隨著塑膠擠出領(lǐng)域里各類擠出機(jī)的心臟部件耐磨損耐腐蝕的特定要求越來越高,我公司原先在*先研制的雙金屬機(jī)筒和雙金屬螺桿,在某些應(yīng)用方面顯得捉襟見肘,勉為其難。深入研發(fā)新的材料作為替代,這個題目已經(jīng)非常清晰而日益緊迫地擺在了我們的面前,于是我們想到了SiC復(fù)合陶瓷。歐美市場的擠出機(jī)針對工況,某些機(jī)型已經(jīng)在采用陶瓷內(nèi)襯套形式的單螺桿機(jī)筒和雙螺桿機(jī)筒,我們?yōu)槭裁床荒?
然而,我們曾經(jīng)一度止步于陶瓷材料的昂貴成本,及其難以切削的加工成本。經(jīng)過多年不懈的努力,我們成功地開發(fā)出了采用等靜壓工藝成型,鋁合金包覆形式的各規(guī)格SiC復(fù)合陶瓷橢圓內(nèi)襯套(右圖),成功地在滿足特定耐磨損和耐腐蝕要求的前提下,有效地控制了成本,為市場的推廣應(yīng)用掃清了障礙,并成功地得到了國家局的保護(hù)。
SiC復(fù)合陶瓷具有優(yōu)異的抗摩擦磨損性能,這是任何金屬類材料,即使通過多種硬化手段也*的。SiC復(fù)合陶瓷更具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,它幾乎能耐所有無機(jī)酸和堿液、鹽的腐蝕。甚至我們研發(fā)的這種SiC復(fù)合陶瓷,還能夠在一定程度上抵抗住類的腐蝕磨損。實驗表明,即使我們的SiC復(fù)合陶瓷與和硝酸的混合液接觸,也僅僅在SiC復(fù)合陶瓷表面生成了一層薄薄的氧化硅,該致密的氧化硅層阻止了基體內(nèi)部SiC被繼續(xù)氧化,從而使得SiC復(fù)合陶瓷抵抗和硝酸混合液的能力增強(qiáng)。
由于我公司研發(fā)的SiC復(fù)合陶瓷橢圓內(nèi)襯套具有*的抗磨損性能和同時兼具的高耐腐蝕性能,特別適用于高比例填充和高比例增強(qiáng)的高分子材料配混改性的工況,尤其適用于在擠出工況中有腐蝕氣體逸出但是同時材料中又添加有高比例填充和高比例增強(qiáng)的工況條件中。
我公司研發(fā)的碳化硅SiC復(fù)合陶瓷橢圓內(nèi)襯套材料的物理化學(xué)性能為:
主體成份:SiC,為了達(dá)到增韌的目的而添加有其他成份,故稱之為“SiC復(fù)合陶瓷材料”
密度Density ( ρ ):3.08~3.10g/cm3
正彈性模量Normal Elastic Modulus ( Ε ):410MPa
硬度Hardness ( HRC ): 89~92
抗彎強(qiáng)度Buckling Strength ( σbb ) : 380MPa
抗壓強(qiáng)度 Pressive Strength ( σbc ): 3970MPa
平面應(yīng)變斷裂韌度Plane Strain Toughness ( Κic ):4MPa/mm3/2
熱膨脹系數(shù)Coefficient of Heat Expansion ( α1 ):4.0×10-6 / °F
熱傳導(dǎo)率Thermal conductivity ( λ ):Φ30~35 W/(m?K)
高溫抗氧化性Inoxidability under High Temperature:在高達(dá)1500℃溫度下,金屬減重速度尚極緩慢。
SiC復(fù)合陶瓷橢圓內(nèi)襯套的外表面包覆有一層鋁合金保護(hù)層(右圖),這是我公司受國家保護(hù)的于陶瓷內(nèi)襯套的結(jié)構(gòu)性優(yōu)化措施。采取該措施的優(yōu)勢在于:
1)SiC復(fù)合陶瓷橢圓內(nèi)襯套工作于機(jī)筒內(nèi)部,而機(jī)筒金屬材料的線脹系數(shù)要大于SiC陶瓷材料的線脹系數(shù),將鋁合金包覆于襯套外層起到了線膨脹系數(shù)差異的緩沖作用。當(dāng)機(jī)筒的金屬材料受熱膨脹時就不會對SiC陶瓷襯套產(chǎn)生直接的拉應(yīng)力,而當(dāng)機(jī)筒金屬材料冷卻至常溫時,因SiC陶瓷的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)大于金屬材料的包覆壓力,故襯套不會受壓力而變形,或產(chǎn)生裂紋或被壓碎;
2)相比較于全部材料均采用SiC復(fù)合陶瓷材料,鋁合金包覆可以大幅提升陶瓷內(nèi)襯套在襯入機(jī)筒后的熱傳導(dǎo)效率;
3)方便在橢圓形陶瓷內(nèi)襯套的平面中心位置加工用于襯套襯入組合機(jī)筒后其徑向位置的定位螺絲孔;
4)相比較于全部材料均采用SiC復(fù)合陶瓷材料,鋁合金包覆可以降低大約40%左右的材料成本和制造成本,為擠出工況的市場大幅度應(yīng)用帶來了福音。與國外平行產(chǎn)品例如日本東洋鋼板公司(TOYO KOHAN)動輒10倍以上代價的陶瓷襯套型機(jī)筒相比較,我公司僅僅3倍左右代價的陶瓷襯套型機(jī)筒在深圳富士康公司的使用,其使用壽命是普通材料機(jī)筒的五倍左右,足以證明鋁合金包覆型SiC復(fù)合陶瓷內(nèi)襯套是用戶相當(dāng)高性價比的選擇;
5)我公司生產(chǎn)的鋁合金包覆陶瓷內(nèi)襯套,可以幫助到用戶一旦陶瓷襯套磨損后的自行簡單易行的更換;
6)這個結(jié)構(gòu)性優(yōu)化措施還可以保護(hù)相對昂貴的SiC復(fù)合陶瓷襯套在整個加工、運輸和安裝過程中的安全性。