粉末涂料生產(chǎn)設(shè)備備件材料的選擇
來源：福建萬安實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司
發(fā)布時間： 2017-08-04 16:42:19
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粉末涂料由于設(shè)備使用時間長，設(shè)備備件在粉末生產(chǎn)過程中的磨損是正常的，而備件磨損后如：螺桿、內(nèi)襯磨損將直接影響粉末混合效果和產(chǎn)量；ACM磨中齒圈、擊柱、分級器、回流圈磨損將直接影響生產(chǎn)粉末的細(xì)度和粒度分布等。如何更好持續(xù)地生產(chǎn)高質(zhì)量粉末，如何防止因備件磨損而影響粉末質(zhì)量，是擺在廣大粉末涂料生產(chǎn)廠家面前的一個很現(xiàn)實(shí)的問題。


目前在粉末設(shè)備備件市場上，由于采用的材料和熱處理工藝不一，因而生產(chǎn)出來的備件耐磨壽命也不同。同時因沒有統(tǒng)一規(guī)范，因此各種備件價格五花八門，可是所有備件從表面上看不出是用的什么材料、什么熱處理工藝，而粉末廠對機(jī)械零件的材料、熱處理工藝都了解甚少，因而造成了當(dāng)前粉末設(shè)備備件市場上的混亂。如何根據(jù)本廠生產(chǎn)粉末的品種和產(chǎn)量來選擇耐磨、使用壽命長、性價比高的備件，這是廣大粉末廠家一直面臨的現(xiàn)實(shí)問題。筆者認(rèn)為選擇備件首先考慮的是質(zhì)量，即耐磨壽命長，其次是性價比。下面就粉末設(shè)備中常用的典型易損件螺桿、螺套、混煉塊、ACM磨中的齒圈的選用材料進(jìn)行具體分析。

粉末設(shè)備用各備件材料特性

50雙螺桿擠出機(jī)易損備件螺套L=76及ACM磨易損備件齒圈（15磨）直徑Ф380 H100，采用的各種材質(zhì)的價格、工藝、耐磨性對比分別見表1和表2。


