Прямой ответ
Каждый цилиндр шнека экструдера – это два материальных решения, а не одно. Абазовая стальнесет механическую нагрузку — обычно 38CrMoAlA, 42CrMo или нержавеющая сталь. Аобработка поверхностивыживает полимер — либо азотированный корпус глубиной от 0,4 до 0,7 мм, либо слой биметаллического сплава в несколько раз толще. Если вы неправильно подберете базовую сталь, деталь прогнется. Если поверхность выбрана неправильно, она рано изнашивается.
Спросите большинство поставщиков, из чего сделаны их винты, и вы получите один из двух ответов. Либо голое обозначение марки без контекста, либо словосочетание «высококачественная износостойкая легированная сталь», ничего не значащее.
Ни то, ни другое не помогает покупателю принять решение. В этом руководстве приводятся марки, как они называются за пределами Китая, какое воздействие на металл оказывает каждая обработка поверхности и как добиться соответствияматериал винтового стволак полимеру, который вы используете.
1. Базовые стали и их международные эквиваленты.
Базовая сталь выполняет структурную работу. Он устойчив к кручению от привода, изгибу под боковой нагрузкой и размерному смещению при температуре. На правильно изготовленной детали он никогда не контактирует с расплавом — с этим справляется обработанная поверхность.
Обозначения сортов на китайском языке сбивают с толку покупателей за пределами Азии, и большинство поставщиков никогда их не переводят. Вот картография.
| Китайский сорт | ДИН/ЕН | AISI / США | Где он используется |
|---|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | Семья Нитраллой | Отраслевой стандарт. Содержание алюминия обеспечивает исключительный нитридный корпус. |
| 34КрАлНи7 | 1.8550 | Семья Нитраллой | Нитриды глубже и тверже, чем 38CrMoAlA. |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | — | Высокая прочность с хорошей усталостной стойкостью |
| 42КрМо | 1.7225 | АИСИ 4140 | Прочная легированная сталь общего назначения; обычный корпус ствола |
| 40Кр | 1.7035 | АИСИ 5140 | Корпуса стволов, компоненты для малой нагрузки |
| СКД61 | 1.2344 | АИСИ H13 | Горячие работы, высокие температуры процесса |
| Кр12Мов/Д2 | 1.2379 | АИСИ Д2 | Применение быстроизнашивающихся инструментальных сталей |
| СС304/СС316 | 1,4301/1,4401 | АИСИ 304/316 | Служба, критичная к коррозии |
Почему доминирует 38CrMoAlA.Содержащийся в нем алюминий во время азотирования образует чрезвычайно твердые нитриды алюминия. Это единственное свойство делает его стандартом по умолчанию во всей отрасли — оно требует лучшего случая, чем почти что-либо еще, по разумной цене.
Поставщик, который называет только одну сталь для каждой работы, либо упрощает для вас, либо работает с ограниченным запасом. Спросите, какую оценку они предлагаюттвойобязанность и почему.
2. Обработка поверхности: что на самом деле делает каждый из них
Именно здесь маркетинговый язык наносит наибольший ущерб. Некоторые процессы группируются под «покрытием», и их нельзя сравнивать.
Азотирование
Азот диффундирует в стальную поверхность при температуре, образуя твердый слой.глубиной от 0,4 до 0,7 мм. Никакого нового материала не добавляется — существующая сталь трансформируется. Деформация остается низкой, поскольку процесс протекает ниже температуры трансформации, что имеет значение для деталей длиной в несколько метров.
Азотирование хорошо очищает ненаполненную смолу и требует минимальных затрат. Его предел – глубина. Как только абразивный наполнитель прорезает корпус, более мягкий стальной сердечник оказывается под ним и быстро разрушается.
Биметалл: два процесса, а не один
В большинстве статей биметаллическая конструкция описывается так, как будто обе детали изготавливаются в одном процессе. Здесь задействованы два совершенно разных процесса, и знание того, какой именно, позволяет понять, действительно ли поставщик производит собственное производство.
Винты подвергаются сварке PTA.Плазменная дуга расплавляет порошок сплава на скребках в виде сварного валика, который металлургически сплавляется с основной сталью. Затем наплавку слишком большого размера обрабатывают до окончательной геометрии полета, оставляяот 1,0 до 1,5 ммсплава именно там, где винт касается отверстия.
Стволы подвергаются центробежному литью.Расплавленный сплав заливается в корпус вращающейся бочки; центробежная сила отбрасывает его к внутренней стенке, где он затвердевает в виде плотной оболочки,от 2,0 до 3,0 ммтолстый по всему проходу. Облицовка толще, чем наплавка винта, потому что замена ствола обходится гораздо дороже.
