幾乎每一個(gè)從事陶瓷類(lèi)物料擠出的用戶(hù)都關(guān)心因擠出機(jī)極端的摩擦磨損和腐蝕磨損而導(dǎo)致螺桿的快速失效，擠出機(jī)核心部件使用壽命短的問(wèn)題，上海原元康集團(tuán)公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“原元康”）就陶瓷擠出機(jī)螺桿制造材料的選擇做了大量研究。
螺桿表面強(qiáng)化的手段有哪些？
螺桿表面強(qiáng)化的手段有多種，包括螺桿工作表面采用合金保護(hù)層的雙金屬螺桿、整個(gè)螺紋元件采用硬質(zhì)合金材料制造的螺桿等。德國(guó)著名陶瓷擠出機(jī)生產(chǎn)廠ETC公司，他們的陶瓷擠出機(jī)螺桿制造材料按成本配置從低至高的排序，分別有1.4112馬氏體不銹鋼淬火型、粉末冶金高溫等靜壓PM-HIP鑄造型以及全鎢鋼硬質(zhì)合金型等。
另外，排氣在陶瓷物料的擠出過(guò)程中也十分重要，一般需要采用中間排氣的雙階擠出機(jī)形式，物料從上階擠出機(jī)擠出后經(jīng)過(guò)真空排氣再進(jìn)入到下階擠出機(jī)。在物料運(yùn)行的過(guò)程中物料作用在擠出機(jī)螺桿上的磨損和腐蝕在不同的位置是有差異的，因此組合式的螺紋元件在不同位置上的磨損失效也是不同的。針對(duì)這個(gè)差異，性?xún)r(jià)比最好的方法是針對(duì)螺桿不同位置而功能化配置不同制造材料的螺紋元件，詳見(jiàn)下面的圖示：
在螺桿表面增加陶瓷涂層的工藝可以提高螺桿的使用壽命？
有用戶(hù)提出是不是可以在螺桿表面增加陶瓷涂層的工藝方法來(lái)提高螺桿的使用壽命，例如增加氧化鋁涂層（Alumina Coating）螺桿，作為從事擠出機(jī)行業(yè)三十年以上、尤其是專(zhuān)業(yè)于擠出機(jī)核心部件制造材料研發(fā)的公司，原元康并不建議采用這個(gè)涂層的方法，理由是：
A、理論上無(wú)論是氧化鋁涂層，納米級(jí)氧化鋁涂層，還是氧化鋁-氧化鈦涂層，甚至是碳化物涂層等，都屬于陶瓷類(lèi)“涂層”，涂層的成型工藝方法有氣相沉積和液相沉積二種。致命的問(wèn)題是無(wú)論采用哪一種沉積工藝方法，涂層的厚度都是非常有限。一般氣相沉積的涂層厚度僅僅0.006mm，而液相沉積的涂層厚度雖然可以達(dá)到0.02mm但是也真的是非常薄。試想陶瓷擠出機(jī)的物料整個(gè)就是氧化鋁（雖然有少量有機(jī)物粘接劑），大量氧化鋁物料在剪切摩擦螺桿表面僅僅厚度即便為0.02mm的涂層，這個(gè)涂層能夠經(jīng)得起這個(gè)摩擦磨損嗎？可以下結(jié)論的是，無(wú)論螺桿采用哪一種涂層強(qiáng)化，在陶瓷擠出機(jī)的特殊工況條件下的使用壽命一定都是非常有限的。
B、所有擠出機(jī)在工作狀態(tài)下都存在二大類(lèi)磨損，一類(lèi)是上面提到的螺桿的螺棱在推動(dòng)物料作正向位移時(shí)螺桿剪切物料的“剪切磨損”，另一類(lèi)是由于螺桿懸臂安裝在機(jī)筒內(nèi)，螺桿螺棱表面與機(jī)筒內(nèi)壁之間存在的“接觸磨損”，也稱(chēng)之為金屬材料之間的“匹配磨損”。理論上同種金屬材料之間的匹配磨損系數(shù)最大，也就是最容易互相被“摩擦掉”。在運(yùn)行氧化鋁物料的陶瓷擠出機(jī)上，如果一定要選擇涂層加強(qiáng)，也絕對(duì)不可以選擇氧化鋁涂層，最佳選擇只能是碳化鎢涂層。
可以從以下四種金屬之間材料的匹配磨損系數(shù)，可以看到差異之大：
原元康的優(yōu)勢(shì)？
陶瓷擠出機(jī)的螺桿制造成本，在擠出機(jī)報(bào)價(jià)中所占比例非常高。如果螺紋元件全部采用鎢鋼型硬質(zhì)合金材料制造，計(jì)算的螺桿制造成本幾乎將占到擠出機(jī)報(bào)價(jià)的40%以上?；诔杀镜目紤]，世界上幾乎所有著名擠出機(jī)制造公司在面對(duì)擠出機(jī)極端磨損工況條件下，一般都采用螺紋元件組合的“功能化配置”方法，例如德國(guó)W&P公司、德國(guó)ETC公司等，原元康也沿用了這個(gè)方法。
原元康在陶瓷擠出機(jī)螺桿組合的功能化配置方面，一般上階擠出機(jī)的螺紋元件全部采用1.4112馬氏體不銹鋼制造，而下階擠出機(jī)除了在靠近承受大背壓、摩擦磨損十分尖銳的機(jī)頭段，編號(hào)1、編號(hào)2和編號(hào)3（見(jiàn)上面的螺紋元件配置圖）采用PM-HIP成型的WR14粉末鋼以外，其它元件基本也都采用1.4112馬氏體不銹鋼制造。
WR14材料是一種從歐洲進(jìn)口的高鉻高釩含量、具有高耐磨損耐腐蝕性能的粉末合金工具鋼。由于金屬成分中均勻分布的大量堅(jiān)硬的碳化物的存在，同時(shí)材料在高溫高壓下成型而取得的極高的致密性，因此WR14鋼材具有出色的耐磨損性能和良好的韌性，又由于合金成分中含有大量的鉻元素而使得WR14同時(shí)具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。WR14粉末鋼的形態(tài)、元素成份、機(jī)械性能及其抗磨損抗腐蝕特性見(jiàn)下表：
原元康有針對(duì)性的采用上述不同制造材料螺紋元件的功能化配置方法，可以得到十分理想的陶瓷擠出機(jī)的性?xún)r(jià)比。與同行相比，以其較高的耐磨損性能和較高的性?xún)r(jià)比， 滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)擠出機(jī)的更高使用壽命的追求，贏得了業(yè)界廣泛的贊譽(yù)。
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