Як виготовляються гвинтові бочки?

  • Як виготовляються гвинтові бочки?

    Повний посібник із виробництва гвинтових бочок і контролю якості

    Від вибору матеріалу до остаточної перевірки — те, що дійсно визначає термін служби, точність і продуктивність шнекового циліндра для лиття під тиском або екструзії.

    ОТРИМАЙТЕ БЕЗКОШТОВНУ ЦІНУ ЗАРАЗ
    High temperature heat treatment of bimetallic screw barrel for extruder

    Ключові висновки

    Два шнекові барабани з однаковим діаметром, L/D і ступенем стиснення все ще можуть відрізнятися в кілька разів за терміном служби. Різниця полягає у виготовленні: матеріал, термічна обробка, точність обробки, зміцнення поверхні та контроль якості.

    Матеріал повинен підбиратися до смоли та наповнювача, а не до прайс-листа.Азотована сталь, біметалеве відцентрове лиття, PM HSS, нікелевий сплав і карбід вольфраму вирішують окрему проблему.

    Кожна стадія виробництва має один вимірний результат, який необхідно перевірити перед відправленням — щільність кування, глибину азотування, округлість отвору та зазор гвинт-ствол.

    Покупці повинні оцінювати постачальника за письмовим контрольним списком якості, а не за зовнішнім виглядом.

    1. Чому якість виробництва має значення

    Гвинтовий барабан працює в умовах високої температури, високого тиску, безперервного тертя, з тим самим діаметром, L/D і ступенем стиснення все ще може відрізнятися в кілька разів у терміні служби. Різниця полягає у виробництві:матеріалтермічна обробка, точність обробки, поверхневе зміцнення та.

    Високоякісний гвинтовий циліндр — це не просто оброблена сталь, а точний компонент, виготовлений через контрольований ланцюжок етапів, кожна з яких має вимірний вихід. Ось чому надійнийвиробники двогвинтових бочокразом публікувати свій процес, звіти про перевірки та сертифікати матеріалів. Ті, хто приховує цю інформацію, як правило, є тими, чиї ціни діють лише до тих пір, поки не надходять гарантійні вимоги.

    Для будь-якого компаундера чи екструдера якість виготовлення подвійного гвинтового барабана є найбільшим контрольованим фактором тривалості безвідмовної роботи. — і другий за величиною важіль у загальній вартості володіння протягом терміну служби. (Перший — вибір матеріалу, описаний у розділі 2.) Вибір серед експортерів гвинтових бочок — чи то з Китаю, Індії, Туреччини чи Європи — зводиться до того, хто може продемонструвати, а не просто заявити про ланцюг контролю якості.

    *Перспектива PIPLL.* Як експортер нестандартних гвинтових бочок і один із провідних експортерів гвинтових бочок, що обслуговує понад 30 країн, PIPLL знає, що якість виробництва — це те, що клієнт повинен мати можливість перевіряти, а не просто вірити. Ось чомуPIPLLДокументація контролю якості переміщується з кожною відправкою, включаючи сертифікати матеріалів, журнали твердості, випробування зв’язку біметалічного шару та звіт про очищення.

    2. Вибір матеріалу: перші ворота якості

    Вибір матеріалу є основою терміну служби стовбура гвинта. Неправильний матеріал може вийти з ладу навіть при відмінній механічній обробці. Використовуйте таблиці нижче, щоб узгодити застосування з матеріалом.

    2.1 Загальні матеріали гвинтів

    Звичайні матеріали гвинтів включають азотовану сталь (38CrMoAlA, SACM645) для гвинтів загального призначення, штампову сталь (SKD61 / H13) та інструментальну сталь D2 / Cr12MoV для стійкості до стирання, аж до PM HSS, а також варіанти з твердосплавним наконечником для найбільш абразивного подвійного гвинта.

    2.2 Загальні матеріали бочки

    Заготовки стовбурів зазвичай являють собою гарячековані або азотовані труби з легованої сталі для стандартних умов експлуатації, для кованих заготовок, розточених і відточених для роботи під високим тиском, до біметалічних відцентрових литих вкладишів — кращий вибір біметалічних гвинтових стовбурів для смол, наповнених склом і мінералами.