Хромирование
Твердый хром образует тонкий слой, который облегчает отделение и противостоит легкой коррозии. Это полезно для конкретных работ. Это не средство защиты от износа абразивных смесей, поскольку слой тонкий и может отслаиваться под воздействием термоциклирования и механической нагрузки.
Процессы, которые вы увидите в рекламе, и что они собой представляют
Покупатели, сравнивающие предложения, сталкиваются с несколькими другими названиями покрытий. Здесь они описаны точно, чтобы вы могли судить о предложениях, которые получаете.
| Процесс | Что это такое | Практическая заметка |
|---|---|---|
| HVOF/термическое напыление (WC-Co) | Порошок, распыляемый с высокой скоростью, механически скрепленный | Тоньше, чем наплавка, и склеивается по-другому.Не предлагается EJS. |
| Плазменный распылитель | Порошок расплавляется в плазменной струе и распыляется. | Напыленные слои не являются сварными швами.Не предлагается EJS. |
| Лазерная наплавка | Наплавление сплава методом лазерной плавки, сварка плавлением | Иногда ошибочно называют процессом ствола.Не предлагается EJS. |
| Керамический вкладыш | Керамическая втулка или покрытие внутри канала ствола | Специализированная ниша.Не предлагается EJS. |
| ДЛЦ/ПВД | Очень тонкая пленка, осажденная из паровой фазы | Микронный масштаб; используется для трения, а не для массового износа.Не предлагается EJS. |
Обратите внимание на одну конкретную ошибку.Некоторые поставщики описывают каналы стволов как «наплавленные лазером» или «напыленные плазмой». Биметаллические накладки ствола производятся методом центробежного литья. Если в предложении неверно описан процесс изготовления ствола, попросите их провести вас по мастерской с помощью видеозвонка, прежде чем делать заказ.
3. Марки сплавов внутри «биметалла».
Слово «биметаллический» подтверждает наличие слоя сплава.оценкаопределяет, выживет ли он в вашем соединении. Большинство поставщиков говорят «на основе никеля» и останавливаются, что ни о чем не говорит покупателю — Ni60 и Colmonoy 83 основаны на никеле и ведут себя совершенно по-разному.
Сплавы для наплавки винтов (PTA-сварные, 1,0–1,5 мм)
| Сплав | Состав | Противоизносный | Антикоррозионная защита | Твердость |
|---|---|---|---|---|
| Ни60 | Ni+Cr+Fe+Si | ★★★ | ★★★★ | СПЧ 56–62 |
| Колмоной 56 | Ni+Cr+Si+Fe | ★★★ | ★★★★ | СПЧ 53–58 |
| Колмоной 83 | Ni+Wc+Cr+C | ★★★★ | ★★★★ | ПЦ 50–55 |
Сплавы для литья стволов (центробежное литье, 2,0–3,0 мм)
| Сплав | Состав | Противоизносный | Антикоррозионная защита | Твердость | Макс. температура |
|---|---|---|---|---|---|
| EJS01 | Fe+Ni+Cr+B | ★★★ | ★★ | СПЧ 58–62 | ≤ 400°С |
| EJS02 | Ni+Cr+Co+B | ★★ | ★★★ | СПЧ 50–58 | ≤ 450°С |
| EJS03 | Ni+Cr+Co+V+B | ★★★ | ★★★ | 55–60 ПЦР | ≤ 450°С |
| EJS04 | Ni+Wc+Cr+B | ★★★★ | ★★★ | 55–60 ПЦР | ≤ 600°С |
Стоит знать одно опубликованное ограничение, поскольку ни один другой поставщик его не заявляет:Ни60 рассчитан на содержание стекловолокна менее 10 процентов.В противном случае сплав выходит за рамки своего предназначения. В переработке отходов инженерного пластика часто содержится стекловолокно из исходного соединения, и покупатели превышают этот порог, даже не осознавая этого.
4. Твердость не является износостойкостью.
Это единственное недоразумение приводит к большему количеству неправильных покупок, чем любое другое.
Посмотрите на таблицы выше. Колмоной 83 читаетПЦ 50–55, ниже, чем Ni60 при HRC 56–62. Тем не менее, Colmonoy 83 имеет более высокий рейтинг противоизносных свойств.
Причина структурная. Твердость измеряет устойчивость к вдавливанию. Устойчивость к абразивным частицам обусловленатвердые карбидные частицы заключены в более прочную матрицу— карбиды подвергаются шлифованию, а матрица удерживает их на месте. Colmonoy 83 содержит карбид вольфрама, поэтому он превосходит более твердые сплавы по сравнению со стекловолокном и минеральным наполнителем.
