如何防止机筒螺杆被腐蚀和耐高温树脂损害？

柴进

腐蚀性很强的聚合物，包括产生盐酸的聚氯乙烯、产生甲酸的缩醛以及产生氢氟酸的含氟聚合物，而其他腐蚀性熔体中，一般含有阻燃剂和发泡剂。复合钢、氮化钢或工具钢制成的标准机筒，可以在很短的时间内被含氟聚合物严重损坏。



如图，如果机筒和螺杆的热膨胀系数存在差异，就会产生咬合现象，这会对螺纹造成严重损害 耐腐蚀材料具有比标准钢更低的热膨胀系数（CTE），这可能会在加工高温树脂（如含氟聚合物）的过程中产生麻烦。

当机筒的热膨胀系数与螺杆不同时，螺杆与机筒的间隙会发生变化，最终产生螺杆咬合和机筒损坏的问题。因此，保持螺杆和机筒的匹配很重要。

坚韧的增强材料和其他硬质颗粒对机筒和螺杆表面产生的磨损，可以通过使用坚硬的耐磨损合金和涂层来减轻。例如，用于机筒内衬和螺杆硬化表面的钨合金可以提供极好的保护。

碳含量会影响合金的硬度。对于螺杆，中碳热处理钢通常被用来作为底层，将其硬化表面与螺纹顶部焊接起来。

螺杆常常用硬化钴或镍基焊件进行表面处理，也可以使用表面硬化或贯穿硬化的工具钢制造。Colmonoy 56是一种镍/铬/硼合金，通常用于防止螺杆免遭轻度腐蚀性和轻度磨损树脂的损伤。Colmonoy 83表面硬化可以提供更多的保护。

耐磨合金的双金属机筒内衬可在各种磨损情况下提供保护，并提供一系列的成本/性能选项，其中在耐腐蚀方面，性能最好的是用于注塑和挤塑的热等静压机筒。甚至是含氟聚合物都对该类机筒没有威胁。

该类机筒上有一层富含镍的硼合金保护层，同时在该保护层中，含有钼以及硼化物和碳化物的基体。



图：螺杆表面受到的严重侵蚀是由机筒和螺杆不匹配造成的

有一条经验法则是，螺杆与机筒的合理间隙一般是尺寸的1/1000。当超过允许的最大间隙时，应重新组装螺杆。相对于完全更换，维修能够以更低的成本使磨损部件重新投入使用。另外，注塑机筒在磨损部分，可以重新更换衬套。

一旦螺杆在某一点被磨损，熔体就会回到螺纹，导致螺杆和机筒的磨损进一步加快。严重的磨损会导致大量的树脂被浪费，并使生产率降低。但是，通过定期的PM检测，可以防止严重磨损的发生。最好的维护策略，就是使螺杆/机筒间隙一直保持在合理的范围之内。

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