耐磨螺桿簡介

注塑生產商在注塑化合物中添加越來越多的礦物添加劑和玻璃纖維以改進材料特性。這些混合物對塑化組分的耐磨性能產生了重大要求。一種新型耐磨螺桿系統可以大大提高其抗磨損性能。

一般使用塑化組分來加工標準塑料,主要采用滲氮或滲硼硬化表面。當需要增加更高含量的填充物時,則使用含量更高的合金工具鋼,真空硬化可提供更長的使用壽命。在此背景下,Engel Austria GmbH公司于2000年推出了“Marathon(馬拉松)”耐磨螺桿系統,雖然其對機械影響更敏感,但是可提供卓越的硬金屬耐磨損性能。
只有平直和無應力的桿材料才可用于螺桿生產。通過銑削或旋轉加工可使桿具有結實的耐磨螺桿輪廓。但是,若削減大量體積則會暴露內部應力。只有通過反復淬火和拉直才能制造出幾乎完全平直的無應力螺桿坯料。
然后將螺桿坯料置入涂敷機中,并點燃燃燒器。為消除所有的殘余濕氣,將燃燒器沿著縱軸在坯料表面移動數次,接著粉末才會被激活。在燃燒器中,硬金屬粉末被加熱至大約1,200℃,且被加速至音速或超音速(300米/秒至2,000米/秒)。部分液化微粒以這一高速沖擊表面并鍵入粗糙表面。熱的粉末噴射很難被聚集—沖擊表面的直徑約為10毫米至20毫米。由于耐磨螺桿坯料具有復雜的三維幾何形狀且在90°的入射角度時涂敷最有效,因此需要傾斜燃燒器。
充分的微粒速度下,即使粒子束邊緣的入射角度略微偏離90°,也可進行低微孔的涂敷。熾熱的粉末微粒被快速從1,200℃淬火至大約150℃,由此產生的體積縮小使鍍層具有拉伸應力。較高動能的后續微粒遇到這種情況會在沖擊和聚積壓縮應力下造成鍍層塑性變形。在30至60個行程中將高度均勻的鍍層涂敷到整個耐磨螺桿輪廓上—螺紋棱面、螺紋側面、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加工。為了防止翹曲或旋轉,將耐磨螺桿懸掛起來。整個涂敷的螺桿坯料被慢慢地均勻加熱;其產生的溫度間隔較小,最低程度降低了熱應力。加熱將立方體結構的鐵酸鹽轉化為立方體面心的奧氏體—鍍層仍未改變。在停留期間,處于熱動態極不均勻狀態的鍍層合金元素將均衡擴散。
基底材料的邊界層也發生了變化,增加了其附著力。在保持時間之后,鋼在多個階段被冷卻。冷卻速率大大影響耐磨螺桿基底材料的結構轉化和屬性。如果冷卻太慢,鐵酸鹽的結構將會極軟,那么聚合物塑化期間注塑機內的機械特性則不足以承受注塑壓力和扭力。快速冷卻會導致基底材料的長度發生變化,同時基底材料和鍍層之間會產生強大的熱應力。這樣會導致鍍層開裂及螺桿翹曲。

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