阅读说明：本技术 一种挤出机筒体的制备方法 (Preparation method of extruder barrel ) 是由 刘光知 王新贵 王成冲 于 2019-03-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种挤出机筒体的制备方法,属于挤出机筒体技术领域,包括步骤：制备合金粉末、球磨、压片、贴片、脱脂、烧结、冷却与后加工获得筒体成品。本发明提供的制备方法,成本低,工艺简单,该制备方法通过控制合金粉末的成分以及与树脂结合剂的混合比例,同时严格控制脱脂与烧结的温度控制,所制备的筒体耐磨性和耐腐蚀性好,使用寿命长。(The invention provides a preparation method of an extruder barrel, belonging to the technical field of extruder barrels and comprising the following steps: preparing alloy powder, ball milling, tabletting, pasting, degreasing, sintering, cooling and post-processing to obtain a finished barrel product. The preparation method provided by the invention has the advantages of low cost and simple process, the components of the alloy powder and the mixing ratio of the alloy powder and the resin binder are controlled, and the degreasing and sintering temperature control is strictly controlled, so that the prepared cylinder has good wear resistance and corrosion resistance, and long service life.)

一种挤出机筒体的制备方法

技术领域

本发明属于挤出机筒体技术领域，具体涉及一种挤出机筒体的制备方法。

背景技术

挤出机属于塑料机械的种类之一。挤出机依据机头料流方向以及螺杆中心线的夹角，可以将机头分成直角机头和斜角机头等。螺杆挤出机是依靠螺杆旋转产生的压力及剪切力，能使得物料可以充分进行塑化以及均匀混合，通过口模成型。螺杆挤出机主要包括传动机构、加料机构、筒体、螺杆、机头和口模等六个部分，其中筒体与螺杆相摩擦，更换频繁。

目前常用的筒体结构如图1，筒体本体1的材料为45号钢，在筒体本体1的内部与螺杆接触的部分镶对称的两个半合金套2来提高筒体的耐磨性，此筒体最大的问题是两个半合金套2对齐镶入筒体本体内无法做到合缝3处无一丝缝隙，合缝3处易被筒体内部的原料腐蚀而损坏。为了解决图1筒体的缺陷，市场上存在改进筒体如图2，将整体合金套4镶入筒体本体1内，此筒体的缺点为：1)整体价格为图1中筒体的3-4倍；2)筒体在整体受热后，45号钢的筒体本体1与合金套4的热膨胀系数相差较大，使筒体本体1与合金套4之间将产生缝隙，因此使用寿命依旧较短。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种挤出机筒体的制备方法，成本低，工艺简单，所制备的筒体耐磨性和耐腐蚀性好，使用寿命长。

本发明提供了如下的技术方案：

一种挤出机筒体的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备合金粉末：称取质量份数分别为C：2.5-3.8份、Cr：18-29份、Fe：0-5份、W：9-15份、Ni：2-6份的粉末，混合均匀获得合金粉末；

S2、球磨：将合金粉末与树脂结合剂按质量比为20：1的比例充分混合，然后球磨分散均化获得合金粉末混合物；

S3、压片：将球磨好的合金粉末混合物压片，制成1-5mm厚的合金层，然后风干备用；

S4、贴片：在筒体本体的内表面刷涂一层树脂结合剂，将S3中获得的合金层裁剪为合适尺寸，然后贴于筒体本体的内表面，压实并烘干；

S5、脱脂：将贴好合金层的筒体本体放入真空脱脂炉中脱脂，脱脂温度140-650℃；

S6、烧结：脱脂完成后，按2-7℃/min的速度升温至920-1300℃，保温120-480min，烧结成型；

S7：冷却与后加工：烧结结束后进行炉冷并出炉，然后进行后加工获得筒体成品。

优选的，所述S2和S4中的树脂结合剂的成分包括PP、POE、抗氧剂和润滑剂，各成分的质量份数分别为：PP 419份、POE 376份、抗氧剂3.6份、润滑剂2.4份。

