A биметаллический винтовой стволнесет в себе отдельный слой из износостойкого сплава, металлургически связанный со стальной основой, — не покрытие, не гальваническое покрытие. Винты получают наплавку ПТА толщиной 1,0–1,5 мм. Стволы имеют центробежнолитую футеровку толщиной 2,0–3,0 мм. Модернизация оправдывает затраты на абразивные или коррозийные составы и тратит деньги на чистую ненаполненную смолу.
Винт возвращается на наш завод с закругленными посадочными площадками. Заказчик использует нейлон, наполненный стекловолокном на 30%. Винт азотирован. Это продолжалось четырнадцать месяцев.
Та же геометрия в биметаллической конструкции, на том же соединении возвращается для проверки спустя годы и все еще измеряется допуском.
Этот зазор и есть то, что покупает биметаллический винтовой ствол. Но зазор существует только потому, что состав абразивный. Пропустите чистый PE через оба винта, и по окончании срока службы вам будет сложно отличить их друг от друга — и вы потеряете деньги на обновление.
В этом руководстве объясняется, что такое биметаллическая конструкция, как она на самом деле производится (два разных процесса, которые большинство статей неправильно понимают), какие марки сплавов имеют значение и — часть, которую никто не пишет — когда модернизация является пустой тратой вашего бюджета.
Быстрый ответ
- Биметаллическийозначает слой износостойкого сплава, металлургически связанный со стальной основой, а не покрытие, не плакировку.
- Винт и ствол сделаны по-разному.Винты имеют наплавку ПТА (1,0–1,5 мм). Стволы имеют центробежнолитую футеровку (2,0–3,0 мм).
- Купите его, если ваш состав абразивный или коррозийный:стекловолокно, минеральный наполнитель, антипирен, жесткий ПВХ, переработанное сырье.
- Пропустите это для чистой незаполненной смолы.Азотированный обрабатывает натуральный ПП, ПЭ, ПС и АБС за небольшую часть стоимости.
- Оценка важнее слова.Спросите название марки, толщину слоя и твердость.
1. Что такое биметаллический винтовой ствол?
Биметаллический винтовой ствол состоит из двух металлов, выполняющих две разные функции. Базовая сталь обеспечивает структурную прочность, усталостную прочность и стабильность размеров. Отдельный слой сплава, прикрепленный к рабочим поверхностям, обеспечивает износостойкость и коррозионную стойкость, необходимые полимеру.
«Би» означает два. Два металла являютсяслитые, а не смешанные. Смесь металлов – это сплав; биметаллическая деталь удерживает два материала в отдельных слоях с металлургической связью между ними.
Это различие имеет коммерческое значение. Хромированный ствол не является биметаллическим — покрытие сидит на поверхности и может отслаиваться. Азотированный ствол не является биметаллическим — при азотировании происходит диффузия азота.всуществующую сталь, а не добавление нового материала. Абиметаллический винтовой стволдобавляет настоящий сплав толщиной в несколько миллиметров, который становится частью компонента.
Базовые стали
| Базовая сталь | Стандартный | Где это используется |
|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | Рабочая лошадка азотирования стали в Азии |
| 34КрАлНи7 | 1.8550 | Нитриды глубже и тверже, чем 38CrMoAlA. |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | Высокая прочность, хорошая усталостная стойкость |
| 42КрМо | АИСИ 4140 | Прочный, широко доступный |
| СКД61/СС316 | — | Работа в условиях высоких температур и коррозионно-критических условий |
2. Два разных процесса: винтовой и цилиндрический.
Вот где большинство статей на эту тему ошибаются. Они описывают биметаллические винтовые цилиндры так, как будто обе детали изготавливаются в одном процессе. Здесь задействованы два совершенно разных процесса, и знание того, какой именно, позволяет узнать, действительно ли поставщик производит собственное производство.
Винт: сварка PTA (наплавка твердым слоем)
ПТА означаетплазменно-переносная дуга. Плазменная горелка плавит порошок сплава и наносит его на рабочие поверхности шнека в виде сварного шва. Наплавленный сплав металлургически сплавляется с основной сталью — это сварка, а не напыление.