    2.3 Відповідність матеріалу до програми

    Матеріал / процес Підходить для Переваги Обмеження
    Азотована сталь PP, PE, PS, ABS, ненаповнений загальний пластик Помірна вартість, хороша твердість поверхні Обмежена стійкість до високого вмісту скловолокна та сильної корозії
    Біметалічний відцентровий литий Склонаповнені, мінеральні смоли Товстий зносостійкий шар, довгий термін служби Вища вартість
    Швидкорізальна сталь порошкової металургії Високий вміст наповнювача, висока зносостійкість Відмінна зносостійкість Дорого, може бути крихким
    Сплав на основі нікелю ПВХ, корозійні добавки Сильна стійкість до корозії Вища вартість, особливі потреби обробки
    Покриття з карбіду вольфраму Сильний знос і корозія Висока твердість, хороший захист Залежить від процесу, не є універсальним

    2.4 Швидкий шлях для прийняття рішень

    Як ярлик: ненаповнені товарні смоли починаються з азотованого шнека та азотованого барабана; скло або мінеральне наповнення нижче ~20% вимагає азотованого шнека з біметалевим стволом; вище ~20% наповнювача або з корозійними добавками, вкажіть біметалічний двогвинтовий ствол із PM HSS або гвинтовими елементами з твердосплавними наконечниками.

    Головне – не вибирати найдорожчий матеріал. Головне – вибрати матеріал, який відповідає смолі, наповнювачу, температурі та інтенсивності виробництва.

    Bimetallic screw barrel alloy layer cross-section diagrams at different screw sections

    2.5 Як чотири групи матеріалів співвідносяться з рекомендацією експортера гвинтової бочки

    Поширене запитання нових клієнтів компаундування: яке з чотирьох груп матеріалів мені слід стандартизувати? Немає однозначної відповіді — правильна базова сталь, вкладиш із сплаву та обробка поверхні залежать від смоли, наповнювача, кінцевого результату та плану обслуговування.

    Надійний виробник подвійних шнеків зазвичай рекомендує, щоб:

    **Стандартна азотована сталь**, якщо використовується поліолефін загального призначення, неабразивний, малокорозійний.

    **Біметалічний із вкладишем із сплаву на основі нікелю**, якщо навантаження є вогнестійким, галогенованим або помірно корозійним.

    **Біметалічний з вкладишем WC-Co**, якщо робота є високоабразивною (компаунди з високим вмістом скла, PP з мінеральним наповненням, PA з керамічним наповненням).

    **ПМ HSS або інструментальна сталь**, якщо використовується коротка серія високоплавких технічних полімерів або якщо реконструкція планується протягом більш тривалого життєвого циклу.

    У реальному компаундуванні понад 70% подвійних гвинтових бочок, що постачаються клієнтам компаундування, є біметалічними. Цінова премія порівняно з азотованою конструкцією відновлюється в перший рік за рахунок більших інтервалів обслуговування.

    *Практика використання матеріалів PIPLL:* Експортери промислових гвинтових бочок, як-от PIPLL, публікують рекомендований сплав для кожної комбінації смоли та наповнювача. Експортери нестандартних гвинтових бочок, які відмовляються обговорювати вибір сплаву під час першого дзвінка, зазвичай це ті, чия ціна працює лише без гарантійної підтримки. Провідні експортери гвинтових бочок завжди пояснять вибір сплаву, ніколи цього не приховують.

    3. Виробничий процес: гвинт і стовбур пліч-о-пліч

    І гвинт, і стовбур проходять через контрольований ланцюг етапів. Кожен етап має вимірний результат, який необхідно перевірити перед початком наступного.

    3.1 Виробництво гвинтів — десять етапів

    Крок процес призначення Ключовий контроль перед тим, як рухатися далі
    1 Дизайн та інженерія Визначте геометрію для програми Параметри підтверджені смолою та машинними даними
    2 Перевірка та нарізка сировини Підтвердити якість сталі Перевірка хімічного складу та внутрішніх дефектів
    3 Кування або вальцювання Покращує плинність і щільність зерна Коефіцієнт кування та ультразвукова міцність
    4 Груба обробка Створіть базовий профіль Припуск на термічну обробку і шліфування
    5 Теплова обробка Підвищують твердість і міцність, знімають стрес Твердість, мікроструктура, прямолінійність після обробки
    6 Напівчистова обробка Вирізати льотки, корінь, змішувальну секцію, перевірити посадочне кільце Точність геометрії та стан поверхні
    7 Поверхневе зміцнення Забезпечують стійкість до зносу та корозії Глибина шару, твердість, адгезія
    8 Завершити шліфування Контроль діаметра, ширини і глибини вильоту, шорсткості Допуск на розміри та шорсткість поверхні
    9 Полірування Зменшити тертя та прилипання матеріалу Шорсткість в каналах розплаву
    10 Остаточна перевірка Перевірте готовий гвинт Розміри, твердість, прямолінійність, глибина азотування, пробна посадка