Коррозионная стойкость – это опять-таки третье свойство, независимое от двух других. EJS01 — самый твердый сплав ствола в списке и имеет самую низкую степень коррозии, что делает его плохим выбором для жесткого ПВХ, несмотря на впечатляющий показатель твердости.
Не покупайте только по твердости.Три свойства имеют значение и противоречат друг другу: твердость, стойкость к истиранию и коррозионная стойкость. Попросите любого поставщика указать все три класса, которые он предлагает. Цитата, в которой указан только HRC, говорит о наименее полезном из трех.
5. Выбор материала ствола шнека по полимеру
Сопоставьте материал корпуса шнека с тем, как полимер влияет на металл, а не с общим уровнем качества.
| Полимер | Механизм атаки | Базовая сталь | Поверхность |
|---|---|---|---|
| Чистый ПЭ, ПП, ПС, АБС. | Ни один | 38CrMoAlA | Азотированный |
| Жесткий ПВХ | Коррозия (выброс HCl) | 38CrMoAlA | Биметаллический, коррозионностойкий (винт Ni60/Colmonoy 56, ствол EJS02/EJS03) |
| Стеклонаполненный нейлон, ПК | Истирание | 38CrMoAlA / 34КрАлНи7 | Биметаллический, твердосплавный (винт Colmonoy 83, ствол EJS01/EJS04) |
| Минеральный или наполненный CaCO₃ | Истирание | 38CrMoAlA | Биметаллический, твердосплавный |
| Переработанное/после потребления | Оба сразу | 38CrMoAlA | Биметаллический, твердосплавный |
| Огнезащитные составы | Коррозия | 38CrMoAlA | Биметаллический, коррозионно-стойкий |
| ПЭТ (сухой, без наполнителя) | Мягкий | 38CrMoAlA | Азотированный или биметаллический в зависимости от мощности |
| Высокотемпературные конструкционные полимеры | Термальный | СКД61 | Биметаллический, EJS04, рассчитанный на температуру до 600°C. |
| Служба, критичная к коррозии | Химическая | СС304/СС316 | За приложение |
Два момента покупатели упускают. Первый,содержание наполнителя имеет большее значение, чем название полимера— ненаполненный ПП и ПП с 30-процентным содержанием талька — разные проблемы износа. Второй,перешлифовка имеет значение.Добавление 15 процентов переработанного материала в чистый поток может перевести всю работу в другой класс материалов.
6. Восстановление: когда материал можно восстановить
Изношенные изнашиваемые поверхности не всегда означают замену новой детали. Оба биметаллических процесса можно повторить на существующем компоненте.
Изношенный винт можно повторно приварить со свежей наплавкой PTA и обработать исходную геометрию полета. Изношенный канал ствола можно расточить и заново футеровать методом центробежного литья. При восстановлении сохраняются оригинальные вал, шпоночная канавка и шейка, что особенно важно, когда OEM-запчасть снята с производства или срок поставки новой детали длительный.
Ремонт или замена — решающие факторы
- Восстановитькогда вал прямой, геометрия подошла к компаунду, и сошли только поверхности износа
- Восстановитькогда OEM-деталь снята с производства или время выполнения новой сборки неприемлемо
- Заменятькогда стержень согнут или корни побегов трескаются
- Заменятькогда исходная геометрия никогда не подходила смоле — ребилд — это момент, чтобы исправить дизайн
- Заменятькогда потеряно так много материала, что при повторной механической обработке деталь окажется ниже ее предела прочности
Спецификация материала ствола шнека мало что значит без документации, подтверждающей это. Каждому заказу на поставку принадлежат три строки.
Контрольный список спецификации материала
- Базовая марка стали, им.Не «легированная сталь» — 38CrMoAlA, 42CrMo, SS316, в зависимости от того, что применимо.
- Обработка поверхности и глубина.Азотированные с указанной глубиной корпуса или биметаллические с указанной глубиной корпуса.название марки сплаваи толщина слоя в миллиметрах
- Документы необходимые при доставке.Сертификат на материал с номером плавки и отчет о проверке с фактическими измеренными размерами.
EJS предоставляет сертификат материала и отчет о проверке вместе с каждым цилиндром шнека, а также проставляет отслеживаемый идентификационный номер на каждой детали во время производства. При первом заказе у любого поставщика независимое разделение и анализ образца обходится очень недорого по сравнению со стоимостью контейнера с деталями.
Если применение связано с пищевыми продуктами или медицинским контактом,заявить, что на стадии запросапоэтому выбор базовой стали и документация могут быть согласованы с вашей собственной программой соответствия. Требования различаются в зависимости от рынка и применения, и они содержатся в спецификации, а не предполагаются.