表1  雙螺桿擠出機(jī)螺套各種材料價格、工藝、耐磨性

粉末涂料

表2 ACM磨齒圈各種材料價格、工藝、耐磨性

粉末涂料

表1、表2中的各種金屬材料分析如下。

1
（1）45#鋼或40Cr是一般常用碳鋼和含鉻元素的合金結(jié)構(gòu)鋼，其含碳量0.45%。這兩種鋼通過淬火熱處理也能達(dá)到HRC55左右，從硬度角度也能用于螺套、齒圈的制作，但由于其合金元素少，因此其金相組織碳化物不耐磨，只適合做螺桿中的一般芯軸，但用于螺套、齒圈等需要長期耐磨的備件，很快就會磨損了。
2
20CrMnTi是一種合金滲碳鋼，由于其含有Cr、Mn、Ti元素，因此是一種低碳合金結(jié)構(gòu)鋼。它通過滲碳熱處理工藝，表面能滲1-2mm滲碳層，其滲碳后表面的硬度能達(dá)到HRC55-60。但這種低碳合金鋼一般適合于做齒輪箱中的齒輪。由于齒輪一般浸泡在油里，磨損也較慢，但是不適合做耐磨要求高的螺套、齒圈等配件，原因1、滲碳溫度高，變形大；2、滲碳層金相結(jié)構(gòu)不耐磨，磨損較快。但其優(yōu)點(diǎn)是成本低廉。
3
38CrMoAl是一種氮化鋼，是長期以來機(jī)械行業(yè)各種擠出機(jī)的專用鋼材。該材料首先經(jīng)過氮化后，表面氮化層硬度能達(dá)到HV800-1000，相當(dāng)于HRC硬度65左右，而且這種氮化物金相組織比較耐磨，由于是表面處理，因此其生產(chǎn)的工件韌性也好，同時氮化溫度低，變形也小，應(yīng)該說38CrMoAl是做螺桿備件理想的材料。但近年來，由于各粉末設(shè)備廠家為了降低成本或其他原因，把本應(yīng)氮化100h以上的工藝時間壓縮至50h不到，造成了材料的氮化層很淺，大概30絲左右，有的廠家甚至更低。由于氮化層淺，備件使用一段時間后氮化層一旦磨損，該備件基本就報廢了，這就是典型的不執(zhí)行正規(guī)熱處理工藝而造成的，也就是因熱處理工藝偷工減料造成沒有充分發(fā)揮材料潛能的典型例子。當(dāng)今行業(yè)中95%以上螺桿用的38CrMoAl氮化層都是30絲左右，由于氮化層淺而造成該材料耐磨壽命低，所以該材料已經(jīng)從最適合做螺桿備件而逐漸被其他材料取代，目前塑料擠出機(jī)行業(yè)的螺桿備件已經(jīng)基本不用38CrMoAl。
4
Cr12MoV由于近年來粉末品種層出不窮，有些粉末品種（如：防腐粉、絕緣粉等，因?yàn)槠浜卸趸杼盍�，所以對螺桿磨損特別快），即使是平光粉，由于產(chǎn)量的加大，對螺桿中的進(jìn)料段易磨損部分要求越來越高，38CrMoAl淺層氮化所做的螺套、混煉塊等備件已滿足不了生產(chǎn)要求，所以在煙臺制粉設(shè)備行業(yè)出現(xiàn)了用Cr12MoV材料來取代38CrMoAl。該材料是合金工具鋼，采用真空淬火，正常硬度能達(dá)到HRC60以上，由于是整體淬火，因此硬化層很深，于是就提高了耐磨性。據(jù)統(tǒng)計，用Cr12MoV加工螺套較之38CrMoAl加工螺套，壽命能提高1-3倍，相對來說，該材料的制作成本也高點(diǎn)，但總的來說性價比是高的。但該材料還有點(diǎn)不足，就是脆性等級高，因此不宜淬火到最高硬度（HRC65左右），一般在58-60，而且要充分回火，同時裝配時要仔細(xì)，嚴(yán)防金屬相撞而讓淬火備件產(chǎn)生裂紋。該材料是目前制粉設(shè)備行業(yè)螺桿耐磨備件中使用最多的材料。
5
6542是一種高級合金工具鋼，近年來已廣泛應(yīng)用于擠出機(jī)行業(yè)。該材料采用高溫淬火，3次充分回火熱處理工藝，其表面硬度能達(dá)到HRC61以上，由于該材料含有鎳、鉬、鈷等耐磨合金元素，其耐磨壽命相比傳統(tǒng)材料來說能達(dá)到其2~3倍。更值得推薦的是該材料韌性也特別好，是目前制作螺桿備件（螺套、混煉塊）比較理想的材料，也適合于絕緣粉、防腐粉螺桿備件的制作。但6542無論是材料成本、熱處理工藝成本都比較高，因此在我們粉末涂料設(shè)備行業(yè)中全面推廣還需要一定的時間，但我深信，由于其性價比高，會很快被廣大粉末涂料生產(chǎn)廠家所接受。
6
耐磨鑄鋼是一種在鑄鋼中加入高鉻及耐磨合金元素（如：鎳鉬鈷），來達(dá)到提高制作備件耐磨性能，比較適合制作粉碎機(jī)中的齒圈等易損備件。由于采用鑄鋼工藝，相對于用65Mn鍛打制作齒圈來說，加工余量少、浪費(fèi)材料少、綜合制造成本低，但必須投入一筆模具費(fèi)用，適合于批量生產(chǎn)，尤其是齒圈這個備件已經(jīng)開始逐步應(yīng)用。
7
65Mn鍛打鋼是一種彈簧鋼，經(jīng)過鍛打后鋼材組織細(xì)密，然后再經(jīng)過淬火處理，表面硬度能達(dá)到HRC60以上，是目前生產(chǎn)齒圈的理想材料。
8

合金鋼+熱噴涂實(shí)際是一種新型的WC涂層的噴涂新工藝，它是以一般合金結(jié)構(gòu)鋼作為基體制作有關(guān)制粉設(shè)備備件（如：螺套、混煉塊、齒圈、擊柱等），然后在備件表面用專用設(shè)備對其表面進(jìn)行噴涂處理，涂層為耐磨WC涂層，經(jīng)多家粉末涂料生產(chǎn)廠家使用后反映，該涂層表面質(zhì)量好、粗糙度低、涂層厚度均勻、涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)90MPa以上，涂層顯微硬度較高。








經(jīng)裝機(jī)使用，一次粉末產(chǎn)量可達(dá)20t左右（原用的材料制作同樣備件一次產(chǎn)量2t已磨損已經(jīng)非常嚴(yán)重），耐磨壽命提高10倍左右，生產(chǎn)效率大大提高，同時生產(chǎn)粉末質(zhì)量也得到改善，粉末粒徑較均勻，球形度良好。這種工藝生產(chǎn)的備件雖性價比高，但由于絕對成本高，一個備件高達(dá)上千甚至幾千元，因此當(dāng)前除了絕緣粉、防腐粉廠家能接受外，一般粉末涂料生產(chǎn)廠家還有待于逐步推廣。另外，據(jù)了解，該工藝噴涂耐磨涂層與基體的結(jié)合力還有待于進(jìn)一步提高，有些經(jīng)常產(chǎn)生金屬定向碰撞的零件（如：螺套等），在撞擊下會有涂層脫落現(xiàn)象。






















































綜合來說，粉末涂料生產(chǎn)設(shè)備備件力求涂層耐磨、厚度均勻且表面質(zhì)量好的材料仍然是個漫長的過程。









































          

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