双合金（双金属）材料极其在螺杆、料筒中的应用

 螺杆与料筒是塑料机械的核心部件，被广泛用于注射成型、挤出成型、吹塑成型、填充与增强、塑料着色以及塑料合金的制造等诸多方面。其中，螺杆与料筒的结构对于提高塑机产量、改进塑料制品质量具有关键性作用，而螺杆与料筒间的配合精度对于塑机产量及塑料制品质量，也具有极其重大的影响。由于在塑料机械的运行过程中，螺杆与料筒之间以及螺杆、料筒与塑料之间处于强烈的摩擦状态，磨损效应使得螺杆与料筒的配合精度不断下降，从而逐步导致塑机性能下降，zui终丧失使用功能。因而长期以来，人们不断地寻求适合制造螺杆与料筒的高耐磨材料，螺杆与料筒初期所使用的碳钢等材料基本上均已退出了历史舞台，现在大量使用的是耐磨性好的氮化钢类合金；近期，耐磨性能突出、价格较为低廉的双合金材料又初露头角，进入螺杆与料筒的制造 、修复领域，并在实际应用中表现出上佳的 效果。然而，双合金材料的螺杆与料筒，至今尚未为业内众多朋友了解与重视。双合金又称双金属。

1 双合金材料

 双合金材料是在普通钢材或者低合金钢的表面上，复合一层1.0-3.0mm厚的高耐磨合金

而得到的材料。该高耐磨合金，可以是铁一镍一硼，镍一钴一铬一硼，或者铁一铬一镍一硼+碳化物等等。在复合上合金层以后，双合金材料的表面不仅具有优良的耐磨性，而且具有很好的耐腐蚀性，是塑料成型设备制造中（特别是在螺杆、料筒的制造与修复中）的一种十分有用的材料。双合金材料在国外工业发达国家已得到了较为广泛的应用，取得了优良的业绩，而国内上海康复达机械制造有限公司等单位也已掌握了该技术，并将其成功地应用到了生产中，取得了良好的效果。现将有关双合金材料的基本情况介绍如下。

2 双合金螺杆与料筒的制造

 双合金料筒的制造：先制得同料筒尺寸相适应的无缝钢管（内径略大于料筒成品的内径），通过离心浇铸的方法，使管子的内表面浇铸上一层特种合金，并使其在浇铸合金层以后，内径略小于成品料筒的内径，然后采用机械加工（通常采用磨床加工）的方法，得到zui终需要的产品。

 双合金螺杆的制造：先制得尺寸略小于所需螺杆的毛坯件，然后采用喷焊的方法，在坯件上复合一层所需的特种合金，并使喷焊合金层之螺棱的外径，略大于成品螺杆的直径，再将它加工到设计要求的尺寸。

采用双合金螺杆及双合金料筒组装的挤出机和注射机，由于螺杆与料筒的耐磨性及耐腐蚀性好，其使用寿命比采用氮化钢螺杆与料筒时的使用寿命要高得多。在表1中列举了一些国 内外有关单 提供的数据,供读华鸿螺杆的客户参考。 

3.双合金材料在塑机维修中的应用

双合金材料除了用于制造挤出机、注射机等新设备所需要的螺杆与料筒之外，它在旧设备的修理中，同样具有特别重要的意义。它不仅可以使已失去使用价值的废旧设备重获新生，而且采用双合金技术修复已磨损的螺杆与料筒，还可以在花费较低的条件下，得到上佳的使用效果。采用双合金材料修复已损坏的料筒与螺杆，有两种不同的方法：一是扩大修复法，二是衬套修复法。

3.1扩大修复法

将料筒的内孔按磨损后的zui大内径扩大，然后通过渗氮或者镀铬处理，使料筒内表面具

有必要的硬度，完成料筒的修复工作；同时，采用喷焊的方法，在螺棱上复合上一层所需要

的高耐磨合金层，使喷焊加工后螺杆螺棱的直径略大于修复好的料筒的孔径。然后通过机械加工，达到与已修复的料筒配合所需要的尺寸，完成螺杆的修复。

3.2衬套修复法

将料筒内径扩大10mm，过盈套入双合金衬套，再经过机械加工，使其内径恢复到原尺寸，完成料筒的修复工作；在螺杆的螺棱上喷焊高耐磨合金，并使其直径略大于所需要的直

径，然后通过机械加工，达到所需要的尺寸，完成螺杆的修复。

3.3两种修复方法的比较

上述两种修复法中，扩大法具有工作量较小，修复成本较低的优点，但是采用扩大法时,也有许多缺陷，主要有：（1）设备修复后，料筒的内径增大，螺杆的外径尺寸也相应增大，螺槽深度变大，压缩比减小，生产中塑料的塑化及输送效果与原设备相比均会发生变化；（2）由于特征尺寸发生了变化，修复后的螺杆与料筒，与原机群间会失去互换性；（3修复后的料筒，内表面为氮化钢或者镀铬层，其耐磨性低于双合金材料。

与扩大法相比，衬套法修复的料筒、螺杆仍具有原料筒、螺杆的设计尺寸参数；在使用过程中，螺杆的塑化与输送物料的效果与原设备基本相同；和原机群的设备之间仍具有良好

的互换性。而且由于料筒和螺杆都由双合金材料构成，其耐磨性好，使用寿命长，因此衬套修复法是一种比较理想的方法。尽管该法的工作量较大，修复成本较扩大修复法高，但其修复费用仍明显低于新购氮化钢料筒与螺杆的费用。

在由某公司提供的资料中（见表2），很好地反映了采用双合金材料修复料筒与螺杆的巨大优势。该公司先后采用新的氮化钢料筒与螺杆以及用双合金材料修复的料筒与螺杆，来修复SJS80×21平行双螺杆挤出机，并用修复后的双螺杆挤出机生产聚氯乙烯电缆料。由表2可知，在使用双合金材料的料筒与螺杆1年之后，其显示出了明显的优势。而据上海康复达机械制造公司提供的数据，采用衬套法修复单螺杆挤出机的料筒与螺杆，其修复费用约为新购氮化钢料筒与螺杆所需费用的75％。因此笔者认为，采用双合金材料来修复已磨损的螺杆、料筒，具有的使用效果和良好的经济效益，这是恢复废旧挤出机与注射机的青春，提高塑机产量与产品质量的一种十分经济而有效的方法，值得大力推广应用。