雙合金整體套及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及平行雙螺桿擠出機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種用于平行雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)的雙合金整體套及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在平行雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒內(nèi)，目前通常使用由模具鋼材料制成的基體套筒來(lái)防止在生產(chǎn)過(guò)程中塑料粒子對(duì)機(jī)筒的磨損和腐蝕，隨著塑料的不斷發(fā)展，塑料的性能不斷地提高，對(duì)塑料粒子也提出了更高要求，從而在改性塑料粒子生產(chǎn)方面對(duì)機(jī)器的耐磨性和耐腐蝕性提出了更高要求，單純的模具鋼基體套筒已經(jīng)無(wú)法滿足日益提高的耐磨性和耐腐蝕性的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙合金整體套及其制作方法，使用本制作方法制作出來(lái)的雙合金整體套能夠有效提升基體套筒內(nèi)側(cè)壁的耐磨性和耐腐蝕性。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種雙合金整體套，用于平行雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)，包括基體套筒和耐磨層，所述耐磨層附著在所述基體套筒內(nèi)側(cè)壁。
[0005]優(yōu)選地，所述基體套筒由45號(hào)鋼或模具鋼制成，所述耐磨層由鎳基合金材料或碳化媽顆粒強(qiáng)化鎳基合金材料制成。
[0006]優(yōu)選地，所述基體套筒的外輪廓為橢圓形，內(nèi)輪廓為開(kāi)口端相對(duì)設(shè)置的雙C型。
[0007]本發(fā)明還提供了一種雙合金整體套的制作方法，包含以下步驟:S1:制備所述基體套筒;S2:在制作所述耐磨層的粉末原料中加入適量有機(jī)粘結(jié)劑，將所述粉末原料調(diào)制成膏狀原料;S3:將所述膏狀原料均勻涂覆在所述基體套筒的內(nèi)側(cè)壁上;S4:對(duì)涂覆在所述基體套筒內(nèi)側(cè)壁上的膏狀原料進(jìn)行常壓熱處理;S5:對(duì)進(jìn)行了所述常壓熱處理后的所述膏狀原料進(jìn)行真空燒結(jié)，得到所述耐磨層。
[0008]優(yōu)選地，在所述S2中，所述有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量占所述粉末原料質(zhì)量的3%?5%。
[0009]優(yōu)選地，在所述S3中，所述膏狀原料在所述基體套筒內(nèi)側(cè)壁上的涂層厚度為Imm?5mm。涂層厚度控制在Imm?5mm范圍內(nèi)，以利于涂層耐沖擊、耐腐蝕能力，同時(shí)有助于避免涂層中缺陷的產(chǎn)生，在干燥及燒結(jié)過(guò)程中，升溫速度較慢，上述厚度能夠有效防止涂層開(kāi)裂，同時(shí)有利于涂層與基體套筒中元素的擴(kuò)散，同時(shí)防止涂層產(chǎn)生裂紋等缺陷。
[0010]進(jìn)一步地，在所述S4中，所述常壓熱處理包括以下步驟:S4-1:以5°C/min?20°C/min的速度升溫至150°C?200°C;S4-2:在150°C?200°C保溫0.5h?4h。
[0011]進(jìn)一步地，在所述S5中，所述真空燒結(jié)包括以下步驟:S5-1:在壓強(qiáng)為10—4Pa?10—3Pa的真空條件下以2°C/min?15°C/min的速度升溫至1020°C?1150°C;S5_2:在1020°C?1150°C保溫0.1h?Ih ； S5-3:以0.5°C/min?10°C/min的速度降溫至室溫得到所述耐磨層。經(jīng)過(guò)真空燒結(jié)可以改變涂層材料表面的成分與組織，從而用表面冶金的方法得到致密、與基體套筒結(jié)合牢固、具有耐磨損、耐腐蝕及耐高溫等特殊性能的耐磨層。
[0012]優(yōu)選地，所述粉末原料為鎳基合金粉末或碳化媽顆粒強(qiáng)化鎳基合金粉末。
[0013]優(yōu)選地，在所述碳化鎢顆粒強(qiáng)化鎳基合金粉末中，所述碳化鎢顆粒的質(zhì)量百分比為10%?35%，所述鎳基合金的質(zhì)量百分比為65%?90%。鎳基合金粉末優(yōu)選使用Ni60合金粉末，M60合金粉末具有較好的耐蝕性、耐磨性，但如果使用溫度較高，會(huì)導(dǎo)致硬度下降，加入硬質(zhì)相陶瓷顆粒WC，則可避免上述缺點(diǎn)，從而顯著提高其硬度、耐磨性等。有益效果:本雙合金整體套中由于涂覆了一層耐磨層，經(jīng)過(guò)特殊的加工工藝使得該耐磨層的耐磨性和耐腐蝕性有能有了很大的提升，與現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有耐磨層的整體套相比，耐磨性和耐腐蝕性提升了近3倍，另外，由于該耐磨層的存在，外部的基體套筒可以選擇相對(duì)低廉的材料制成，從而節(jié)省了基體套筒的制作成本，減少了由于磨損和腐蝕造成的基體套筒內(nèi)側(cè)壁上的材料流失，從而避免短時(shí)間內(nèi)大量更換基體套筒所造成的不必要的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失，滿足工況要求。
