.

그러나, 이 기술은 종종 다른 문제점들에 직면하게 된다. 제 2 주조가 사형 안으로 저온 인서트 상에 행해질 때, 인서트들은 열충격에 의해 균열을 초래할 위험이 있다. 이 위험을 방지하거나 적어도 감소시키기 위해, 인서트를 400 ~ 500℃ 로 예열할 필요가 있다. 그런데, 예열을 위해서는 대형의 가열장비를 사형에 접근시켜야 한다면, 그러한 예열을 실시하기가 용이하지 않으며, 또한 일반적으로 도달되어야 할 필요 온도에서 사형에 사용된 결합제의 파괴가 초래된다.

또한, 주조중 인서트가 이동하는 것을 방지하기 위해 인서트를 사형에 임시로 고정할 필요가 있다. 이를 위해, 파괴가능한 임시 지지체를 제공하거나, 인서트를 웨지(wedga)식으로 상호 삽입하여 볼트(vault) 효과에 의해 고정시킨다.

본 발명은 일반적으로 절두원추형 또는 원통형의 바이메탈 연삭휠의 제조방법에 관한 것으로서, 이 휠은 기계가공성 덕타일(ductile) 주철로 제조된 주조 서포트(support)를 포함하고, 그의 외면에는 고내마모성의 재료로 제조된 마모 인서트(insert)가 모선 방향으로 종방향으로 매립되어 있으며, 상기 인서트는 기계적인 접합에 의해 서포트내에 보유된다. 본 발명은 또한 이 방법으로 얻어진 연삭휠에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따라 제조된 연삭휠이 탈형(脫型)되기 전의 주형을 통한 축선방향 단면도이다.

본 발명의 목적은 공지 방법의 이점을 유지하면서 그들과 관련된 결점을 제거하거나 적어도 감소시킬 수 있는 새로운 바이메탈 연삭휠의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 400℃ 이상의 온도에 견딜 수 있는 금속 또는 임의의 다른 재료로 제조된 운반가능한 쉘로(shell)로 구성된 주형이 사용되며, 인서트들은 쉘의 표면에 배치되고, 쉘과 인서트들은 오븐에서 예열되며, 쉘은 인서트들과 함께 오븐에서 꺼내어져 그 즉시 회전상태로 세팅된 원심 주조기에 배치되고, 덕타일 주철이 주입되어, 냉각 후에 탈형(脫型)이 행해지는 것을 특징으로 하는 서문에 기재된 유형의 방법을 제공한다.

덕타일 주철은 바람직하게는 라멜라 주철 또는 구상흑연주철이며, 인서트들은 바람직하게는 고합금 크롬 주철 또는 고내마모성 재료로 제조된다.

인서트들이 쉘에 설치되기 전에 쉘에는 얇은 내화물 코팅이 제공된다.

오븐은 100 ~ 500℃ 로 예열될 수 있다.

원심 주조기는 100 ~ 600 rpm 으로 회전된다.

휠은 온도가 500℃ 정도의 값으로 떨어졌을 때 탈형될 수 있다.

이 방법은 인서트 기술에 의해 얻어지는 모든 이점 특히, 인서트들간의 기계적인 결합의 존재로 인한 이점을 유지할 수 있다. 또한, 오븐에 미리 설치되어 있는 인서트들과 함께 쉘이 배치되어 예열이 행해질 수 있다면, 운반가능한 쉘을 주형으로 사용함으로써, 인서트들을 예열하는 문제를 제거할 수 있다. 이것은 또한 예열온도를 보다 양호하게 제어할 수 있게 한다.

원심작용을 이용한 주조는, 또한 인서트 기술에 유익한 자연적인 상보성의 효과를 제공한다. 쉘의 회전에 의해 발생되는 원심력은 쉘의 벽에 대해 인서트들을 고정하고, 따라서 인서트들의 더 잘 고정되어 주조중에 움직일 위험성이 감소하도록 기여한다. 또한, 원심력의 작용하에서, 주철이 인서트들 사이의 공간을 완전해 채움으로써 주철과 인서트가 완벽하게 클램프되며, 모든 간극이 채워지기 전에 주철이 응고함에 기인한 캐비티의 형성 위험성은 없다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부도면을 참조하여 이하에 일 예로서 기재된 바람직한 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 명확해진다.

