注塑機(jī)耐磨螺桿

 

今世注塑出產(chǎn)商在注塑化合物中添加不斷添加的礦藏添加劑和玻璃纖維以改善資料特性。這些混合物對塑化組分的耐磨功能發(fā)生了重大請求。一種新式螺桿體系能夠大大前進(jìn)其抗磨損功能。

 

通常運用塑化組分來加工規(guī)范塑料，首要選用滲氮或滲硼硬化外表。當(dāng)需求添加更高含量的填充物時，則運用含量更高的合金工具鋼，真空硬化可提供更長的運用壽命。在此布景下，Engel Austria GmbH公司于2000年推出了“Marathon（馬拉松）”螺桿體系，當(dāng)然其對機(jī)械影響更靈敏，可是可提供杰出的硬金屬耐磨損功能。

 

奧地利注塑機(jī)制作商資料基地對所選的注塑機(jī)進(jìn)行了為期兩年的項目開發(fā)及廣泛試驗后，研宣布一種商標(biāo)名為“Engel Onyx”的硬金屬鍍層，并已對其提出專利申請（圖1）。這種新體系能夠根據(jù)需求改善鍍層韌度和附著力，還可將這些特性提高300%。一起，在試驗中，還可在水平本已極高的粉末冶金鋼解決方案中前進(jìn)商品的耐磨功能。自2009年4月以來，Onyx螺桿的供貨直徑規(guī)模可達(dá)25至70毫米。

 

埋伏的開裂傾向 

 

在加工填充物含量高的高功能塑料時，選用硬質(zhì)金屬鍍層塑化螺桿的運用壽命更長（圖2）。一起，硬金屬鍍層還可提供所需的耐磨功能；以下鋼材能夠支持機(jī)械負(fù)載，此外，它的韌度高，關(guān)于沖擊的接受力很高。

 

圖2. 與咱們所了解的硬質(zhì)螺紋外表不一樣，這種新式螺桿的全部傳送道（包含螺紋）

被厚度僅有十分之幾毫米的硬金屬鍍層維護(hù)

當(dāng)然理論上看似明白簡略，可是實踐操作證明技術(shù)難度很大，因為鋼芯和硬金屬鍍層具有的資料特性不一樣。與鋼不一樣，硬金屬的耐性低，不能徹底滿意鋼的彈性變形請求，因而它可能會開裂。硬金屬的另一個特性是在鋼元件上的附著性差，這就存在鍍層脫落的危險。有些應(yīng)變或機(jī)械損壞所發(fā)生的裂紋會致使這種脫落景象呈現(xiàn)。Engel資料技術(shù)開發(fā)的意圖是前進(jìn)硬金屬/鋼的附著力，以及硬金屬在實踐運用中的耐磨損功能。 

 

當(dāng)矩陣的硬度與碳含量及其類型相匹配時，可發(fā)生硬度和碳含量最高的低缺點鍍層，硬金屬的耐磨性到達(dá)最好（圖3）。鍍層中的缺點，如孔隙、裂紋和非金屬物質(zhì)（如氧化物或殘渣）等是磨損的薄缺點，磨損由此而生。因而，若要保證長時刻的運用壽命，則需將制作技術(shù)減至最低并盡量防止這些缺點。開發(fā)用于塑化螺桿的新式防磨損體系能夠到達(dá)該請求。

 

圖3. 與其它資料（例如粉末冶金鋼）比較，Onyx體系的耐磨性最少可翻倍

熱性粒子束天生均勻鍍層 

 

只要平直和無應(yīng)力的桿資料才可用于螺桿出產(chǎn)。經(jīng)過銑削或旋轉(zhuǎn)加工可使桿具有健壯的螺桿概括。可是，若減少很多體積則會露出內(nèi)部應(yīng)力。只要經(jīng)過反復(fù)淬火和拉直才干制作出簡直徹底平直的無應(yīng)力螺桿坯料。 

 

然后將螺桿坯料置進(jìn)涂敷機(jī)中，并點燃燃燒器。為消除一切的剩余濕氣，將燃燒器沿著縱軸在坯料外表移動數(shù)次，接著粉末才會被激活。在燃燒器中，硬金屬粉末被加熱至大概1,200℃，且被加速至音速或超音速（300米/秒至2,000米/秒）。有些液化微粒以這一高速沖擊外表并鍵進(jìn)粗糙外表。熱的粉末噴發(fā)很難被聚集—沖擊外表的直徑約為10毫米至20毫米。因為螺桿坯料具有雜亂的三維幾何外形且在90°的進(jìn)射視點時涂敷最有效，因而需求歪斜燃燒器。 

