DE4328160A1 - Helical screw for plastic extruder - having special corrosion and wear resistant tips to screw threads - Google Patents

Helical screw for plastic extruder - having special corrosion and wear resistant tips to screw threads

Info

Publication number
DE4328160A1
DE4328160A1 DE4328160A DE4328160A DE4328160A1 DE 4328160 A1 DE4328160 A1 DE 4328160A1 DE 4328160 A DE4328160 A DE 4328160A DE 4328160 A DE4328160 A DE 4328160A DE 4328160 A1 DE4328160 A1 DE 4328160A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
screw
steel core
resistant
corrosion
wear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4328160A
Other languages
German (de)
Other versions
DE4328160C2 (en
Inventor
Hartmut Dr Ing Kaiser
Peter Luelsdorf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Original Assignee
Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik filed Critical Reifenhaeuser GmbH and Co KG Maschinenenfabrik
Priority to DE4328160A priority Critical patent/DE4328160C2/en
Publication of DE4328160A1 publication Critical patent/DE4328160A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4328160C2 publication Critical patent/DE4328160C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F5/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product
    • B22F5/007—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the special shape of the product of moulds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • B22F7/08—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools with one or more parts not made from powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/36—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it through the nozzle or die
    • B29C48/50—Details of extruders
    • B29C48/505—Screws
    • B29C48/507—Screws characterised by the material or their manufacturing process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/13—Articles with a cross-section varying in the longitudinal direction, e.g. corrugated pipes

Abstract

Helical screw for plastic extruder is made of a steel core (2) with a monolithic support (3) for the threads (4). The support is made by hot isostatic pressing a metal powder which has good corrosion and wear resistant properties. Finally the thread covers (5) are hot isostatically produced using a metal with better wear and corrosion properties than that of the support (3). By hot isostatically forming the three parts together a diffusion layer is built between each part. ADVANTAGE - The screw is economically produced with good mechanical, corrosion and wear properties.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schneckenwelle einer Schnecken­ strangpresse für thermoplastischen Kunststoff. In der Praxis werden solche Schneckenstrangpressen auch als Extru­ der bezeichnet. Es kann sich im Rahmen der Erfindung um Einschneckenextruder und Mehrschneckenextruder handeln. Die Erfindung betrifft fernerhin ein Verfahren zur Herstellung von Schneckenwellen.The invention relates to a worm shaft of a worm Extruder for thermoplastic material. In the Practice such screw extruders are also called Extru the designated. It may be within the scope of the invention Single-screw extruders and multi-screw extruders act. The The invention further relates to a process for the preparation from augers.