После сварки винт возвращается на токарный станок. Наплавка увеличенного размера обрабатывается до окончательной геометрии полета и допусков. То, что остается, этоот 1,0 до 1,5 ммслой износостойкого сплава именно там, где винт соприкасается со стенкой ствола. При приземлении винт изнашивается, поэтому вся суть в их наплавке.
Ствол: центробежное литье
Канал ствола получает свой сплав путемгоризонтальное центробежное литье. Расплавленный сплав заливается в корпус вращающейся бочки; центробежная сила отбрасывает его к внутренней стенке, где он затвердевает в виде плотной ровной облицовки. Литье в контролируемой атмосфере предотвращает появление пористости и отсутствие звука соединения.
Результатом являетсяот 2,0 до 3,0 ммфутеровка из сплава по всей длине канала ствола. Почему толще винта? Геометрия и экономика. Канал ствола — это поверхность, с которой винт сталкивается по всей своей длине, а замена ствола обходится гораздо дороже, чем винт.
| Компонент | Процесс | Слой сплава | Что он защищает |
|---|---|---|---|
| Винт | PTA сварка (наплавка) | 1,0 – 1,5 мм | Полетные приземления — скользящая контактная поверхность |
| Бочка | Центробежное литье | 2,0 – 3,0 мм | Полнопроходное — поверхность, с которой сталкивается винт. |
Практический тест для поставщиков.Попросите их описать, как они наносят сплав на винт и как наносят его на ствол. Настоящий производитель без колебаний называет два разных процесса. Торговая компания дает вам один расплывчатый ответ по поводу «покрытия».
3. Биметаллические и азотированные: что на самом деле меняется
Азотирование обеспечивает диффузию азота на поверхность стали, создавая твердый корпус. Новый материал не добавляется. Дело рассматриваетсяот 0,4 до 0,7 ммглубоко, а поверхность достигает примерно 850–950 HV на 38CrMoAlA.
Этот случай действительно трудный. Его слабость в том, что он тонкий и химически ограничен.
| Свойство | Азотированный | Биметаллический |
|---|---|---|
| Тип слоя | Рассеянный корпус (без добавления материала) | Добавленный сплав, металлургически связанный |
| Глубина слоя винта | 0,4 – 0,7 мм | 1,0 – 1,5 мм |
| Глубина слоя ствола | 0,4 – 0,7 мм | 2,0 – 3,0 мм |
| Твердость поверхности | ВВ 850 – 950 | HRC 50–62 (в зависимости от класса) |
| Устойчивость к истиранию | Умеренный | От высокого до отличного |
| Коррозионная стойкость | Ограниченный | От хорошего до отличного (зависит от оценки) |
| Относительная стоимость | 1,0× | Выше — сплав и процесс увеличивают стоимость. |
| Лучший долг | Чистая, ненаполненная смола. | Наполненный, коррозионный или переработанный корм |
Как только абразивный наполнитель прорезает нитридную оболочку, более мягкая стальная сердцевина оказывается под ней и быстро разрушается. Вот почему азотированные детали на стеклонаполненных компаундах не деградируют изящно — они выдерживают, а затем быстро выходят из строя.
Биметаллический слой имеет глубину в несколько миллиметров. Он изнашивается медленно, и скорость износа остается примерно линейной. Именно на этой глубине живет износостойкость — и это причина, по которой срок службы абразивных смесей так резко различается между двумя конструкциями.
4. Марки сплавов — спросите номер
Большинство поставщиков описывают свой сплав как «на основе никеля» или «карбида вольфрама». Это вам почти ни о чем не говорит. Ni60 и Colmonoy 83 изготовлены на основе никеля и действуют по-разному.
Сплавы для наплавки винтов (PTA-сварные)
| 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)
| 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 |
Деталь, которая сбивает людей с толку
Посмотрите на Colmonoy 83. Его твердость равнаПЦ 50–55 — нижечем Ni60 при HRC 56–62. Тем не менее, Colmonoy 83 имеет высший рейтинг противоизносных свойств.
