一种用于双螺杆挤出机的筒体的制作方法

1.本实用新型属螺杆挤出机技术领域，特别是涉及一种用于双螺杆挤出机的筒体。

背景技术：

2.螺杆挤出机是一种广泛应用于塑料、食品和饲料加工等行业的机械生产设备，其工作原理一般是通过螺杆的旋转产生压力与剪切力，使物料经过混合、挤压、剪切等作用后发生物理或化学变化，最后在设备终端挤出成品。
3.随着高分子工业的迅速发展，各种新型的填充、增强、改性及功能性高分子材料不断涌现，广泛地应用在各类高强度增强塑料中。为了减少塑料产品的生产制造成本并能提高其一定的性能，通常在塑料制品中加入各种增强性填充材料，如滑石粉和碳酸钙等强磨损物质。由于助剂的加入，在挤出生产过程中，因各种物理化学的作用，会产生各类腐蚀性介质(如氯化物、溴、硫化物等)。正因上述各类添加剂在塑料加工过程中的填入，使得筒体内衬受到腐蚀或磨损，或两者兼有之。
4.在生产过程中，挤出机的筒体处在恶劣的高压高温环境，并且承受着巨大的摩擦力与剪切力，筒体内表面的磨损情况比较严重。筒体内衬的磨损影响了双螺杆挤出机对物料的压缩与剪切，从而导致了产品质量的下降。另一方面，频繁更换磨损失效的筒体内衬既增加了成本，又耽误了生产计划，造成生产效率降低，所以减少筒体的磨损，延长筒体的工作寿命将大大降低设备的维护成本，保证产品的质量，给企业带来更高的经济效益。国内外提高机械零部件耐磨性的研究有很多，但挤出机筒体的工作环境比较特殊，它并不是常见的金属与金属之间的摩擦，而是金属与高分子聚合物，农作物产品之类软磨料的摩擦，并且处在较高的温度与接触应力下，经常还会伴随各种腐蚀介质的腐蚀，这种类型的摩擦磨损机理非常复杂，行业急需开发一种对筒体内表面增强的特殊防护措施。
5.目前，常规的热处理对提高筒体内衬材料的使用性能意义不大，整体热处理技术使材料得不到充分的利用，而且存在各种缺陷。比如热渗镀，渗碳对材料选择的范围比较窄，且其制备的涂层耐磨损性能不够；使用高强度合金材料整体制造筒体内衬的成本较为高昂。
6.超音速火焰喷涂(hvof)是利用丙烷、丙烯等碳氢系燃气或氢气与高压氧气在燃烧室内，或在特殊的喷嘴中燃烧产生的高温、高速燃烧焰流。超音速火焰喷涂热输入适中，喷射速度高，涂层不易晶化且结构致密，是制备筒体内表面涂层的优选技术。但涂层硬度较高，一般在1200hv(hrc70)以上与筒体本身材质硬度(hrc60～62)相差太大，在高温工作过程中无法最大限度发挥其使用寿命。

