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雙合金（雙金屬）材料極其在螺桿、料筒中的應(yīng)用
點(diǎn)擊次數(shù)：1809 發(fā)布時(shí)間：2013-9-3
螺桿與料筒是塑料機(jī)械的核心部件，被廣泛用于注射成型、擠出成型、吹塑成型、填充與增強(qiáng)、塑料著色以及塑料合金的制造等諸多方面。其中，螺桿與料筒的結(jié)構(gòu)對(duì)于提高塑機(jī)產(chǎn)量、改進(jìn)塑料制品質(zhì)量具有關(guān)鍵性作用，而螺桿與料筒間的配合精度對(duì)于塑機(jī)產(chǎn)量及塑料制品質(zhì)量，也具有極其重大的影響。由于在塑料機(jī)械的運(yùn)行過(guò)程中，螺桿與料筒之間以及螺桿、料筒與塑料之間處于強(qiáng)烈的摩擦狀態(tài)，磨損效應(yīng)使得螺桿與料筒的配合精度不斷下降，從而逐步導(dǎo)致塑機(jī)性能下降，zui終喪失使用功能。因而長(zhǎng)期以來(lái)，人們不斷地尋求適合制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臺(tái)，現(xiàn)在大量使用的是耐磨性好的氮化鋼類合金；近期，耐磨性能突出、價(jià)格較為低廉的雙合金材料又初露頭角，進(jìn)入螺桿與料筒的制造 、修復(fù)領(lǐng)域，并在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)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(yè)內(nèi)眾多朋友了解與重視。雙合金又稱雙金屬。
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(fù)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(fù)合上合金層以后，雙合金材料的表面不僅具有優(yōu)良的耐磨性，而且具有很好的耐腐蝕性，是塑料成型設(shè)備制造中（特別是在螺桿、料筒的制造與修復(fù)中）的一種十分有用的材料。雙合金材料在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已得到了較為廣泛的應(yīng)用，取得了優(yōu)良的業(yè)績(jī)，而國(guó)內(nèi)上海康復(fù)達(dá)機(jī)械制造有限公司等單位也已掌握了該技術(shù)，并將其成功地應(yīng)用到了生產(chǎn)中，取得了良好的效果。現(xiàn)將有關(guān)雙合金材料的基本情況介紹如下。
2 雙合金螺桿與料筒的制造
雙合金料筒的制造：先制得同料筒尺寸相適應(yīng)的無(wú)縫鋼管（內(nèi)徑略大于料筒成品的內(nèi)徑），通過(guò)離心澆鑄的方法，使管子的內(nèi)表面澆鑄上一層特種合金，并使其在澆鑄合金層以后，內(nèi)徑略小于成品料筒的內(nèi)徑，然后采用機(jī)械加工（通常采用磨床加工）的方法，得到zui終需要的產(chǎn)品。
雙合金螺桿的制造：先制得尺寸略小于所需螺桿的毛坯件，然后采用噴焊的方法，在坯件上復(fù)合一層所需的特種合金，并使噴焊合金層之螺棱的外徑，略大于成品螺桿的直徑，再將它加工到設(shè)計(jì)要求的尺寸。
采用雙合金螺桿及雙合金料筒組裝的擠出機(jī)和注射機(jī)，由于螺桿與料筒的耐磨性及耐腐蝕性好，其使用壽命比采用氮化鋼螺桿與料筒時(shí)的使用壽命要高得多。在表1中列舉了一些國(guó) 內(nèi)外有關(guān)單 提供的數(shù)據(jù),供讀華鴻螺桿的客戶參考。
3.雙合金材料在塑機(jī)維修中的應(yīng)用