Твердость и стойкость к истиранию — не одно и то же свойство. Высокая твердость поверхности противостоит вдавливанию; Износостойкость от абразивного наполнителя обеспечивается частицами карбидов, внедренными в сплав. Colmonoy 83 содержит карбид вольфрама (в его составе «Wc»). Эти внедренные частицы карбида действуют против стекловолокна, минералов и песка в переработанном материале, а матрица вокруг них может быть мягче, не нанося вреда результату.
Поэтому, когда поставщик указывает вам только твердость, он приводит неверную цифру. Спросите состав.
Сопоставление класса с соединением
| Ваше соединение | Винтовой сплав | Ствол из сплава | Почему |
|---|---|---|---|
| Стеклонейлон с минеральным наполнителем. | Колмоной 83 | EJS01 или EJS04 | Карбид вольфрама справляется с истиранием |
| Жесткий ПВХ | Ни60 или Колмоной 56 | EJS02 или EJS03 | HCl-коррозия приводит, а не истирание |
| Переработанный/послепотребительский корм | Колмоной 83 | EJS01 или EJS04 | Зернистость и металлические частицы действуют как наждачная бумага. |
| Огнезащитные составы | Колмоной 56 | EJS02 или EJS03 | Химически агрессивные упаковки |
| Высокотемпературные конструкционные полимеры | Колмоной 83 | EJS04 | EJS04 выдерживает температуру до 600°C. |
| Чистый ПП, ПЭ, ПС, АБС. | Азотирования достаточно. | Никакого истирания, никакой коррозии — экономьте деньги | |
5. Когда это окупается
Пять условий оправдывают обновление. Обычно достаточно любого из них.
- Абразивные наполнители.Стекловолокно, карбонат кальция, тальк, минеральное армирование. Они режут нитридный корпус так же, как наждачная бумага режет мягкую древесину.
- Коррозионная химия.Жесткий ПВХ по мере разложения выделяет HCl. Многие огнезащитные упаковки химически агрессивны. Фторполимеры напрямую воздействуют на сталь.
- Переработанные и бывшие в употреблении корма.В перешлифовке содержится песок, металлические частицы и непредсказуемые загрязнения — самый абразивный материал, который используют большинство переработчиков.
- Высокая пропускная способность, когда простои вредны.Если замена винта обходится в три дня производства, экономика смещается в сторону детали, которую нужно менять реже.
- История износа показывает, что азотирование было неправильным решением.Азотированная деталь, которая быстро изнашивается на вашем компаунде, вам о чем-то говорит. Замена – самый дешевый момент для исправления спецификации.
Ситуация с совокупной стоимостью владения проста. Биметаллический стоит дороже. При абразивной работе увеличенный срок службы шнека снижает стоимость часа работы ниже азотированной, обычно в течение первого цикла замены. Точные математические вычисления зависят от вашей смолы, загрузки наполнителя, производительности и стоимости часа простоя вашей линии — именно поэтому любой поставщик, который указывает универсальный множитель срока службы, не спрашивая о вашем составе, угадывает.
6. Когда НЕ следует покупать биметалл
Ни один конкурент не пишет этот раздел. В любом случае прочитайте — возможно, это сэкономит вам деньги.
Чистые, ненаполненные смолы не нуждаются в биметаллических соединениях.Если вы используете натуральный ПП, ПЭ, ПС или АБС без абразивного наполнителя и коррозионных добавок, азотированный винт и цилиндр из 38CrMoAlA сослужат вам хорошую службу и будут стоить гораздо дешевле. Биметаллическая защита простаивает. Вы заплатили за броню против врага, который никогда не появляется.
Линии с низкой пропускной способностью или прерывистые линии.Если машина работает несколько часов в неделю, износ накапливается медленно, независимо от конструкции. Срок окупаемости превышает тот момент, когда это имеет смысл.
Когда настоящая проблема в другом.Преждевременный износ иногда происходит из-за смещения винта, изогнутого вала, загрязнения исходного сырья или процесса, температура которого значительно превышает расчетную. Биметаллическая конструкция ничего из этого не исправит — она просто будет изнашиваться медленнее, пока основная неисправность сохраняется. Проведите диагностику перед обновлением.
