CN104789924A

CN104789924A - 一种食品机械螺杆的表面强化工艺

Info

Publication number: CN104789924A
Application number: CN201510129368.2A
Authority: CN
Inventors: 付冲
Original assignee: Suzhou Huachong Precision Machinery Co Ltd
Current assignee: Suzhou Huachong Precision Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2015-07-22

Abstract

本发明提供了一种食品机械螺杆的表面强化工艺，所述的表面强化工艺包括如下步骤：a）离子氮化处理，b）配制合金粉末，c）等离子熔覆处理，d）检测。本发明揭示了一种食品机械螺杆的表面强化工艺，该工艺技术运用先进，实施简便，其不仅极大提高了食品机械螺杆表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，而且延长了螺杆的工作寿命，保证了食品机械的工作性能，降低了企业生产成本。

Description

一种食品机械螺杆的表面强化工艺

技术领域

本发明涉及一种食品机械，尤其涉及一种食品机械螺杆的表面强化工艺，属于食品机械技术领域。

背景技术

螺杆是粮油食品机械的心脏部件，在高温环境下对物料进行混合、揉搓、剪切、挤压和输送，物料沿螺杆螺旋槽滑移，从而形成对螺杆表面的高温粘着磨损，同时物料对螺杆表面产生不同程度的化学腐蚀，这样，在高温粘着磨损和化学腐蚀的共同作用下，螺杆工作表面快速磨损失效。由于螺杆的磨损失效，造成设备加工工艺参数波动，影响加工产品的品质，同时造成单支螺杆生产能力下降，螺杆寿命缩短；此外，由于更换失效的螺杆或停机检修，给企业造成大量财力、物力的消耗，经济效益明显受到影响。

为提高螺杆工作表面的耐磨性和抗蚀能力，食品加工企业采用了很多表面强化处理的方法来提高食品机械的金属螺杆和机筒表面强度，然而这些表面强化处理技术存在着较差的层间结合力以及受平衡溶解度小、固态扩散性差的限制等各种缺陷，因而对提高螺杆的硬度、耐磨性和耐蚀性的效果并不理想，且不能显著降低企业的生产成本。

发明内容

针对上述需求，本发明提供了一种食品机械螺杆的表面强化工艺，该工艺技术运用先进，实施简便，其不仅极大提高了食品机械螺杆表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，而且延长了螺杆的工作寿命，保证了食品机械的工作性能，降低了企业生产成本。

本发明是一种食品机械螺杆的表面强化工艺，所述的表面强化工艺包括如下步骤：a）离子氮化处理，b）配制合金粉末，c）等离子熔覆处理，d）检测。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a）中，离子氮化处理工作温度为540～560℃，离子氮化时间为15h，工作电流为38A，工作电压为500V，氮气气流量为0.5L/min，气压为500～600Pa。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b）中，合金粉末的成分及配比为：镍60～70wt%，铬10～15wt%，铁15～30wt%。

在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，等离子熔覆处理包括如下步骤：1）基体表面预涂覆合金粉末；2）等离子合金化平面单道熔覆处理。

在本发明一较佳实施例中，所述的等离子熔覆处理选用转移型等离子弧，其功率为1.8～2.4kW，扫描速度为12mm/s。

本发明揭示了一种食品机械螺杆的表面强化工艺，该工艺技术运用先进，实施简便，其不仅极大提高了食品机械螺杆表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，而且延长了螺杆的工作寿命，保证了食品机械的工作性能，降低了企业生产成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例食品机械螺杆的表面强化工艺的工序步骤图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1是本发明实施例食品机械螺杆的表面强化工艺的工序步骤图；该表面强化工艺包括如下步骤：a）离子氮化处理，b）配制合金粉末，c）等离子熔覆处理，d）检测。