EJS работает по всемуодиночный винт, параллельный близнециконический двойникгеометрия в обоихазотированныйибиметаллическийСтроительство с азотированием, сваркой PTA и центробежным литьем выполнено на заводе в Чжоушане. Более широкую картину покупок см.полное руководство покупателя.
8. Часто задаваемые вопросы
Какая сталь используется для изготовления шнеков и цилиндров экструдеров?
Наиболее распространенной базовой сталью является 38CrMoAlA, известная в Европе как 1.8509. Другими обычными марками являются 34CrAlNi7 (1,8550), обеспечивающий более глубокое и твердое азотирование, 31CrMoV9 (1,8519), 42CrMo, эквивалентный AISI 4140, SKD61 для работы при высоких температурах и нержавеющая сталь SS304 или SS316 для применений, критичных к коррозии. Базовая сталь обеспечивает прочность на кручение и стабильность размеров. На правильно изготовленной детали он никогда не касается расплава, поскольку обработка поверхности выполняет работу на границе раздела.
Чем отличается азотированный винтовой ствол от биметаллического?
В результате азотирования азот проникает в существующую стальную поверхность, образуя твердый слой толщиной от 0,4 до 0,7 мм без добавления какого-либо нового материала. Биметаллическая конструкция добавляет слой настоящего сплава, связанный с основной сталью: от 1,0 до 1,5 мм наплавки, наплавленной PTA на скребках шнека, и от 2,0 до 3,0 мм накладки, отлитой центробежным способом в канале ствола. Азотирование подходит для чистых ненаполненных смол с меньшими затратами. Биметаллический материал подходит для абразивных и коррозионно-активных соединений, в которых тонкий корпус можно быстро прорезать.
Как выбрать материал корпуса шнека для моего полимера?
Сопоставьте материал с тем, что полимер делает с металлом. Чистые полиэтилены, полипропилены, полистиролы и АБС-пластики не вызывают ни истирания, ни коррозии, поэтому азотированный винтовой цилиндр хорошо служит. Стекловолокно и минеральные наполнители истираются, что требует использования на винте сплава, содержащего карбид вольфрама, такого как Colmonoy 83. Жесткий ПВХ подвержен коррозии, поскольку выделяет хлористый водород, поэтому приоритет смещается к коррозионностойким маркам. Переработанный корм атакует обе стороны одновременно и требует наиболее устойчивой комбинации.
Является ли твердое хромирование лучше, чем биметаллическая конструкция?
Нет, они решают разные проблемы. Хромирование образует тонкий слой, который способствует разделению и легкой защите от коррозии, но он может отслаиваться под воздействием термоциклов и механических нагрузок и не является средством защиты от износа абразивных соединений. Биметаллическая конструкция сплавляет миллиметры сплава с основной сталью посредством сварки или литья, поэтому слой становится частью детали и не может отслаиваться. Выбирайте хром для облегчения работы и облегчения работы, биметалл для обеспечения подлинной износостойкости.
Всегда ли более высокая твердость означает более длительный срок службы ствола шнека?
Нет, и если это произойдет, это приведет к неправильной покупке. Твердость позволяет противостоять вдавливанию, а стойкость к абразивному наполнителю обеспечивается за счет твердых карбидных частиц, удерживаемых в более прочной матрице. Colmonoy 83 имеет показатель HRC от 50 до 55, что ниже, чем Ni60 при HRC от 56 до 62, но имеет более высокий рейтинг противоизносных свойств, поскольку содержит карбид вольфрама. Устойчивость к коррозии – это опять-таки третье свойство, не связанное с обоими. Запросите вместе данные о твердости, составе и рейтинге коррозии.
Когда изношенный винт или цилиндр следует отремонтировать, а не заменить?
Выполните ремонт, если основная сталь и геометрия остаются исправными, но изношенные поверхности исчезли. Изношенный винт можно повторно приварить со свежей наплавкой PTA и обработать до исходной геометрии, а изношенное отверстие можно расточить и заново футеровать методом центробежного литья. Вместо этого замените вал, если вал погнут, корни скребков треснуты, геометрия не соответствует компаунду или потеряно так много материала, что при повторной обработке деталь окажется ниже ее предела прочности.
Какие материальные документы должны прилагаться к заказу на винтовую бочку?
Попросите сертификат на материал, показывающий химический состав базовой стали и номер плавки, а также отчет о проверке, в котором записаны фактические измеренные размеры ваших деталей, а не расчетные значения. Для биметаллических конструкций в предложении должны быть указаны название марки сплава и толщина слоя, а не только слово «биметаллический». EJS предоставляет сертификат материала и отчет о проверке вместе с каждым цилиндром шнека и проставляет на каждой детали прослеживаемый идентификационный номер.