도면에 도시된 주형은 운반가능한 쉘 (10)의 형태이며, 그의 체적은 연삭휠에 대응하고, 이 경우에는 축대칭의 절두원추형으로 되어 있다. 쉘 (10) 은 중앙의 주입공 (14)을 구비한 밀폐 뚜껑 (12)을 포함한다.

제 1 단계는, 쉘을 보호하고 주조를 용이하게 하기 위해 쉘의 내측에 얇은 내화물 층을 코팅하는 것으로 이루어진다. 다음에, 도시않된 다른 주형에서 미리 주조된 인서트 (16) 가 쉘내에 배치된다. 이들 인서트 (16) 는 유럽특허 제 0 476 496 호 공보에 기재된 유형의 임의의 내마모성 재료 (예컨대, 카바이드, 세라믹 등) 또는 크롬 주철로 제조될 수 있으며, 이 경우에 인서트들은 웨지(wedge)식으로 상호 삽입되어 볼트(vault)효과에 의해 고정될 수 있다.

다음에, 쉘 (10) 은 인서트 (16) 와 함께, 사용된 재료의 성질에 따라 100 ~ 500℃ 로 예열된 오븐에 배치되어, 인서트의 열충격이 충분히 방지되는 온도로가열된다.

인서트들이 소망 온도로 가열되면, 쉘 (10) 은 오븐으로부터 꺼내어지고, 그 즉시 공지된 원심 주조기의 회전 플랫폼상에 배치된다. 이 주조기는 그의 수직축선 (화살표 A)을 중심으로 100 ~ 600 rpm 으로 회전되어 쉘을 인서트와 함께 회전 시킨다. 쉘 (10) 이 회전하는 동안, 연삭 휠 지지용 재료, 예컨대, 라멜라 주철 또는 구상흑연주철이 주입공 (14)을 통해 주입된다. 원심력의 영향하에서, 주철은 인서트 (16) 들 위에 절두원추형 층의 형태로 퍼져서 이들 사이의 모든 간극을 채운다. 이 주조 후에, 그 어셈블리(assembly)는 냉각되고, 500℃ 정도의 온도에서 탈형(脫型) 작업이 행해진다. 이렇게 제조된 휠은, 축선방향의 절두원추형 보어(bore)를 포함함으로써, 마무리 기계가공 후에 수축 끼워맞춤에 의해 지지 허브(hub)에 고정될 수 있다.

Claims (7)

1. 기계가공성 덕타일 주철로 제조된 주조 서포트(support)를 포함하고, 그의 외면에는 고내마모성의 재료로 제조된 마모 인서트가 모선 방향으로 종방향으로 매립되어 있으며, 상기 인서트는 기계적인 접합에 의해 상기 주조 서포트내에 보유되는, 일반적으로 절두원추형 또는 원통형의 바이메탈 연삭휠의 제조방법에 있어서,

   400℃ 이상의 온도에 견딜 수 있는 금속 또는 임의의 다른 재료로 제조된 운반가능한 쉘 (10) 로 구성된 주형이 사용되며, 인서트 (16) 들이 쉘 (10) 의 표면에 배치되고, 상기 쉘 (10) 과 인서트 (16) 들은 인서트 (16) 들이 덕타일 주철 (18) 의 주조로부터 열충격을 받지 않은 소정온도 이상으로 오븐에서 예열된 후, 상기 쉘 (10) 은 인서트 (16) 들과 함께 상기 오븐에서 꺼내어져, 상기 인서트(16)들의 온도가 상기 소정온도 미만으로 저하되기 전에 회전상태로 세팅된 원심 주조기에 배치되고, 덕타일 주철 (18) 이 주입되어, 냉각 후에 탈형(脫型)이 이루어지는 것을 특징으로 하는 바이메탈 연삭휠의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 덕타일 주철은 라멜라 또는 구상흑연주철인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 인서트들은 고합금 크롬 주철 또는 임의의 다른 고내마모성 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 인서트 (16) 들이 설치되기 전에 얇은 내화물 코팅이 상기 쉘에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉘과 인서트들은 100 ~ 500℃ 의 오븐에서 예열되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 원심 주조기는 100 ~ 600 rpm 으로 회전하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 탈형(脫型)은 500℃ 정도의 온도에서 행해지는 것을 특징으로 하는 방법.

Images