实施例

具体制备工艺如下：

a）离子氮化处理，具体过程为：先将螺杆基体表面进行清洗，清洗干净后再将螺杆基体置入专用离子氮化炉中，通以38A的工作电流和500V的工作电压，氮气气流量调整为0.5L/min，气压控制为500～600Pa，并保持540～560℃的工作温度，进行长时间离子氮化处理，离子氮化时间为15h，最后出炉冷却，冷却至室温后再次进行清洗。螺杆基体经过离子氮化强化处理后，表层氮元素含量提高，表层与基体形成固溶体，或与基体发生化学反应生成氮化物，形成强化相，达到了对螺杆表面的强化目的，提高了螺杆表层的硬度、耐磨性和耐蚀性，延长了螺杆的工作寿命，保证了食品机械的工作性能。

b）配制合金粉末，合金粉末的成分以镍基为主，辅以铬基和铁基，其配比为：镍60～70wt%，铬10～15wt%，铁15～30wt%。食品机械螺杆的表面选用以镍基为主的合金粉末进行等离子熔覆处理，合金粉末中的镍基可起到强化基体、提高熔覆层表面的抗氧化性、耐蚀性和耐磨性以及增加合金硬度和强度的作用，并具有良好的性价比。

c）等离子熔覆处理，等离子熔覆处理包括如下步骤：1）基体表面预涂覆合金粉末；采用手涂预置粉末法，先用水玻璃将配制好的合金粉末调成糊状，再按一定厚度均匀预涂敷在食品机械螺杆基体上，然后进行烘干，烘干处理温度为280℃，时间为1h。2）等离子合金化平面单道熔覆处理；先将预涂敷上合金粉末的螺杆基体夹在自制的等离子熔覆设备上，再调整能射出转移型等离子弧的等离子喷枪使其距螺杆基体表面一定高度，然后利用等离子喷枪喷射的转移型等离子弧，以1.8～2.4kW功率、12mm/s扫描速度，沿螺杆基体表面进行直线扫描，得到厚度约为0.4mm的熔覆层。

d）检测，检测包括运用扫描电镜观察螺杆表面硬化层显微组织状态以及运用显微硬度计测螺杆表面硬度。其中，对显微组织的观察结果表明，经离子氮化强化处理后在螺杆基体表面形成的固溶体晶体结构为密排六方晶格，脆性大、耐蚀性好、强度高，极大提高了基体表面的硬度和耐磨性；等离子熔覆层与螺杆基体的结合面是由等轴晶构成的，熔覆层与晶体呈现良好的冶金结合状态，使得结合面具有较高的结合强度和韧性；熔覆层中部分布着沿逆热流方向生长的排列较规则的枝晶组织，熔覆层表层是细小的枝晶组织，螺杆基体表面耐磨性能得到极大提高。对显微硬度的计测结果表面，螺杆基体表面强化层的硬度由表及里呈梯度过渡到基体，其外层硬度值最高，较内层基体的硬度提高1倍左右。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims

1.一种食品机械螺杆的表面强化工艺，其特征在于，所述的表面强化工艺包括如下步骤：a）离子氮化处理，b）配制合金粉末，c）等离子熔覆处理，d）检测。

2.根据权利要求1所述的食品机械螺杆的表面强化工艺，其特征在于，所述的步骤a）中，离子氮化处理工作温度为540～560℃，离子氮化时间为15h，工作电流为38A，工作电压为500V，氮气气流量为0.5L/min，气压为500～600Pa。

3.根据权利要求1所述的食品机械螺杆的表面强化工艺，其特征在于，所述的步骤b）中，合金粉末的成分及配比为：镍60～70wt%，铬10～15wt%，铁15～30wt%。

4.根据权利要求1所述的食品机械螺杆的表面强化工艺，其特征在于，所述的步骤c）中，等离子熔覆处理包括如下步骤：1）基体表面预涂覆合金粉末；2）等离子合金化平面单道熔覆处理。

5.根据权利要求4所述的食品机械螺杆的表面强化工艺，其特征在于，所述的等离子熔覆处理选用转移型等离子弧，其功率为1.8～2.4kW，扫描速度为12mm/s。