CN206446091U - 一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，该内衬套包括衬套本体，衬套本体具有呈“8”字型的双圆孔，双圆孔的内壁表面具有通过镍基合金的金属粉末熔融烧结一体成型的复合合金层。本实用新型的内衬套，由于复合合金层是一体成型，与衬套本体的孔内壁粘结于一体，相比C型复合合金内衬套结构，其整体强度大，复合合金层致密度高，通过粉末冶金的方式成型，复合合金层耐磨性、耐腐蚀性更高；相比采用耐磨材料整体制作的整体式内衬套，本实用新型的内衬套的衬套本体可采用普通金属材质制作，减少了耐磨耐腐蚀的金属材料的浪费，更换后内衬套的衬套本体可回收利用，更环保，大大降低了内衬套的生产成本。

Description

一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套

技术领域

本实用新型涉及双螺杆挤出机配件技术领域，尤其涉及一种用于双螺杆挤出机螺筒内的一种具有耐磨耐腐蚀复合合金层的内衬套。

背景技术

复合合金双螺杆挤出机的筒体内衬套为同向/异向双螺杆挤出机的核心部件，与螺杆搭配使用。目前，市面上通用的内衬套主要主要分为两类：

第一类为C型/O型分离式复合合金内衬套，其具有两层结构，即具有耐磨的内层和一般材料外壳，通过离心浇铸等工艺将耐磨的内层浇铸在外壳的内壁上，其中，内衬套内表面的主要耐摩擦材料为高铬铸铁或高矾铸铁等复合合金材料，外壳材料通常为无缝O型碳钢管，这类C型/O型分离式复合合金内衬套在制作时，通常首先采用离心浇铸的工艺在无缝O型碳钢管内浇铸一层复合合金材料，然后通过线切割将O型碳钢管沿纵向切割一部分，从而形成C型钢管，再将两节C型钢管的开口对接拼合，最后形成一个截面呈“8”字型的内衬套；该类C型/O型分离式复合合金内衬套由两个C型钢管拼合，压入挤出机筒体而成，在其拼合处具有明显接缝，该类衬套在使用过程中，在接缝处会产生挤压材料(塑料原料)堆积，造成原料碳化，影响挤出机生产的塑料粒子质量与外观，对最终挤出机生产出的产品质量/外观造成较大影响，并且，接缝处结构不稳定，容易被螺杆撞击，造成崩裂，导致复合合金层脱落或损伤，是金属材料混入塑料原料中，影响挤出机生产出的产品质量或外观；另外，由于耐磨层材料为高铬铸铁或高钒铸铁，其耐磨损性能差，基本无耐腐蚀性能。

第二类为整体式内衬套，该类整体式内衬套无复合合金结构，为整体结构衬套，其主要制作材料为高铬铸铁、高矾铸铁、W6Mo5Cr4V2高速钢(工具钢)、热等静压铁基粉末合金等，这类整体式内衬套通常首先采用浇铸、热锻造工艺形成一个整体结构，再对整体结构进行机械加工(钻孔、精磨等)，最终形成一个截面呈“8”字型的内衬套，这类整体式内衬套(除采用热等静压材料外)均通过高铬铸铁，高钒铸铁等工具钢采用浇铸或锻造的工艺制成，产品缺陷较多，性能不佳，基本无耐腐蚀性能，耐磨损性能略高于C型/O型分离式复合合金内衬套，由于整体材料均为耐磨损材料，在制作成本上远高于C型/O型分离式复合合金内衬套；在结构上，整体式内衬套虽然解决了C型/O型分离式复合合金内衬套的拼接处接缝间隙问题，使用寿命比C型/O型分离式复合合金内衬套套有所提高，但由于双螺杆挤出机具体使用环境对筒体内衬套和螺杆之间的配合间隙有较为严格的工艺要求，即该配合间隙大于一定数值(1-1.5mm)后，对挤出机生产出的产品质量及生产效率产生较大影响，通常在整体式内衬套的内孔磨损1-1.5mm后便需要进行更换内衬套，造成剩余的材料浪费，不环保。