    Конструктивні параметри, які керують Етапами 1 і 6, включають діаметр гвинта, співвідношення L/D, ступінь стиснення, довжину зони подачі/стиску/дозування, крок і глибину польоту, змішувальні елементи (штифти, Меддок, бар’єр, розподільне змішування), конструкцію зворотного кільця або зворотного клапана та відповідність наконечника гвинта/форсунки. Вибір обробки поверхні на кроці 7 — азотування, твердий хром, карбід вольфраму, HVOF, PVD, наплавлення або зварювання сплавом — кожна з них має різну зносостійкість, стійкість до корозії та вартість.

    Single screw extruder structure diagram, showing hopper, barrel, heaters, die head and cooling system

    3.2 Виробництво бочки — сім етапів

    Крок процес призначення Ключовий контроль перед тим, як рухатися далі
    1 Підготовка матеріалу Виберіть заготовку, яка відповідає тиску та корозії Паспорт на матеріал і надійність заготовки
    2 Грубе розточування Зняти матеріал, підготувати до подальшої обробки Прямолінійність отвору і товщина стінки
    3 Біметалеве відцентрове лиття Приплавити шар сплаву до внутрішньої стінки Товщина шару, міцність склеювання, відсутність пустот
    4 Теплова обробка Стабілізують ствол, покращують механічні властивості Контроль спотворень після лікування
    5 Чистове розточування та хонінгування Досягніть кінцевої внутрішньої геометрії ID допуск, округлість, шорсткість, концентричність
    6 Відбортовка, різьблення, обробка, живильний горло Обробіть стовбур до лінії сполучення Розміри розділу та площинність поверхні
    7 Остаточна збірка та перевірка Перевірте відповідність перед відправкою Зазор і кріплення за допомогою гвинта

    Крок 5 вимагає суворого контролю допуску внутрішнього діаметра, округлості, прямолінійності, шорсткості поверхні та концентричності фланця. Крок 6 стосується фланця, отвору для подачі, отворів для термопар і поверхонь стрічки нагрівача — помилки інтерфейсу спричиняють проблеми з установкою та контролем температури. Для зносостійкості на кроці 3 порошок сплаву поміщається всередину стовбура, потім обертається та нагрівається, щоб сплав розплавився та з’єднався з внутрішньою стінкою.

    Extruder screws and barrels stored in factory warehouse after bimetallic lining casting

    4. Обробка поверхні та її застосування

    Обробка поверхні є галузевими контрольними значеннями постачальника; завжди підтверджуйте остаточну специфікацію на рисунках креслення постачальника, перш ніж машини залишать підтвердити. Жодна окрема обробка не підходить для кожного застосування — правильний вибір залежить від смоли, наповнювача.

    Загальні види обробки включають азотування (близько 0,4–0,7 мм глибини корпусу) для загального використання, феритне нітроцементування, біметалічний литий карбід для пластмас з високим вмістом наповнювача для абразивних сполук, включаючи біметалічні корозійно-стійкі для найжорсткіших двогвинтових стволів.

    Thermal spraying process for bimetallic extruder screw surface hardening treatment

    5. Критичні точки контролю якості

    Оцінюючи постачальника гвинтових бочок, не орієнтуйтеся лише на зовнішній вигляд. Перевірте пункти нижче.

    5.A — Чотирнадцять важливих перевірок контролю якості для замовлення шнекового барабана

    Оцінюючи постачальника гвинтових бочок, включаючи виробників гвинтових бочок і експортерів гвинтових бочок, не зосереджуйтеся лише на зовнішньому вигляді. Наведені нижче чотирнадцять перевірок є робочим контрольним списком, який PIPLL використовує для кожної партії біметалічної подвійної гвинтової бочки перед тим, як вона покине фабрику, і найбільш надійні виробники подвійної гвинтової бочки запропонують надати звіт за собою на запит:

    1. Сертифікат хімічного складу — підтверджує фактично поставлену марку сталі (сертифікат заводу або аналіз третьої сторони).