优选的，所述S2中的球磨时间4-8h。

优选的，所述S2中球磨后获得合金粉末混合物的粒度范围为5-100μm。

优选的，所述S4中烘干温度为40-120℃，烘干时间12-24h。

优选的，所述S5中脱脂的温度控制方式为：以<5℃/h的速度进行升温，每升温100℃进行一次保温，每次保温时间为120min，直至达到脱脂温度后保温120min。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过将合金粉末与树脂结合剂相混合，经球磨、压片、贴片等工艺在筒体本体的内表面形成一层合金层，均匀性和致密性好，不易被腐蚀，耐磨性好，使用寿命长；现有合金套组装成品存在装配间隙，存在较大热传递损失，容易造成温控失真，灵敏性能下降，本发明由于合金与基体间属于冶金结合，基体与合金属于整体结构，不会产生间隙接触性温度损失，能真实准确地反映筒体内部工作温度。

(2)本发明采用S1中配方的合金粉末，所形成的合金层耐磨性好，将合金粉末与树脂结合剂以质量比为20：1的比例充分混合，树脂结合剂主要是提供成型载体，确保成膜的顺利完成并能任意切割需要的尺寸，保证合金涂覆的顺利完成，由于树脂结合剂任性好，装载量大，能制作高致密性的涂层，有利于提高合金涂层的致密性，减少烧结成型过程的收缩量，确保产品质量及烧结合格率。

(3)本发明提供的制备方法中，采用阶段性升温和保温的脱脂方式，充分脱除树脂结合剂，完成合金涂层的最终收缩，确保最终成品的产品质量和合金性能；以2-7℃/min的速度升温至920-1300℃，保温120-480min的方式进行烧结成型，能够提高合金层的致密性以及合金层与筒体本体的结合牢固性，使两者间不易产生缝隙。

(4)本发明制备的合金层厚度为1-5mm，与现有筒体中的合金套相比，厚度大幅度减小，从而避免了筒体受热时，合金层与筒体本体因膨胀系数不同而产生间隙。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有筒体的结构示意图；

图2是另一现有筒体的结构示意图；

图3是本发明制备的筒体的结构示意图。

图中标记为：1、筒体本体；2、半合金套；3、合缝；4、合金套；5、合金层。

具体实施方式

实施例1

一种挤出机筒体的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备合金粉末：称取质量份数分别为C：2.5份、Cr：18份、W：9份、Ni：2份的粉末，混合均匀获得合金粉末；

S2、球磨：将合金粉末与树脂结合剂按质量比为20：1的比例充分混合，然后球磨4-8h，分散均化获得合金粉末混合物，粒度范围为5-100μm，其中树脂结合剂的成分包括PP419份、POE 376份、抗氧剂3.6份、润滑剂2.4份；

S3、压片：将球磨好的合金粉末混合物压片，制成1mm厚的合金层，然后风干备用；

S4、贴片：在筒体本体的内表面刷涂一层树脂结合剂，将S3中获得的合金层裁剪为合适尺寸，然后贴于筒体本体的内表面，压实并烘干，烘干温度为40℃，烘干时间24h；

S5、脱脂：将贴好合金层的筒体本体放入真空脱脂炉中脱脂，温度控制方式为：以2℃/h的速度进行升温，每升温100℃进行一次保温，每次保温时间为120min，直至达到脱脂温度140℃后保温120min；

S6、烧结：脱脂完成后，按2℃/min的速度升温至920℃，保温480min，烧结成型；

S7：冷却与后加工：烧结结束后进行炉冷并出炉，然后进行后加工获得筒体成品，如图3，筒体结构包括筒体本体1和合金层5。

筒体烧结后无裂纹、气孔。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：3，达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀，腐蚀速率比为0.25：1，满足设计要求(设计要求<0.3：1)。

实施例2

一种挤出机筒体的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备合金粉末：称取质量份数分别为C：3.8份、Cr：29份、Fe：5份、W：15份、Ni：6份的粉末，混合均匀获得合金粉末；