由于C型/O型分离式复合合金内衬套和整体式内衬套的耐磨损能差，使用寿命短，在双螺杆挤出机的工作过程中，经常需要停机更换，停机时间长，造成双螺杆挤出机的使用/维护成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种具有耐磨耐腐蚀复合合金层的内衬套，以解决现有技术中通过浇铸等工艺生产的双螺杆挤出机的内衬套耐磨损性能差，使用寿命短，从而导致双螺杆挤出机的使用/维护成本较高的技术问题。

实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型的一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，所述内衬套包括衬套本体，所述衬套本体具有呈“8”字型的双圆孔，所述双圆孔的内壁表面具有通过镍基合金或钴基合金或铜基合金的金属粉末熔融烧结一体成型的复合合金层。

进一步改进在于，所述衬套本体由45碳钢或316L不锈钢制成。

进一步改进在于，所述复合合金层的厚度为4-6mm。

进一步改进在于，所述衬套本体的横向截面呈腰形或矩形。

本实用新型由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果是：

本实用新型的内衬套由于复合合金层是一体成型，与衬套本体的孔内壁粘结于一体，相比C型复合合金内衬套结构，其整体强度大，复合合金层致密度高，通过粉末冶金的方式成型，复合合金层耐磨性、耐腐蚀性更高；相比采用耐磨材料整体制作的整体式内衬套，本实用新型的内衬套的衬套本体可采用普通金属材质制作，减少了耐磨耐腐蚀的金属材料的浪费，更换后内衬套的衬套本体可回收利用，更环保，大大降低了内衬套的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型一种衬套内壁具有复合合金层的内衬套的结构示意图；

图2为本实用新型衬套本体的截面形状示意图；

图中，1-衬套本体，11-“8”字型双圆孔，2-复合合金层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，所述内衬套包括衬套本体1，所述衬套本体具有呈“8”字型双圆孔11，“8”字型双圆孔11的内壁表面具有通过镍基合金或钴基合金或铜基合金的金属粉末熔融烧结一体成型的复合合金层2。

其中，衬套本体1由45碳钢或316L不锈钢制成，衬套本体1的外壁与双螺杆挤出机的螺筒过盈配合，采用热压工艺将衬套本体1挤压在螺筒的腔体内，衬套本体1的横向截面可以是呈腰形或矩形；复合合金层2的厚度为4-6mm。

本实用新型的内衬套通过以下制备方法制作：

首先通过45碳钢或316L不锈钢制成待烧结的衬套毛坯和内模，衬套毛坯上具有一呈“8”字型双圆孔11；内模的外形轮廓与衬套毛坯上的“8”字型双圆孔11相匹配，将内模表面涂覆一层防渗透涂料后放置于衬套毛坯上的“8”字型双圆孔内，内模的两端通过焊接与衬套毛坯固定，使衬套毛坯上的“8”字型双圆孔与内模之间形成一“8”字型轮廓的型腔；衬套毛坯的一端焊接一块耐火材料的底板将型腔的一端封挡，底板与衬套毛坯之间设置一块隔热保温板，从所述型腔的另一端倒入镍基合金或钴基合金或铜基合金的复合合金粉末，在复合合金粉末缓缓倒入所述型腔内时，同时不断震动或敲打所述衬套毛坯，直至充满所述型腔后，在衬套毛坯的另一端覆盖一块隔热保温板，并用耐火材料盖板压实，将型腔的另一端封挡；将填充完复合合金粉末的衬套毛坯放入真空烧结炉内，开启真空烧结炉进行加热升温，首先将真空烧结炉内的温度进行第一阶段升温，将真空烧结炉内的温度加热到700摄氏度，加热到700摄氏度的升温时间为2-6小时，同时将真空烧结炉内抽真空，使真空度达到10Pa；待温度达到700摄氏度后，将真空烧结炉内的温度进行第二阶段升温，加热到900-1500摄氏度的温度，加热到900-1500摄氏度的升温时间为1-4小时；保温摄氏度30-120分钟后，进行冷却处理，冷却降温至800摄氏度，冷却到800摄氏度的降温时间为30-180分钟，随后随炉冷却到300摄氏度以下，冷却处理过程中，向真空烧结炉内通入氮气或氩气；衬套毛坯从真空烧结炉内取出，将底板、隔热保温板、盖板、内模取出，对烧结完成的衬套毛坯进行外形及内孔的机械加工，得到最终的内衬套成品，其中，衬套毛坯即为衬套本体1，机械加工主要为对衬套本体1进行外部形状加工及“8”字型的双圆孔的尺寸加工，对衬套本体1的外部形状加工时，根据需要，将衬套本体1的横截面加工呈腰形或矩形。

