(转自:链塑网)
改性企业想要做出满意的产品,离不开好的双螺杆挤出机。但实际上,混料在筒体里面充分混合、混炼后,常常使得筒体与螺纹元件磨损严重,企业不得不频繁更换这两大部件,既影响了改性企业生产效率,同时还增加企业运营维护成本。
如何有效降低双螺杆挤出机筒体、螺纹元件的更换频率?解决办法之一就是延长其使用寿命。
这需要我们了解影响筒体使用寿命的因素与其磨损原理,才能有效解决这个问题。
筒体(barrel)是双螺杆挤出机两大工作部件的之一,另一个是螺杆,只有筒体与螺杆组成一对磨擦组,塑料、辅料和助剂才能充分混炼。
影响机筒及螺纹元件使用寿命五大因素:
01
普通磨损
当塑料基粒、辅料与助剂进入筒体混合、混炼时,必然会带有摩擦,摩擦导致筒体与螺纹元件磨损。特别是碳酸钙和玻璃纤维等填充料,这些物质对金属材质的磨擦力往往比熔融塑料的大得多。
02
腐蚀磨损
辅料与助剂可能带有腐蚀性,直接腐蚀筒体内壁,导致筒体寿命降低。
03
高强度磨损(重磨损区)
在挤出机中通常情况下有4大重磨损区:加料区域、加玻纤增强剂或填充料区域、中间区域、杆头区域。
加料区域,机械磨损比较厉害。此时辅料加入还没有熔融,基本处于固体状态,筒体内壁与固体直接磨擦,使得内壁磨损很厉害,这是第一个重磨损区。
加玻纤增强剂或填充料区域,玻璃纤维是长丝,在进纤口会勒住八字孔尖角部位,在此处筒体会勒出很深的凹槽;另外玻璃纤维在高转速中剪切,相应地产生更多被撕碎的纤维,被撕碎的纤维含有锋利末端,令磨损力大为增加,磨损筒体内壁。
中间区域,双螺杆顶端受到压力,使得中间区域螺杆在高速运转中处于弯曲状态,而且挠度(弯曲量)最大,扫膛很厉害,对筒体磨损很明显。
杆头区域,顶端区域的螺杆处于悬臂状态,受重力影响,向下垂。物料进入后,会托起螺杆顶端,螺杆的外径与筒体内壁摩擦导致磨损。
04
工况(温度、压力影响)
挤出机工作环境是非常恶劣的,塑料的熔融温度一般较高,如:聚碳酸酯熔融温度达到240℃左右,尼龙达到280℃左右,PPS达到290℃左右。在高温情况下,金属物理属性下降,导致筒体寿命降低。
05
筒体内水分、空气、氧气等其他成分气体
当筒体里面混杂氧气、水蒸气的时候,筒体磨损更厉害。
工况温度、压力和筒体内水分、空气很难改变,目前只能通过应用更耐磨、抗腐蚀的材料做成筒体,以延长挤出机筒体、螺纹元件寿命。
现市面上制作筒体、螺纹元件的材料主要有碳钢、不锈钢、合金钢、粉末钢。相比于其他钢材,粉末钢采用粉末冶金技术,将金属粉末冶金原材料制成粉末,再根据固定的配比,在苛刻条件下生产出来的一种钢材。
与普通铸锻的钢材相比,粉末钢材的镍、铬和钼元素的偏析小、晶粒度细小、硫化物夹杂细小并均匀分布,所以改善了力学性能,更耐磨更耐腐,用粉末钢制成的筒体和螺纹元件能延长其使用寿命。
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