S2、球磨：将合金粉末与树脂结合剂按质量比为20：1的比例充分混合，然后球磨4-8h，分散均化获得合金粉末混合物，粒度范围为5-100μm，其中树脂结合剂的成分包括PP419份、POE 376份、抗氧剂3.6份、润滑剂2.4份；

S3、压片：将球磨好的合金粉末混合物压片，制成5mm厚的合金层，然后风干备用；

S4、贴片：在筒体本体的内表面刷涂一层树脂结合剂，将S3中获得的合金层裁剪为合适尺寸，然后贴于筒体本体的内表面，压实并烘干，烘干温度为120℃，烘干时间12h；

S5、脱脂：将贴好合金层的筒体本体放入真空脱脂炉中脱脂，温度控制方式为：以3℃/h的速度进行升温，每升温100℃进行一次保温，每次保温时间为120min，直至达到脱脂温度650℃后保温120min；

S6、烧结：脱脂完成后，按7℃/min的速度升温至1300℃，保温120min，烧结成型；

S7：冷却与后加工：烧结结束后进行炉冷并出炉，然后进行后加工获得筒体成品，如图3，筒体结构包括筒体本体1和合金层5。

筒体烧结后无裂纹、气孔。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：3，达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀，腐蚀速率比为0.27：1，满足设计要求(设计要求<0.3：1)。

实施例3

一种挤出机筒体的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备合金粉末：称取质量份数分别为C：3份、Cr：23份、Fe：3份、W：12份、Ni：4份的粉末，混合均匀获得合金粉末；

S2、球磨：将合金粉末与树脂结合剂按质量比为20：1的比例充分混合，然后球磨4-8h，分散均化获得合金粉末混合物，粒度范围为5-100μm，其中树脂结合剂的成分包括PP419份、POE 376份、抗氧剂3.6份、润滑剂2.4份；

S3、压片：将球磨好的合金粉末混合物压片，制成3mm厚的合金层，然后风干备用；

S4、贴片：在筒体本体的内表面刷涂一层树脂结合剂，将S3中获得的合金层裁剪为合适尺寸，然后贴于筒体本体的内表面，压实并烘干，烘干温度为100℃，烘干时间15h；

S5、脱脂：将贴好合金层的筒体本体放入真空脱脂炉中脱脂，温度控制方式为：以4℃/h的速度进行升温，每升温100℃进行一次保温，每次保温时间为120min，直至达到脱脂温度500℃后保温120min；

S6、烧结：脱脂完成后，按4℃/min的速度升温至1200℃，保温360min，烧结成型；

S7：冷却与后加工：烧结结束后进行炉冷并出炉，然后进行后加工获得筒体成品，如图3，筒体结构包括筒体本体1和合金层5。

筒体烧结后无裂纹、气孔。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：2.7，达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀，腐蚀速率比为0.26：1，满足设计要求(设计要求<0.3：1)。

对比例1

将实施例1中S2合金粉末与树脂结合剂的质量比为20：1改为20：3，其它工艺条件不变。

筒体成品烧结后有微裂纹，分析原因可能由于树脂含量太高，分解时排出大量气体，造成合金微裂纹。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：1.5，未达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀：腐蚀速率比为1：1.12，未达到设计要求(设计要求<0.3：1)。

对比例2

将实施例2中S2合金粉末与树脂结合剂的质量比为20：1改为20：2，其它工艺条件不变。

筒体成品烧结后有气孔。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：2，未达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀：腐蚀速率比为1：1未达到设计要求(设计要求<0.3：1)。

对比例3

将实施例3中S5的脱脂温控方式改为以10℃/h的速度进行升温，直至达到脱脂温度500℃后保温120min；将S6中的烧结工艺改为按10℃/min的速度升温至1200℃，保温360min，烧结成型；其它工艺条件不变。

筒体成品烧结后有微裂纹。

耐磨测试：与6542工具钢对比，重量损失比为1：1.3，未达到设计要求(设计要求准<1：2.5)。

腐蚀测试：与304不锈钢在HCl溶液中浸泡腐蚀：腐蚀速率比为1：1，未达到设计要求(设计要求<0.3：1)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。