【附圖說(shuō)明】
圖1為雙合金整體套的立體結(jié)構(gòu)透視圖；
圖2為雙合金整體套的橫截面示意圖；
圖3為沿圖2中A-A面的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0015]實(shí)施方式1:
本實(shí)施方式提供了一種雙合金整體套，如圖1?3所示，該整體套由45號(hào)鋼或模具鋼制成的基體套筒和鎳基合金材料制成的耐磨層組成，耐磨層通過(guò)涂覆和燒結(jié)緊密附著在基體套筒的內(nèi)側(cè)壁上，在實(shí)際應(yīng)用中，耐磨層優(yōu)選使用Ni60，更優(yōu)選的還可以在Ni60中摻入碳化鎢WC顆粒，使得該耐磨層在符合抗腐蝕性的同時(shí)具備較高的抗磨損性能。
[0016]由圖1?3可以看出本實(shí)施方式中的基體套筒為外部輪廓為橢圓形、內(nèi)部輪廓為開(kāi)口端相對(duì)設(shè)置的雙C型，各部分尺寸可以根據(jù)客戶(hù)需求任意調(diào)整，適用于不同型號(hào)的平行雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)筒，性?xún)r(jià)比較高。
[0017]實(shí)施方式2:
本實(shí)施方式提供了一種實(shí)施方式I中雙合金整體套的制作方法:
首先制作出符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸的45號(hào)鋼材質(zhì)的基體套筒，該制作基體套筒的工藝方法與現(xiàn)有技術(shù)無(wú)異，此處不做贅述；
其次向制作耐磨層的粉末原料中加入4.5%的有機(jī)粘結(jié)劑，本實(shí)施方式中優(yōu)選Ni 60合金粉末與WC顆粒的混合粉末作為耐磨層的粉末原料，優(yōu)選聚乙烯醇為有機(jī)粘結(jié)劑，以將上述粉末原料調(diào)制成膏狀，其中，WC顆粒的質(zhì)量百分比為25%，Ni60合金的質(zhì)量百分比為75%;然后將膏狀原料均勻地涂覆在基體套筒的內(nèi)側(cè)壁上，涂層的厚度控制在約4_;
接著將涂覆了膏狀原料的基體套筒放置于常壓熱處理爐中以對(duì)膏狀原料的耐磨層進(jìn)行常壓熱處理;在常壓熱處理的過(guò)程中，首先以10°C/min的速度升溫至180°C，并在180°C保溫2.5h;
然后將經(jīng)過(guò)常壓熱處理后的基體套筒放置于真空燒結(jié)爐中，以對(duì)耐磨層進(jìn)行真空熱處理;在真空燒結(jié)的過(guò)程中，首先在壓強(qiáng)為10—3Pa的真空條件下以3°C/min的速度升溫至1100°C，并在1100°C保溫0.5h，最后以2°C/min的速度降溫至室溫得到所需耐磨性和耐腐蝕性的耐磨層。
[0018]實(shí)施方式3:
本實(shí)施方式與實(shí)施方式2大致相同，主要不同在于:
基體套筒的材質(zhì)為模具鋼，WC顆粒的質(zhì)量百分比為10%，Ni60合金的質(zhì)量百分比為90%;聚乙烯醇的質(zhì)量占WC顆粒和Ni60合金混合粉末質(zhì)量的5%;涂層厚度為1mm，在常壓熱處理過(guò)程中，以20°C/min的速度升溫至200°C，并在200°C保溫4h;在真空燒結(jié)過(guò)程中，首先在壓強(qiáng)為10—3Pa的真空條件下以2°C/min的速度升溫至1150°C，并在1150°C保溫lh，最后以10°C/min的速度降溫至室溫得到所需耐磨性和耐腐蝕性的耐磨層。除此之外，本實(shí)施方式與實(shí)施方式2完全相同，此處不做贅述。
[0019]實(shí)施方式4:
本實(shí)施方式與實(shí)施方式2大致相同，主要不同在于:
基體套筒的材質(zhì)為模具鋼，WC顆粒的質(zhì)量百分比為30%，Ni60合金的質(zhì)量百分比為65%;聚乙烯醇的質(zhì)量占WC顆粒和Ni60合金混合粉末質(zhì)量的3%;涂層厚度為5mm，在常壓熱處理過(guò)程中，以5°C/min的速度升溫至150°C，并在150°C保溫0.5h;在真空燒結(jié)過(guò)程中，首先在壓強(qiáng)為10—4Pa的真空條件下以2°C/min的速度升溫至1020°C，并在1020°C保溫0.lh，最后以0.5°C/min的速度降溫至室溫得到所需耐磨性和耐腐蝕性的耐磨層。除此之外，本實(shí)施方式與實(shí)施方式2完全相同，此處不做贅述。
