Использование кобальтовых сплавов в шнековых экструдерах

Поскольку индустрия переработки пластмасс продолжает повышать свои требования к производительности, долговечности оборудования и защите окружающей среды, выбор материала для шнеков и цилиндров экструдеров стал ключевым вопросом в оптимизации технологий. Среди многих высокопроизводительных материалов кобальтовые сплавы постепенно становятся идеальным выбором для ключевых компонентов экструдеров для пластмасс благодаря их превосходной износостойкости, коррозионной стойкости и стабильности при высоких температурах.

Технические характеристики кобальтовых сплавов

Кобальтовый сплав — это разновидность металлического сплава, основными компонентами которого являются кобальт, хром и вольфрам, обладающий следующими основными свойствами: 

1. Превосходная стойкость к истиранию: ее твердость может достигать ЧРК 50-65, что намного выше, чем у обычной инструментальной стали, и она может значительно снизить скорость истирания шнека и цилиндра при высокоскоростном вращении, а также трение материала.

2. Высокая термостойкость: в условиях высоких температур свыше 500 °C он может сохранять структурную стабильность, избегая деформации, вызванной тепловым расширением.

3. Химическая стойкость: отличная стойкость к кислотным пластическим добавкам (например, хлорид-ионам при переработке ПВХ) и высокотемпературной коррозии расплава.

4. Самосмазывающийся: Оксидная пленка, образующаяся на поверхности сплава, снижает прямое трение металла о металл, снижая потребление энергии и накопление тепла.

Благодаря этим свойствам кобальтовые сплавы особенно подходят для экструзионных процессов с высокими нагрузками и износом, таких как обработка стеклопластиков, конструкционных пластиков (например, ПА, ПИК) или переработанных материалов, содержащих наполнители.

Кобальтовые сплавы в шнеках и цилиндрах 

1. Интегральное производство 

Для небольших экструдеров или экструдеров, не имеющих особо высоких требований к производительности, можно использовать интегральный подход к производству, при котором шнеки и цилиндры изготавливаются непосредственно из кобальтовых сплавов. Преимуществами этого метода являются его простая конструкция и относительно легкий процесс производства, но стоимость выше.

2. Покрытие поверхности 

Для крупномасштабных или более чувствительных к стоимости экструдеров можно использовать поверхностное покрытие, шнек и цилиндр из обычной стали, напыляя или наплавляя слой покрытия из кобальтового сплава. Преимущество этого подхода в том, что стоимость ниже, и в то же время можно эффективно улучшить износостойкость шнека и цилиндра, коррозионную стойкость. В настоящее время обычно используемые процессы поверхностного покрытия включают плазменное напыление, газопламенное напыление и лазерную наплавку.

3. Установить структуру 

В некоторых особых случаях в установленной конструкции можно использовать кобальтовый сплав, изготовленный из втулки, вставленной в ствол из обычной стали, или кобальтовый сплав, изготовленный из винтовой оправки, и обычную сталь, изготовленную из винтовой рубашки, объединенные вместе. Преимущество такого подхода заключается в том, что можно выбрать правильную комбинацию материалов в соответствии с фактическими потребностями, снизить затраты и обеспечить производительность ключевых деталей.

Анализ экономической ценности: долгосрочные преимущества кобальтовых сплавов значительно перевешивают первоначальные затраты 

Хотя первоначальная стоимость кобальтовых сплавов выше, чем у обычной стали, общая экономическая ценность отражается в: 

Сокращение потерь из-за простоев: сокращение незапланированных простоев из-за повреждения шнека или цилиндра повышает эффективность использования оборудования.

Увеличенные циклы замены: детали из армированного сплава служат во много раз дольше, чем детали из обычных материалов, что значительно снижает частоту закупок запасных частей.

Повышение качества продукции: стабильная точность размеров и качество поверхности снижают процент брака.