 

在充沛的微粒速度下，即便粒子束邊緣的進(jìn)射視點稍微違背90°， 二手注塑機(jī)回收 也可進(jìn)行低微孔的涂敷。火熱的粉末微粒被迅速從1,200℃淬火至大概150℃，由此發(fā)生的體積減小使鍍層具有拉伸應(yīng)力。較高動能的后續(xù)微粒碰到這種狀況會在沖擊和聚積存縮應(yīng)力下構(gòu)成鍍層塑性變形。在30至60個行程中將高度均勻的鍍層涂敷到全部螺桿概括上—螺紋棱面、螺紋旁邊面、從螺紋過渡至根部的半徑面以及螺桿根部直徑面。 

 

將鍍層置于惰性氣體或真空烤爐內(nèi)加工。為了防止翹曲或旋轉(zhuǎn)，將螺桿懸掛起來。全部涂敷的螺桿坯料被慢慢地均勻加熱；其發(fā)生的溫度距離較小，最低程度降低了熱應(yīng)力。加熱將立方體構(gòu)造的鐵酸鹽轉(zhuǎn)化為立方面子心的奧氏體—鍍層仍未改動。在逗留時期，處于熱動態(tài)極不均勻狀況的鍍層合金元素將均衡分散。 

 

基底資料的邊界層也發(fā)生了變化，添加了其附著力。在保持時刻以后，鋼在多個期間被冷卻。冷卻速率大大影響螺桿基底資料的構(gòu)造轉(zhuǎn)化和特點。假設(shè)冷卻太慢，鐵酸鹽的構(gòu)造將會極軟，那么聚合物塑化時期注塑機(jī)內(nèi)的機(jī)械特性則不足以接受注塑壓力和扭力。迅速冷卻會致使基底資料的長度發(fā)生變化，一起基底資料和鍍層之間會發(fā)生強大的熱應(yīng)力。這么會致使鍍層開裂及螺桿翹曲。 

 

設(shè)置所需的鋼材功能 

 

在期間性冷卻技術(shù)中恰當(dāng)?shù)馗膭永鋮s速率能夠從源頭上防止這些過錯，還能夠優(yōu)化鍍層和基底資料特性，使得制作的螺桿簡直沒有裂紋或翹曲。因為遭到冷卻操控，螺桿在拉直的過程中遭到限制，因為其大有些需保持直度。后續(xù)400℃至650℃（取決于所運用的基底資料）的單一或重復(fù)的熱處理及淬火設(shè)置了所需的鋼材特性。然后對螺桿進(jìn)行加工，以構(gòu)成塑化所需的外表韌度—對外徑進(jìn)行圓形打磨，對螺紋概括打磨并對螺紋的進(jìn)料口和出口進(jìn)行成型和拋光。 

 

鍍層的首要特征是改善了螺桿的耐用性。這一成果被車間操作或?qū)⑵渥鳛閭浼贿\送時所進(jìn)行的模仿機(jī)械影響的“落錘碰擊試驗”承認(rèn)。與其它鍍層比較，其呈現(xiàn)第一個裂紋時降低能量將添加300%（圖4）。 

 

圖4. 在外表呈現(xiàn)第一個裂紋時Onyx鍍層的著落高度

（著落能量）比HVOF涂層螺桿高幾倍

另外，經(jīng)過熱處理能夠大幅前進(jìn)附著力。當(dāng)然HVOF（高速氧燃料）規(guī)范鍍層的附著力為90MPa至110MPa之間，可是，Onyx鍍層能夠到達(dá)250MPa至350Mpa（圖5）。這一測量數(shù)值的前進(jìn)大大降低了鍍層開裂和脫落的危險。

 

圖5. 新鍍層的附著力比規(guī)范HVOF鍍層的附著力大概高300%

長時刻安穩(wěn)的操作規(guī)模 

 

結(jié)合了耐性基底資料和高度耐磨鍍層的資料引起了大家極大的喜好，因為它能夠量身定制其間的某個有些，運用壽命更長。因為螺桿通道的外形很均勻，塑化螺桿的新式防磨損體系能夠保證長時刻安穩(wěn)的操作，即便是加工填充物含量較高的聚合物。