雙合金材料除了用于制造擠出機(jī)、注射機(jī)等新設(shè)備所需要的螺桿與料筒之外，它在舊設(shè)備的修理中，同樣具有特別重要的意義。它不僅可以使已失去使用價(jià)值的廢舊設(shè)備重獲新生，而且采用雙合金技術(shù)修復(fù)已磨損的螺桿與料筒，還可以在花費(fèi)較低的條件下，得到上佳的使用效果。采用雙合金材料修復(fù)已損壞的料筒與螺桿，有兩種不同的方法：一是擴(kuò)大修復(fù)法，二是襯套修復(fù)法。
3.1擴(kuò)大修復(fù)法
將料筒的內(nèi)孔按磨損后的zui大內(nèi)徑擴(kuò)大，然后通過(guò)滲氮或者鍍鉻處理，使料筒內(nèi)表面具
有必要的硬度，完成料筒的修復(fù)工作；同時(shí)，采用噴焊的方法，在螺棱上復(fù)合上一層所需要
的高耐磨合金層，使噴焊加工后螺桿螺棱的直徑略大于修復(fù)好的料筒的孔徑。然后通過(guò)機(jī)械加工，達(dá)到與已修復(fù)的料筒配合所需要的尺寸，完成螺桿的修復(fù)。
3.2襯套修復(fù)法
將料筒內(nèi)徑擴(kuò)大10mm，過(guò)盈套入雙合金襯套，再經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，使其內(nèi)徑恢復(fù)到原尺寸，完成料筒的修復(fù)工作；在螺桿的螺棱上噴焊高耐磨合金，并使其直徑略大于所需要的直
徑，然后通過(guò)機(jī)械加工，達(dá)到所需要的尺寸，完成螺桿的修復(fù)。
3.3兩種修復(fù)方法的比較
上述兩種修復(fù)法中，擴(kuò)大法具有工作量較小，修復(fù)成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但是采用擴(kuò)大法時(shí),也有許多缺陷，主要有：（1）設(shè)備修復(fù)后，料筒的內(nèi)徑增大，螺桿的外徑尺寸也相應(yīng)增大，螺槽深度變大，壓縮比減小，生產(chǎn)中塑料的塑化及輸送效果與原設(shè)備相比均會(huì)發(fā)生變化；（2）由于特征尺寸發(fā)生了變化，修復(fù)后的螺桿與料筒，與原機(jī)群間會(huì)失去互換性；（3修復(fù)后的料筒，內(nèi)表面為氮化鋼或者鍍鉻層，其耐磨性低于雙合金材料。
與擴(kuò)大法相比，襯套法修復(fù)的料筒、螺桿仍具有原料筒、螺桿的設(shè)計(jì)尺寸參數(shù)；在使用過(guò)程中，螺桿的塑化與輸送物料的效果與原設(shè)備基本相同；和原機(jī)群的設(shè)備之間仍具有良好
的互換性。而且由于料筒和螺桿都由雙合金材料構(gòu)成，其耐磨性好，使用壽命長(zhǎng)，因此襯套修復(fù)法是一種比較理想的方法。盡管該法的工作量較大，修復(fù)成本較擴(kuò)大修復(fù)法高，但其修復(fù)費(fèi)用仍明顯低于新購(gòu)氮化鋼料筒與螺桿的費(fèi)用。
在由某公司提供的資料中（見(jiàn)表2），很好地反映了采用雙合金材料修復(fù)料筒與螺桿的巨大優(yōu)勢(shì)。該公司先后采用新的氮化鋼料筒與螺桿以及用雙合金材料修復(fù)的料筒與螺桿，來(lái)修復(fù)SJS80×21平行雙螺桿擠出機(jī)，并用修復(fù)后的雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)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年之后，其顯示出了明顯的優(yōu)勢(shì)。而據(jù)上海康復(fù)達(dá)機(jī)械制造公司提供的數(shù)據(jù)，采用襯套法修復(fù)單螺桿擠出機(jī)的料筒與螺桿，其修復(fù)費(fèi)用約為新購(gòu)氮化鋼料筒與螺桿所需費(fèi)用的75％。因此筆者認(rèn)為，采用雙合金材料來(lái)修復(fù)已磨損的螺桿、料筒，具有的使用效果和良好的經(jīng)濟(jì)效益，這是恢復(fù)廢舊擠出機(jī)與注射機(jī)的青春，提高塑機(jī)產(chǎn)量與產(chǎn)品質(zhì)量的一種十分經(jīng)濟(jì)而有效的方法，值得大力推廣應(yīng)用。