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华鸿螺杆:提高注塑机和挤出机螺杆抗高温粘着磨损性能---激光表面合金化(1)
发布者:0769-88753518-(东莞,深圳,广州)华鸿螺杆 发布时间:2014-2-25 9:18:59

  螺杆是注塑机和挤出机的关键零件。随着塑料原料工业快速发展,各种增强改性的工程塑料原料不断推出,传统的螺杆已不能适应加工这些增强改性原料的需求,集中表现在,螺杆工作表面抗高温粘着磨损和抗腐蚀性能低下,螺杆工作表面快速磨损失效,失去输送能力、最终使塑机使用寿命大大缩短。为此许多塑机设备制造商采用多种方式对螺杆工作表面进行强化处理,力图提升螺杆的耐用度,但都收效甚微。常规的表面强化处理,由于存在各种缺陷,如热渗镀中的渗碳对材料选择较窄,耐磨性不够;氮化处理的氮化层太簿;镀铬、热喷涂、堆焊、硬化层耐磨性虽好,但与基体结合度较低、耐磨层易脱落等,都不能满足客户要求。

 本文提出一种性价比高、具有抗高温粘着磨损 和优良抗腐蚀性能的激光合金化技术来进行螺杆的 表面强化 ,以满足成型增强改性塑料原料的需求。 从螺杆的磨损失效机理出发,采用高科技的纳米超 细合金粉,在易磨损的螺杆表面构成激光合金化复合涂层, 研究了激光合金化材料选择、 激光合金化工艺控制、影响激光合金化的主要工艺参数等对激光合金化质量的影响, 通过显微硬度测试、 金相显微组织观察以及磨损对比试验对合金化质量进行定性 、定量分析 , 从而确定出最佳的激光合金化工艺参数 ,达到显著提高螺杆表面硬度及耐磨性的目的。 

1 实验材料与方法

 原注塑机螺杆材质为40C r ,热处理方式为渗氮。为与实际使用情况相吻合, 实验试样选用40 C r 为基体材料 , 其化学成分如表1。 

  根据螺杆的工况条件及磨损失效分析的结果,选择了红硬性优 、抗腐蚀性能良的 C 2超细合金粉( 1 ~5μm) ,具有良好抗粘着磨损的 A1 超细合金粉 ( 1 ~5μm) ,和纳米碳管混合合金, 其质量比为1 : 1 : 1 , 组成的化学元素有 C,W, C o , C r , N i M o等。  

试验前对试样表面进行去污、 除油处理, 去除试样表面的污渍、 氧化物等。在激光合金化中, 合金化材料的供给方式通常有 2种 ,即预沉积法和同步送粉法。由于试验中所选用合金化材料为超细自溶性 合金粉, 致密性良好, 孔隙率低, 采用人工涂刷法进行预沉积简便易行,故以预涂敷的方式预置在试样待处理面上。理想的预沉积层应厚度均匀,孔隙率低, 并且与基体有良好的粘着性, 在激光作用时无不良作用存在。试验中采用自制的吸光涂料来增强材 料表面对CO2激光的吸收率 ,吸光涂料和合金粉均以预涂敷的方式施加在试样表面,即将适量的合金粉末加人到吸光涂料里, 搅拌均匀, 调和在一起以膏状或糊状涂刷在试样待处理表面上。所选用的吸光涂料粘合性好,且易挥发。

试验采用7k W C O2横流激光器 ,激光波长10.6μm, 用 6轴 4联动数控机床控制激光头 、 工作台、 工件等做多轴运动。在制备试样时, 采取工件不动、 激光头直线运动的方式, 而在对螺杆进行激光合金化处理时, 采取激光头不动、 螺杆转动的方式。   


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