技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于双螺杆挤出机的筒体，提高其表面硬度、耐磨性和耐蚀性，并减少更换成本提高生产效率及使用寿命。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于双螺杆挤出机的
筒体，包括外形为矩形的筒体本体。所述筒体本体中心设有“8”字形内衬，所述“8”字形内衬由两块“3”字形内衬相对拼接而成，所述“8”字形内衬的基体材质为高铬铸铁，所述“8”字形内衬的内表面由内向外依次制备有硬度呈梯度增高的金属渗氮层、自熔合金喷焊层、镍基碳化钨合金喷涂层。
9.所述“3”字形内衬的两端设有对称相配的卡接槽，所述“8”字形内衬由两块“3”字形内衬通过所述卡接槽咬合拼接而成。
10.所述金属渗氮层厚度为0.2～0.3mm，其硬度为750～850hv。
11.所述自熔合金喷焊层厚度为1.5～2.0mm，其硬度为900～1000hv。
12.所述镍基碳化钨合金喷涂层厚度为0.3～0.5mm，其硬度大于1200hv。
13.有益效果
14.本实用新型提供的挤出机筒体通过在本体上制备三层硬度呈梯度增加的表面涂层，提高表面涂层的结合力，并使内衬外表面一层具有更高的硬度、耐磨性及腐蚀性，其使用寿命比纯高铬铸铁筒体提高4倍以上。
15.此外在检修时，可根据内衬磨损情况仅更换两块“3”字形内衬中的一块，从而减少维修时的内衬更换成本，具有良好的性价比。
附图说明
16.图1为一种用于双螺杆挤出机的筒体主视图。
17.图2为一种用于双螺杆挤出机的筒体剖视图。
18.其中，100-筒体本体；200
‑“
8”字形内衬；201
‑“
3”字形内衬；202-金属渗氮层；203-自熔合金喷焊层；204-镍基碳化钨合金喷涂层；205-卡接槽。
19.各图中相同标记代表同一部件。
具体实施方式
20.下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
21.如图1、2所示，本实用新型提供了一种用于双螺杆挤出机的筒体，包括外形为矩形的筒体本体100。所述筒体本体100中心设有“8”字形内衬200，所述“8”字形内衬200由两块“3”字形内衬201相对拼接而成，所述“8”字形内衬200的基体材质为高铬铸铁，所述“8”字形内衬200的内表面由内向外依次制备有硬度呈梯度增高的金属渗氮层202、自熔合金喷焊层203、镍基碳化钨合金喷涂层204。
22.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述
“”
3”字形内衬201的两端设有对称相配的卡接槽205，所述“8”字形内衬200由两块“3”字形内衬201通过所述卡接槽205咬合拼接而成。所述卡接槽205的沟槽深度和宽度均为2～4mm。
23.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述“3”字形内衬201的相贯线边缘进行倒圆钝化处理，倒圆半径为3～10mm，可达到增强涂层结合力，防止涂层因应力集中导致的破坏。
24.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述“3”字形内衬201在经过机加工后进行热处理，热处理硬度为hrc58～60。
25.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述的热处理后的“3”字形内衬201进行渗氮处理，形成的金属渗氮层202厚度为0.2～0.3mm，硬度为750～850hv。
26.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述渗氮处理后的“3”字形内衬201内表面喷焊一层自熔合金，形成的自熔合金喷焊层203的厚度为1.5～2.0mm，其硬度为900～1000hv。所述自熔合金的成分(重量百分比)为：c：0.7～1.1，b：3.0～4.0，si：3.5～5.0，cr：15～17，fe：2～5，其余为ni。所述自熔合金喷焊层203与筒体本体100之间冶金结合，致密度高，且具有优异的耐腐蚀性和耐磨性。
27.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，“3”字形内衬201内表面喷砂粗化，然后采用超音速火焰喷涂法，通过喷将镍基碳化钨合金粉末直接喷涂到内衬内表面，得到一层镍基碳化钨合金喷涂层204，随后喷在所述”3”字形内衬201内表面上方来回重复喷涂，使镍基碳化钨合金喷涂层204层层堆积，每一层镍基碳化钨合金喷涂层204的厚度为50-100μm，堆积后的镍基碳化钨合金喷涂层204的总厚度为0.3～0.5mm；在进行超音速火焰喷涂时，超音速火焰喷涂的焰流速度大于2000m/s，喷射颗粒速度为400-500m/s，喷涂时内衬内表面温度小于100℃，氧气流量为200-250l/min，送粉率25-35g/min，喷涂时喷距离”3”字形内衬201表面200-275mm。所用的镍基碳化钨合金粉末的粒度范围为100-150μm，碳化钨和镍的质量百分含量比为40％-50％﹕50％-60％。
28.作为本实用新型的一个优选实施例，于上述技术方案基础上，所述的热喷涂处理后的“3”字形内衬201通过卡接槽205进行拼接成完整的“8”字形内衬200，通过热镶嵌工艺过盈配合将拼接后的完整内衬安装进所述筒体本体100，热镶时筒体本体100加热温度250～400℃。
29.本实用新型提供的挤出机筒体内衬具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性，其使用寿命比纯高铬铸铁筒体提高4倍以上，并且在检修时，可根据内衬磨损情况仅更换两块“3”字形内衬201中的一块，从而减少维修时的内衬更换成本，具有良好的性价比。

技术特征：

1.一种用于双螺杆挤出机的筒体，包括外形为矩形的筒体本体(100)，其特征在于，所述筒体本体(100)中心设有“8”字形内衬(200)，所述“8”字形内衬(200)由两块“3”字形内衬(201)相对拼接而成，所述“8”字形内衬(200)的基体材质为高铬铸铁，所述“8”字形内衬(200)的内表面由内向外依次制备有硬度呈梯度增高的金属渗氮层(202)、自熔合金喷焊层(203)、镍基碳化钨合金喷涂层(204)。2.根据权利要求1所述的一种用于双螺杆挤出机的筒体，其特征在于，所述“3”字形内衬(201)的两端设有对称相配的卡接槽(205)，所述“8”字形内衬(200)由两块“3”字形内衬(201)通过所述卡接槽(205)咬合拼接而成。3.根据权利要求1所述的一种用于双螺杆挤出机的筒体，其特征在于，所述金属渗氮层(202)厚度为0.2～0.3mm，其硬度为750～850hv。4.根据权利要求1所述的一种用于双螺杆挤出机的筒体，其特征在于，所述自熔合金喷焊层(203)厚度为1.5～2.0mm，其硬度为900～1000hv。5.根据权利要求1所述的一种用于双螺杆挤出机的筒体，其特征在于，所述镍基碳化钨合金喷涂层(204)厚度为0.3～0.5mm，其硬度大于1200hv。

技术总结

本实用新型涉及一种用于双螺杆挤出机的筒体，包括外形为矩形的筒体本体。所述筒体本体中心设有“8”字形内衬，所述“8”字形内衬由两块“3”字形内衬相对拼接而成，所述“8”字形内衬的基体材质为高铬铸铁，所述“8”字形内衬的内表面由内向外依次制备有硬度呈梯度增高的金属渗氮层、自熔合金喷焊层、镍基碳化钨合金喷涂层。本实用新型提供的挤出机筒体通过在本体上制备三层硬度呈梯度增加的表面涂层，提高表面涂层的结合力，并使内衬外表面一层具有更高的硬度、耐磨性及腐蚀性，其使用寿命比纯高铬铸铁筒体提高4倍以上。此外在检修时，可根据内衬磨损情况仅更换两块“3”字形内衬中的一块，从而减少维修时的内衬更换成本。从而减少维修时的内衬更换成本。从而减少维修时的内衬更换成本。