雙合金螺桿機筒相關材料的應用和作用

2022-12-11 03:54:05 字數 2436 閱讀 3591

螺桿與料筒是塑料機械的核心部件,被廣泛用於注射成型、擠出成型、吹塑成型、填充與增強、塑料著色以及塑料合金的製造等諸多方面。其中,螺桿與料筒的結構對於提高塑機產量、改進塑料製品質量具有關鍵性作用,而螺桿與料筒間的配合精度對於塑機產量及塑料製品質量,也具有極其重大的影響。由於在塑料機械的執行過程中,螺桿與料筒之間以及螺桿、料筒與塑料之間處於強烈的摩擦狀態,磨損效應使得螺桿與料筒的配合精度不斷下降,從而逐步導致塑機效能下降,最終喪失使用功能。

因而長期以來,人們不斷地尋求適合製造螺桿與料筒的高耐磨材料,螺桿與料筒初期所使用的碳鋼等材料基本上均已退出了歷史舞台,現在大量使用的是耐磨性好的氮化鋼類合金;近期,耐磨效能突出、**較為低廉的雙合金材料又初露頭角,進入螺桿與料筒的製造 、修復領域,並在實際應用中表現出上佳的效果。然而,雙合金材料的螺桿與料筒,至今尚未為業內眾多朋友了解與重視。本文將結合實際使用案例,介紹雙合金材料及其在螺桿與料筒的製造、修復領域中應用的基本情況,希望對雙合金材料在塑機螺桿與料筒的製造及修復領域中的應用,能夠起到積極的推動作用。

1 雙合金材料

雙合金材料是在普通鋼材或者低合金鋼的表面上,復合一層1.0-3.0mm厚的高耐磨合金

而得到的材料。該高耐磨合金,可以是鐵一鎳一硼,鎳一鈷一鉻一硼,或者鐵一鉻一鎳一硼+碳化物等等。在復合上合金層以後,雙合金材料的表面不僅具有優良的耐磨性,而且具有很好的耐腐蝕性,是塑料成型裝置製造中(特別是在螺桿、料筒的製造與修復中)的一種十分有用的材料。

雙合金材料在國外工業發達國家已得到了較為廣泛的應用,取得了優良的業績,而國內東莞華鴻塑料機械廠也已掌握了該技術,並將其成功地應用到了生產中,取得了良好的效果。現將有關雙合金材料的基本情況介紹如下。

2 雙合金螺桿與料筒的製造

雙合金料筒的製造:先制得同料筒尺寸相適應的無縫鋼管(內徑略大於料筒成品的內徑),通過離心澆鑄的方法,使管子的內表面澆鑄上一層特種合金,並使其在澆鑄合金層以後,內徑略小於成品料筒的內徑,然後採用機械加工(通常採用磨床加工)的方法,得到最終需要的產品。

雙合金螺桿的製造:先制得尺寸略小於所需螺桿的毛坯件,然後採用噴焊的方法,在坯件上覆合一層所需的特種合金,並使噴焊合金層之螺稜的外徑,略大於成品螺桿的直徑,再將它加工到設計要求的尺寸。

採用雙合金螺桿及雙合金料筒組裝的擠出機和注射機,由於螺桿與料筒的耐磨性及耐腐蝕性好,其使用壽命比採用氮化鋼螺桿與料筒時的使用壽命要高得多。在表1中列舉了一些國內外有關單提供的資料,供讀華鴻螺桿的客戶參考。

3雙合金材料在塑機維修中的應用

雙合金材料除了用於製造擠出機、注射機等新裝置所需要的螺桿與料筒之外,它在舊裝置的修理中,同樣具有特別重要的意義。它不僅可以使已失去使用價值的廢舊裝置重獲新生,而且採用雙合金技術修復已磨損的螺桿與料筒,還可以在花費較低的條件下,得到上佳的使用效果。採用雙合金材料修復已損壞的料筒與螺桿,有兩種不同的方法:

一是擴大修復法,二是襯套修復法。

3.1擴大修復法

將料筒的內孔按磨損後的最大內徑擴大,然後通過滲氮或者鍍鉻處理,使料筒內表面具

有必要的硬度,完成料筒的修復工作;同時,採用噴焊的方法,在螺稜上覆合上一層所需要

的高耐磨合金層,使噴焊加工後螺桿螺稜的直徑略大於修復好的料筒的孔徑。然後通過機械加工,達到與已修復的料筒配合所需要的尺寸,完成螺桿的修復。

3.2襯套修復法

將料筒內徑擴大10mm,過盈套入雙合金襯套,再經過機械加工,使其內徑恢復到原尺寸,完成料筒的修復工作;在螺桿的螺稜上噴焊高耐磨合金,並使其直徑略大於所需要的直

徑,然後通過機械加工,達到所需要的尺寸,完成螺桿的修復。

3.3兩種修復方法的比較

上述兩種修復法中,擴**具有工作量較小,修復成本較低的優點,但是採用擴**時,也有許多缺陷,主要有:(1)裝置修復後,料筒的內徑增大,螺桿的外徑尺寸也相應增大,螺槽深度變大,壓縮比減小,生產中塑料的塑化及輸送效果與原裝置相比均會發生變化;(2)由於特徵尺寸發生了變化,修復後的螺桿與料筒,與原機群間會失去互換性;(3修復後的料筒,內表面為氮化鋼或者鍍鉻層,其耐磨性低於雙合金材料。

與擴**相比,襯套法修復的料筒、螺桿仍具有原料筒、螺桿的設計尺寸引數;在使用過程中,螺桿的塑化與輸送物料的效果與原裝置基本相同;和原機群的裝置之間仍具有良好

的互換性。而且由於料筒和螺桿都由雙合金材料構成,其耐磨性好,使用壽命長,因此襯套修復法是一種比較理想的方法。儘管該法的工作量較大,修復成本較擴大修復法高,但其修復費用仍明顯低於新購氮化鋼料筒與螺桿的費用。

在由某公司提供的資料中(見表2),很好地反映了採用雙合金材料修復料筒與螺桿的巨大優勢。該公司先後採用新的氮化鋼料筒與螺桿以及用雙合金材料修復的料筒與螺桿,來修復sjs80×21平行雙螺桿擠出機,並用修復後的雙螺桿擠出機生產聚氯乙烯電纜料。由表2可知,在使用雙合金材料的料筒與螺桿1年之後,其顯示出了明顯的優勢。

而據東莞華鴻塑料機械廠提供的資料,採用襯套法修復單螺桿擠出機的料筒與螺桿,其修復費用約為新購氮化鋼料筒與螺桿所需費用的75%。因此筆者認為,採用雙合金材料來修復已磨損的螺桿、料筒,具有極佳的使用效果和良好的經濟效益,這是恢復廢舊擠出機與注射機的青春,提高塑機產量與產品質量的一種十分經濟而有效的方法,值得大力推廣應用。

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