    2. Твердість шнека і стовбура — визначає зносостійкість; твердомір у визначених положеннях.

    3. Глибина шару азотування — занадто дрібний зношується, занадто глибокий стає крихким; Хід мікротвердості за купоном або зразком.

    4. Товщина біметалічного шару та міцність з’єднання — виявляє порожнечі та слабке з’єднання; ультразвуковий контроль і металографічний відділ.

    5. Допуск зовнішнього діаметра гвинта — контролює зазор між гвинтом і стовбуром; мікрометр у кількох положеннях.

    6. Допуск внутрішнього діаметра стовбура — контролює зворотний потік та вихід розплаву; внутрішній мікрометр або калібр.

    7. Округлість і прямолінійність — запобігає односторонньому натиранню; циферблатний індикатор на V-подібному блоці.

    8. Шорсткість поверхні — впливає на прилипання, чорні плями та тертя; тестер шорсткості.

    9. Зазор між гвинтом і стовбуром — єдиний найважливіший розмір підгонки; розраховується з виміряних OD та ID.

    10. Концентричність фланців — запобігає проблемам встановлення та вирівнювання; циферблатний індикатор на поверхні фланця та отворі.

    11. Прямолінійність гвинта — запобігає вібрації та нерівномірному зносу; V-образний блок і циферблатний індикатор по довжині.

    12. Геометрія цілісності та змішувального елемента — визначає ефективність плавлення та змішування; калібр профілю, візуальна перевірка та перевірка розмірів.

    13. Перевірте посадку кільця та сопла — визначає стійкість дробу при лиття під тиском; пробна збірка та замір.

    14. Звіт про пробне складання — доводить, що пара працює разом перед відправленням; задокументована пробна придатність із записаним кліренсом.

    Для критичних застосувань додаткове неруйнівне випробування може включати ультразвукове випробування біметалічного з’єднання, магнітопорошкову перевірку різьбових секцій, проникаючу перевірку підозрілих зварних швів і випробування на термостійкість зібраного ствола.

    *Практика контролю якості PIPLL:* Експортери промислових гвинтових бочок, як-от PIPLL, публікують формат звіту про інспекцію з кожною пропозицією, а найбільші експортери гвинтових бочок дозволять клієнтам призначити стороннього інспектора для FAT (заводське приймальне випробування). Надійні виробники подвійних стволів вітають це — це підтверджує, що ствол, який вони постачають, відповідає тому стволу, який вони зазначили.

    6. Особливості конструкції, які впливають на продуктивність

    Однієї якості виготовлення недостатньо. Дизайн також має значення. Конструктивні особливості, які найчастіше вирішують, чи шнековий ствол працює належним чином, це співвідношення L/D, ступінь стиснення, геометрія зони подачі та схема змішувальної секції — спеціальна конструкція шнекового ствола узгоджує їх із вашою смолою та цільовим виходом.

    Гвинтовий ствол - це система. Найкращий результат досягається, коли дизайн, матеріал і виробництво узгоджені.

    7. Чому ціни так сильно відрізняються

    Дві двошнекові бочки однакових розмірів все одно можуть відрізнятися в ціні в кілька разів. Причини не випадкові; вони сидять у восьми цінових драйверах, про які будь-який надійний виробник гвинтових бочок буде прозорим. Кращі експортери гвинтових бочок не приховують цього; пояснюють їх за першим дзвінком.

    **Марка основного матеріалу** — помірний вплив на вартість, прямий вплив на міцність сердечника.

    **Біметалічний чи ні** — високий вплив на вартість, великий вплив на термін служби. Біметалічний двошнековий ствол може перевершувати азотований в 3-5 разів в абразивних сумішах.

    **Глибина та якість азотування** — помірна вартість, визначає термін служби поверхні та ризик крихкості.

    **Сталь PM або сплав на основі нікелю** — висока вартість, розблоковує високонаповнені або корозійні навантаження.

    **Складність секції змішування** — від середньої до високої вартості, впливає на якість змішування та глухі кути.

    **Точність шліфування та хонінгування** — помірна вартість, контроль зазору та стабільність виходу.

    **Стандарти перевірки** — помірна вартість, вирішує, чи дефекти залишають завод.

    **Обробка спеціального інтерфейсу** — змінна вартість, визначає придатність установки та ризик простою.

    Два водія сидять за межами самого гвинта, але все одно керують ціною, яку ви заплатите від експортерів гвинтовиÑ

    Contact us