Об этом вам скажут честные поставщики. Спросите производителя, оправдывает ли ваш состав биметаллический состав, и обратите внимание, спрашивают ли они, на чем вы на самом деле работаете, прежде чем ответить.
7. Как убедиться, что вы действительно получили биметаллический товар
Слово «биметаллический» встречается во многих счетах-фактурах. Сплав не всегда проявляется на детали. Четыре проверки защищают вас.
Контрольный список проверки
- Марку сплава запросите в письменном виде в предложении.Не «сплав на основе никеля» — название марки. Ni60, Colmonoy 56, Colmonoy 83 или собственное обозначение производителя с опубликованным составом.
- Толщину слоя уточняйте письменно.Наплавка винта должна быть 1,0–1,5 мм. Футеровка ствола должна быть толщиной 2,0–3,0 мм. Поставщик, указывающий 0,5 мм на стволе, продает вам что-то другое.
- Запросите сертификат материала на базовую сталь.Каждая партия должна иметь сертификат заводских испытаний, показывающий химические и механические свойства. Перепроверьте номер плавки.
- При первом заказе проведите анализ образца.Металлургическая лаборатория может разрезать купон и подтвердить толщину слоя, химический состав сплава и качество соединения. Стоимость тривиальна по сравнению с контейнером с винтами.
Производитель, производящий биметаллические изделия самостоятельно, без труда отвечает на все четыре вопроса. EJS предоставляет отчет о проверке и сертификат на материал вместе с каждым цилиндром шнека, а также проставляет отслеживаемый идентификационный номер на каждой детали во время производства. Стоит отметить колебания по любому из этих пунктов.
8. Как указать цену
Винтовые стволы почти на 100% состоят из нестандартных деталей. Прейскурантной цены не существует — производитель формирует ценовое предложение с учетом ваших особенностей, поэтому качество вашего запроса определяет качество ответа.
Отправьте эти шесть позиций и серьезные заводские расценки в течение одного рабочего дня:
- Марка и модель машины.Детали изготавливаются по чертежу или по марке и коду машины.
- Диаметр винта, соотношение L/D и общая длина.
- Ваше соединение, честно сказано.«ПП» и «ПП с 25% талька плюс 15% перемола» — это разные проблемы износа с разными вариантами сплава. Эта строка влияет на рекомендацию по металлургии больше, чем что-либо еще, что вы отправляете.
- Диапазон температур процесса.Сплавы для стволов имеют разные пределы — EJS01 — около 400°C, EJS04 — около 600°C.
- Рисунок, если он у вас есть.Без чертежа присылайте фотографии товара плюс основные размеры — диаметр, длину, детали фланца.
- Новая сборка или замена?Что касается замены, измерения износа и фотографии изношенной детали позволяют заводу судить, превосходит ли ремонт новое производство.
EJS производит винты и цилиндры на своем заводе в Чжоушане с 1992 года и самостоятельно производит биметаллические конструкции — сварка PTA для винтов, центробежное литье для цилиндров — для одношнековых (Ø 12–500 мм), параллельных двойных, конических двойных, литьевых и резиновых геометрий. Производство осуществляется в течение 20–70 дней после подтверждения чертежа с годовой гарантией на чистый пластик.
9. Часто задаваемые вопросы
Из чего состоит биметаллический винтовой ствол?
Биметаллический шнековый ствол сочетает в себе стальную основу с отдельным слоем износостойкого сплава, приклеенным к рабочим поверхностям. К распространенным базовым сталям относятся 38CrMoAlA, 34CrAlNi7, 31CrMoV9 и 42CrMo. Слой сплава на винтах обычно представляет собой Ni60, Colmonoy 56 или Colmonoy 83, наносимый PTA-сваркой толщиной от 1,0 до 1,5 мм. Слой сплава внутри стволов представляет собой литейный сплав на основе никеля или железа, нанесенный методом центробежного литья толщиной от 2,0 до 3,0 мм. Два материала остаются в отдельных слоях с металлургической связью между ними.