Schneckenwellen von Schneckenstrangpressen für thermo­ plastischen Kunststoff bestehen im allgemeinen aus einem Wellenkern und über die Kernoberfläche vorstehenden Schneckenstegen, die durch spanende Formgebung aus einem Schneckenwellenrohling hergestellt sind. Es ist bekannt, die Schneckensteg-Stirnseiten zu härten oder mit einer verschleißfesten und korrosionsfesten Beschichtung zu ver­ sehen. Es versteht sich, daß außerdem eine schleifende Bearbeitung erfolgt. Das alles ist in fertigungstechnischer Hinsicht aufwendig. An den Werkstoff, aus dem die Schneckenwelle insgesamt besteht, werden in korrosionstech­ nischer Hinsicht und verschleißtechnischer Hinsicht hohe Anforderungen gestellt, damit die hauptsächlich dem Ver­ schleiß ausgesetzten Elemente, nämlich die Schneckenstege und die Schneckensteg-Stirnschicht ausreichend verschleiß- und korrosionsfest sind.Worm shafts of screw extruders for thermo plastic plastic generally consist of a Shaft core and projecting beyond the core surface Schneckenstegen, by cutting shaping of a Worm shaft blank are made. It is known, to harden the screw web end faces or with a Wear-resistant and corrosion-resistant coating ver see. It is understood that in addition a grinding Processing is done. All this is in production engineering Expensive. To the material from which the Worm shaft altogether, will be in corrosion piercing niche and wear-technical high Requests made so that the main the Ver worn out elements, namely the snail bars and the screw land front layer is sufficiently wear-resistant and are corrosion resistant.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schnecken­ welle der eingangs beschriebenen Gestaltung sowie der eingangs beschriebenen Zweckbestimmung zu schaffen, die mit verhältnismäßig geringem fertigungstechnischen Aufwand her­ gestellt werden kann sowie in mechanischer, korrosionstech­ nischer und verschleißtechnischer Hinsicht allen Anfor­ derungen genügt. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem Schneckenwellen der beschriebenen Zweckbestimmung sehr einfach hergestellt werden können.The invention is based on the object, a screw wave of the design described above and the purpose described above, with the  relatively low manufacturing effort can be placed as well as in mechanical, corrosionstech nischer and wear-technical respects all requirements is enough. The invention is furthermore the task to provide a method with the worm shafts the purpose described made very simple can be.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Schneckenwelle einer Schneckenstrangpresse für thermo­ plastischen Kunststoff mit
einem schmelzmetallurgisch hergestellten Stahlkern, der zur Übertragung des Drehmomentes ausgelegt ist, einem Schneckenstegträger mit zumindest einem Schneckensteg, die monometallisch durch heißiso­ statisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfest sowie verschleißfest eingestellt sind und
einer Schneckensteg-Stirnschicht, die durch heißiso­ statisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfester sowie verschleißfester hergestellt ist als der Schneckenstegträger mit dem Schneckensteg,
wobei der Stahlkern und der Schneckenstegträger sowie der Schneckenstegträger und die Schneckensteg-Stirnschicht durch heißisostatisches Pressen unter Bildung einer Diffusionsschicht verbunden sind. To solve this problem is the subject of the invention, a worm shaft of a screw extruder for thermoplastic plastic with
a molten metallurgically produced steel core, which is designed to transmit the torque, a Schneckenstegträger with at least one screw web, which are monometallic manufactured by hot static static pressing from metal powder and corrosion resistant and wear-resistant set, and
a Schneckensteg-front layer, which is produced by hot-iso static pressing of metal powder and corrosion-resistant and wear-resistant produced as the Schneckenstegträger with the screw web,
wherein the steel core and the screw bar carrier and the Schneckenstegträger and the Schneckensteg end layer are connected by hot isostatic pressing to form a diffusion layer.

Es versteht sich, daß bei einer erfindungsgemäßen Schneckenwelle auch der Schneckenstegträger und der Schneckensteg zum Flächenträgheitsmoment und damit zur Übertragung des Drehmomentes beitragen. Insofern versteht sich die Lehre der Erfindung, wonach ein schmelzmetallur­ gisch hergestellter Stahlkern zur Übertragung des Dreh­ momentes der Schneckenwelle eingerichtet ist, dahingehend, daß das Drehmoment hauptsächlich über den Stahlkern über­ tragen wird. Schmelzmetallurgisch hergestellt bedeutet, daß der Stahlkern aus einer Stahllegierung besteht, die er­ schmolzen und wie üblich zum Stahlkern weiterverarbeitet wurde. Der Ausdruck monometallisch besagt, daß es sich um ein einteiliges Bauteil handelt, welches insgesamt aus einer einheitlichen Legierung besteht, die ausreichend korrosionsfest und verschleißfest eingestellt ist.It is understood that in an inventive Schneckenwelle also the Schneckenstegträger and the Worm bar for area moment of inertia and thus for Transmission of torque contribute. In that sense understands The teaching of the invention, according to which a metallurg gically produced steel core for transmission of the rotation moment of the worm shaft is set, to the effect, that the torque is transmitted mainly through the steel core will wear. Melt metallurgically produced means that the steel core consists of a steel alloy which he melted and further processed as usual to the steel core has been. The term monometallic states that it is is a one-piece component, which in total a uniform alloy that is sufficient is corrosion resistant and wear resistant.

Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Stahlkern als ein Rohr ausgeführt, dessen Wanddicke zur Übertragung des Drehmomentes ausgelegt ist. Diese Aus­ führungsform zeichnet sich durch besonders geringe Her­ stellungskosten aus. Der Stahlkern kann als Kreiszylinder bzw. Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt sein. Er kann aber auch konisch gestaltet sein.According to a preferred embodiment of the invention is the Steel core designed as a tube whose wall thickness to Transmission of the torque is designed. This off leadership is characterized by particularly low Her costs. The steel core can be used as a circular cylinder or hollow cylinder designed with a circular cross-section his. But it can also be conical.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für die Übertragung des Drehmomentes bei einer Schneckenwelle der eingangs angegebenen Zweckbestimmung eine Stahllegierung eingesetzt werden kann, die in verschleißtechnischer Hin­ sicht sowie in korrosionstechnischer Hinsicht nicht beson­ ders eingerichtet ist und leicht bearbeitet werden kann. The invention is based on the recognition that for the Transmission of the torque in a worm shaft specified purpose a steel alloy can be used, the wear in Hin view and in terms of corrosion technology is not special This is set up and can be easily edited.  

Wird der Stahlkern als Rohr ausgeführt, so kann insoweit auf handelsübliches Halbzeug zurückgegriffen werden.If the steel core is designed as a pipe, so far can be resorted to commercial semis.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß die verschleißbean­ spruchten und korrosionsbeanspruchten Teile der Schnecken­ welle mit Hilfe der heißisostatischen Preßtechnik pulver­ metallurgisch einfach aus den Werkstoffen hergestellt wer­ den können, die für die Aufnahme der Verschleißbean­ spruchungen und Korrosionsbeanspruchungen erforderlich sind. Ebenso kann die Schneckensteg-Stirnfläche gleichsam gepanzert werden. Überraschenderweise erlaubt es die heiß­ isostatische Preßtechnik, den Stahlkern, den Schnecken­ träger und die Schnecken-Stirnschicht mit dem Schneckensteg so zu verbinden, daß alle Beanspruchungen ohne weiteres aufgenommen werden, wenn in der beschriebenen Weise für den Verbund eine Diffusionsschicht erzeugt wird.The invention makes use of the fact that the wear spraying and corrosion-stressed parts of the screws wave using the hot isostatic pressing technique powder metallurgically simply made from the materials who The ones responsible for the absorption of the wear stresses and corrosion stresses required are. Likewise, the Schneckensteg end face as it be armored. Surprisingly, it allows the hot isostatic pressing technique, the steel core, the screws carrier and the snail forehead layer with the screw web to connect so that all stresses easily be included if in the manner described for the Composite a diffusion layer is generated.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. Das gilt insbes. für die werkstoffmäßige Auslegung, die so erfolgt, wie es den Regeln der Maschinenbaukunst und der Werkstofftechnik entspricht. Die Schneckenwelle kann aus mehreren Schneckenwellenlängsabschnitten zusammengesetzt sein.In particular, there are several within the scope of the invention Possibilities of further education and design. The applies esp. For the material design, the so is done as it is the rules of mechanical engineering and the Material technology corresponds. The worm shaft can out composed of several worm shaft longitudinal sections his.