[0020]上述各實(shí)施方式只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙合金整體套，用于平行雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)，其特征在于，包括基體套筒(I)和耐磨層(2)，所述耐磨層(2)附著在所述基體套筒(I)內(nèi)側(cè)壁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙合金整體套，其特征在于，所述基體套筒(I)由45號(hào)鋼或模具鋼制成，所述耐磨層(2 )由鎳基合金材料或碳化媽顆粒強(qiáng)化鎳基合金材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙合金整體套，其特征在于，所述基體套筒(I)的外輪廓為橢圓形，內(nèi)輪廓為開(kāi)口端相對(duì)設(shè)置的雙C型。4.一種如權(quán)利要求1中所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，包含以下步驟: S1:制備所述基體套筒(I); S2:在制作所述耐磨層(2)的粉末原料中加入適量有機(jī)粘結(jié)劑，將所述粉末原料調(diào)制成霄狀原料； 53:將所述膏狀原料均勻涂覆在所述基體套筒(I)的內(nèi)側(cè)壁上； 54:對(duì)涂覆在所述基體套筒(I)內(nèi)側(cè)壁上的膏狀原料進(jìn)行常壓熱處理； S5:對(duì)進(jìn)行了所述常壓熱處理后的所述膏狀原料進(jìn)行真空燒結(jié)，得到所述耐磨層(2)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，在所述S2中，所述有機(jī)粘結(jié)劑的質(zhì)量占所述粉末原料質(zhì)量的3%?5%。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，在所述S3中，所述膏狀原料在所述基體套筒(I)內(nèi)側(cè)壁上的涂層厚度為Imm?5mm。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，在所述S4中，所述常壓熱處理包括以下步驟: S4-1:以5°C/min?20°C /min 的速度升溫至 150°C?200°C; 54-2:在150°C?200°C保溫0.5h?4h。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，在所述S5中，所述真空燒結(jié)包括以下步驟: 55-1:在壓強(qiáng)為10—4Pa?10—3Pa的真空條件下以2°C/min?15°C/min的速度升溫至1020°C?1150°C; 35-2:在1020°(3?1150°(3保溫0.111?111 ； S5-3:以0.5°C/min?10°C /min的速度降溫至室溫得到所述耐磨層(2)。9.根據(jù)權(quán)利要求4?8中任一項(xiàng)所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，所述粉末原料為鎳基合金粉末或碳化鎢顆粒強(qiáng)化鎳基合金粉末。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙合金整體套的制作方法，其特征在于，在所述碳化鎢顆粒強(qiáng)化鎳基合金粉末中，所述碳化鎢顆粒的質(zhì)量百分比為10%?35%，所述鎳基合金的質(zhì)量百分比為65%?90%。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及平行雙螺桿擠出機(jī)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種雙合金整體套及其制作方法，該整體套用于平行雙螺桿擠出機(jī)機(jī)筒內(nèi)，包括基體套筒（1）和耐磨層（2），所述耐磨層（2）附著在所述基體套筒（1）內(nèi)側(cè)壁。該制作方法如下：制備所述基體套筒（1）；在制作所述耐磨層（2）的粉末原料中加入適量有機(jī)粘結(jié)劑，將所述粉末原料調(diào)制成膏狀原料；將所述膏狀原料均勻涂覆在所述基體套筒（1）的內(nèi)側(cè)壁上；對(duì)涂覆在所述基體套筒（1）內(nèi)側(cè)壁上的膏狀原料進(jìn)行常壓熱處理；對(duì)進(jìn)行了所述常壓熱處理后的所述膏狀原料進(jìn)行真空燒結(jié)，得到所述耐磨層（2）。使用本制作方法制作出來(lái)的雙合金整體套能夠有效提升基體套筒內(nèi)側(cè)壁的耐磨性和耐腐蝕性。
【IPC分類(lèi)】C23C24/08, C22C32/00, C22C19/03, B29C47/66
【公開(kāi)號(hào)】CN105463447
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510948226
【發(fā)明人】王無(wú)忌, 鄧青, 陳傳軍
【申請(qǐng)人】蘇州市博創(chuàng)合金料筒科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日