Насколько дольше служит биметаллический винтовой ствол, чем азотированный?
Достаточно долго, чтобы иметь значение для абразивных смесей, и недостаточно долго, чтобы иметь значение для чистых. На стеклонаполненном, минералонаполненном или переработанном питании разница в сроке службы существенна, поскольку нитридный корпус имеет глубину всего 0,4–0,7 мм, тогда как биметаллический дает 1,0–1,5 мм на шнеке и 2,0–3,0 мм на стволе, из более твердого и химически стойкого материала. На чистой ненаполненной смоле обе конструкции могут работать годами, а модернизация приносит мало пользы. Любой поставщик, указывающий фиксированный множитель, не спрашивая, что вы обрабатываете, является догадкой.
Биметаллический винтовой ствол — это то же самое, что хромированный?
Нет. Хромирование оставляет на поверхности тонкий слой, который может отслаиваться под воздействием термоциклирования и механической нагрузки. Биметаллическая конструкция соединяет несколько миллиметров сплава с основной сталью посредством сварки или литья, поэтому слой становится частью детали и не может отслаиваться. Хромирование служит определенным целям, таким как антиадгезионная защита и легкая защита от коррозии, но не является решением проблемы износа абразивных соединений.
Можно ли отремонтировать биметаллический винт при его износе?
Да, во многих случаях. Изношенный биметаллический винт можно повторно сварить со свежей наплавкой PTA и повторно обработать до исходной геометрии. Изношенный канал ствола можно расточить и заново футеровать методом центробежного литья. При восстановлении сохраняется оригинальный вал, шпоночная канавка, шейка и корпус, что часто делает его экономичным способом, когда OEM-деталь снимается с производства или срок поставки длительный. Отправьте фотографии и результаты измерений износа, чтобы получить оценку возможности ремонта или замены.
Нужен ли мне биметалл для винта, ствола или того и другого?
И то, и другое, в большинстве случаев, потому что носят в паре. Зазор между лётными площадками и каналом ствола является системным свойством. Новый биметаллический винт внутри изношенного отверстия увеличенного размера по-прежнему работает с увеличенным зазором, поэтому выходная мощность остается низкой, а новый винт изнашивается на неровной поверхности. Если вы обновляете один, измерьте другой. Замена только половины изнашиваемой пары переносит проблему на новую деталь.
Подойдет ли биметаллический винтовой цилиндр для ПВХ?
Да, но марка сплава имеет большее значение, чем этикетка. Жесткий ПВХ представляет собой проблему коррозии, прежде чем проблему истирания, поскольку при разложении полимер выделяет хлористый водород. Это означает, что вам нужен коррозионностойкий сплав: Ni60 или Colmonoy 56 на винте и EJS02 или EJS03 в стволе. Марка карбида вольфрама, такая как Colmonoy 83, рассчитана на абразивное истирание и не является подходящим решением для ПВХ, если только этот состав не содержит также тяжелый наполнитель.
Каков температурный предел биметаллического ствола?
Она зависит от литейного сплава и колеблется примерно от 400 до 600 градусов Цельсия. EJS01 рассчитан примерно на 400. EJS02 и EJS03 достигают примерно 450. EJS04, марка карбида вольфрама, выдерживает температуру примерно до 600. Если ваш процесс сильно нагревается, предел температуры становится характеристикой вентиля, поэтому сообщите производителю фактические температуры в зонах, а не расчетные значения.
Может ли компания EJS поставить биметаллические винтовые цилиндры для моей машины?
Да. EJS самостоятельно производит биметаллические шнеки и цилиндры с наплавкой PTA на шнеках и футеровкой цилиндров, полученной центробежным литьем, для одношнековых, параллельных сдвоенных, конических сдвоенных винтов, литьевых форм и резиновых геометрий. Детали создаются по чертежу или реконструируются на основе модели машины и кода, если чертежа не существует. Предложение будет представлено в течение одного рабочего дня после того, как будет ясна спецификация.