下表为内衬套在900摄氏度的真空烧结炉内烧结的温度变化表：

下表为通过上述烧结工艺制作的镍基合金块与磨轮-W6Mo5Cr4V2(6542工具钢)相互摩擦后的耐磨性对比表：

由上表可知，通过在真空烧结炉内烧结形成的镍基合金的耐磨损能力是W6Mo5Cr4V2工具钢的耐磨损能力的6倍。

下表为通过上述烧结工艺制作的镍基合金块与316L不锈钢浸入温度为(100±2)℃的1％盐酸溶液中进行24小时浸泡试验得到的耐腐蚀性对比表：

下图表为腐蚀速率的折线图：

由于双螺杆挤出机具体使用环境对筒体内衬套和螺杆之间的配合间隙有较为严格的工艺要求，即该配合间隙大于1-1.5mm后，对挤出机生产出的产品质量及生产效率产生较大影响，通常在整体式内衬套的内孔磨损1-1.5mm后便需要进行更换内衬套，例如，采用双螺杆65型号挤出机的内衬套厚度为13-34mm，如果内衬套为整体式内衬套，在其磨损1.5mm后，整体式内衬套的耐磨损材料为11.5-32.5mm，造成材料过量的浪费，而采用本实用新型的双螺杆内衬套，由于耐磨损材料的复合合金层厚度为2-4mm，在其磨损1.5mm后，仅仅只有0.5-2.5mm的余量，耐磨损材料的浪费大大减少，而内衬套其余的外壳为普通碳钢，碳钢可回收利用，因此，在生产成本上，本实用新型具有镍基合金材料的双螺杆内衬套与采用镍基合金材料制成的整体式内衬套相比，本实用新型的双螺杆内衬套的成本约为采用镍基合金材料制成的整体式内衬套的1/3,成本降低了66.7％；本实用新型的双螺杆内衬套比高铬铸铁的C型/O型分离式内衬套的使用寿命高出至少5倍；比W6Mo5Cr4V2高速钢的整体式内衬套的使用寿命高2-3倍。

本实用新型的内衬套由于复合合金层是一体成型，与衬套本体的孔内壁粘结于一体，相比C型复合合金内衬套结构，其整体强度大，复合合金层致密度高，通过粉末冶金的方式成型，复合合金层耐磨性、耐腐蚀性更高；相比采用耐磨材料整体制作的整体式内衬套，本实用新型的内衬套的衬套本体可采用普通金属材质制作，减少了耐磨耐腐蚀的金属材料的浪费，更换后内衬套的衬套本体可回收利用，更环保，大大降低了内衬套的生产成本。

应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本实用新型的保护范围。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，其特征在于，所述内衬套包括衬套本体，所述衬套本体具有呈“8”字型的双圆孔，所述双圆孔的内壁表面具有通过镍基合金或钴基合金或铜基合金的金属粉末熔融烧结一体成型的复合合金层。

2.根据权利要求1所述的用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，其特征在于，所述衬套本体由45碳钢或316L不锈钢制成。

3.根据权利要求1或2所述的用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，其特征在于，所述复合合金层的厚度为4-6mm。

4.根据权利要求3所述的用于双螺杆挤出机螺筒内的内衬套，其特征在于，所述衬套本体的横向截面呈腰形或矩形。