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                用于螺桿的新型抗磨損保護系統
                瀏覽: 發布日期:2017-09-23

                瑕疵的產生會損害螺桿的使用壽命,并影響加工過程的安全性。如今,恩格爾材料科技開發了專用于塑化螺桿的onyx抗磨損保護系統,可使螺桿免受磨損的困擾,并具有高抗沖性能。

                 

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                為了達到經濟上可行的生命周期,在加工高添加劑水平的專業復合材料時,含有碳金屬涂層的塑化螺桿顯得至關重要。含碳涂層可確保必要的高抗磨損性,而涂層下面的鋼則承受了機械負荷,并憑借出色的強度特性,確保在沖擊應力下的高度安全性。恩格爾材料科技(以下簡稱“恩格爾”)的發展項目旨在提升碳化鋼復合材料的機械性能,以期在長期的生產應用中將碳化物的巨大潛能應用于抗磨損保護。

                 

                在涂層中,諸如針孔、裂紋和非金屬雜質(如氧化物或泥漿)等瑕疵是導致金屬疲勞的主要因素。這些缺陷區域的磨損機制與長的工作壽命緊密相關,因此必須優化制造工藝,以盡量避免缺陷的產生,或至少將其產生的可能性降至最低。通過開發新的用于塑化螺桿的恩格爾抗磨損保護系統,得以成功實現這一目的。

                 

                螺桿的生產僅僅采用了直的和非扭曲的棒狀材料。螺桿的初始輪廓通過銑削或旋切得到,在切除掉大部分材料的同時也釋放出材料的內應力。金屬需要經過多次退火和重塑,從而制造出無應力的螺桿半成品。隨后,在燃燒器中將碳化物粉末加熱到大約1200℃,并加速至音速或以上(300m/s~2000m/s)。在該速度下,半流體的粒子擊中螺桿半成品的粗糙表面,并同未經處理的工件相粘合。足夠的粒子速度也可確保即使在射流沖擊角度不佳的螺桿邊緣處,表面也幾乎不存在任何針孔。灼熱的粉末狀顆粒從1200℃迅速冷卻至150℃左右,引起的體積收縮會導致表面產生張力。而隨后,這種張力被粒子的高速運動能所抵消,因為粒子的沖擊將導致表層塑化變形并形成擠壓強度。在30~60次沖擊下,整個表面將產生一個均勻的涂層。

                 

                塑料中的礦物添加劑或玻璃纖維令塑化部件必須有更耐磨損的能力。恩格爾推出了供螺桿用的碳化物涂層“ENGEL onyx”,它將涂層的韌性和鍵合力提高了300%,同時,其抗磨損性能也得到了改善。恩格爾提供的這種帶onyx涂層的螺桿直徑范圍是25~70mm之后,使涂層在惰性氣體或真空爐中進行退火。通過加熱基材,其微觀結構從中空的立方形鐵變成了中空的立方形奧氏體,這種微觀結構的改變不會影響涂層。在這期間,處于極端熱力學不平衡狀態的涂層,其所含的合金元素會產生擴散補償?;倪吘壍耐繉油瑯訒l生變化,從而提高了粘附力。加熱期后,鋼經過若干個階段得到冷卻。冷卻速度會對微觀結構的轉變和螺桿基材的性能產生較大的影響。取決于當前的工藝進程,具有不同冷卻速度的多階段冷卻工藝避免了相應的誤差源,優化了圖層和基材的性能,并保證生產的螺桿無裂紋且幾乎無扭曲。有針對性的冷卻意味著需要對螺桿進行細微的調直,以保持所需的準確度。取決于用于螺桿的基本鋼材,隨后400℃~650℃的退火和粗磨工藝可得到所需的鋼材性能。在退火和粗磨后,對螺桿進行機械加工,由此得到在塑化單元使用時所需的表面粗糙度。

                 

                這種新體系的特征尤其在于它經改進的堅固耐用性,落錘沖擊實驗結果為其提供了證明。相對于其他涂層體系,在初始開裂發生前,其能承受的最大落錘沖擊力要高300%。

                 

                另外,退火工藝經過了相當程度的改進,以提高鍵合力。標準HVOF(高音速氧燃料)涂層只能達到90~110MPa的鍵合水平,而恩格爾onyx涂層體系則可以達到250~350MPa。這些改進帶來的好處在于防開裂程度的提高,以及減少涂層剝離的風險。

                 

                憑借用于塑化螺桿的恩格爾onyx抗磨損保護系統,由于磨損水平低,因此螺槽的幾何結構比較穩定,即使在加工高添加劑含量的塑料時,也能確保獲得長時間穩定的加工窗口。

                 

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