Bei der heißisostatischen Preßtechnik handelt es sich um bewährte Maßnahmen der Fertigungstechnik (vgl. DE-Z "Metall", 34. Jahrgang, S. 925 bis 929, 35. Jahrgang, S. 1227 bis 1234, und 36. Jahrgang, S. 1064 bis 1067). Die Erfindung hat erkannt, daß mit der heißisostatischen Preßtechnik auch Schneckenwellen des beschriebenen kom­ plexen Aufbaus einfach hergestellt werden können. Insoweit ist Gegenstand der Erfindung auch ein Verfahren zur Her­ stellung einer Schneckenwelle bzw. von Schneckenwellenab­ schnitten einer Schneckenstrangpresse für thermoplastischen Kunststoff mit den folgenden Verfahrensschritten:The hot isostatic pressing technique is proven measures of production technology (see DE-Z "Metal", 34th year, pp. 925-929, 35th year, P. 1227 to 1234, and 36th year, pp. 1064 to 1067). The Invention has recognized that with the hot isostatic  Pressing also screw shafts of kom described plexen construction can be easily made. in this respect the invention is also a process for Her position of a worm shaft or Schneckenwellenab cut a screw extruder for thermoplastic Plastic with the following process steps:

  • a) auf den Stahlkern wird eine durch heißisostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellte, vorgefertigte Hülse aus einem korrosionsfesten sowie ver­ schleißfesten Werkstoff aufgeschoben,a) on the steel core is a by hot isostatic Presses made of metal powder, prefabricated Sleeve made of a corrosion-resistant and ver wear-resistant material pushed on,
  • b) das Aggregat aus Stahlkern und der aufgeschobenen Hülse wird als Formkern in den Formmantel einer Preßform für das heißisostatische Pressen so einge­ setzt, daß sich zwischen der Hülse und dem Formmantel ein spaltförmiger Ringraum bildet, der eine auf die Schneckensteg-Stirnschicht abgestimmte Spaltdicke aufweist,b) the aggregate of steel core and the deferred Sleeve is used as a mold core in the mold shell of a Press mold for the hot isostatic pressing so turned sets that between the sleeve and the mold jacket forms a slit-shaped annular space, one on the Schneckensteg end layer matched gap thickness having,
  • c) in den Spaltraum wird das Metallpulver für die Schneckensteg-Stirnschicht eingefüllt,c) in the gap, the metal powder for the Filled with spiral web end layer,
  • d) durch heißisostatisches Pressen wird die Schnecken­ steg-Stirnschicht gebildet und gleichzeitig wird die Schneckensteg-Stirnschicht mit der Hülse aus dem korrosionsfesten und verschleißfesten Werkstoff ver­ einigt sowie diese Hülse mit dem Stahlkern vereinigt, wobei danach und nach Erkalten der Schneckensteg mit der damit verbundenen Schneckensteg-Stirnschicht durch spanende Formgebung gebildet wird. Das Verfahren kann ohne Schwierigkeiten so geführt werden, daß an der fertigen Schneckenwelle bzw. an den fertigen Schneckenwellenab­ schnitten irgendwelche Richt- oder Nachrichtoperationen, mit denen Verzug beseitigt wird, nicht mehr erforderlich sind. Dazu lehrt die Erfindung, daß auf einen spannungsfrei geglühten Stahlkern eine praktisch spannungsfrei einge­ stellte Hülse aus dem korrosionsfesten und verschleißfesten Werkstoff aufgeschoben wird. Nach bevorzugter Ausführungs­ form der Erfindung wird aus gleichem Grund der Schnecken­ steg in zwei spanenden Bearbeitungsschritten mit zwischen­ geschaltetem Spannungsarmglühen geformt. - Es versteht sich, daß bei der Fertigung und Montage des Schneckenkerns bzw. der Hülse aus dem korrosionsfesten und verschleiß­ festen Werkstoff mit engen Toleranzen gearbeitet wird, Rauhtiefe RA maximal 0,5.d) by hot isostatic pressing the screw web-front layer is formed and at the same time the Schneckensteg-front layer is united with the sleeve of the corrosion-resistant and wear-resistant material and this sleeve united with the steel core, and thereafter and after cooling the screw web with the associated screw web End layer is formed by cutting shaping. The method can be performed without difficulty so that cut on the finished worm shaft or on the finished Schneckenwellenab any straightening or message operations with which distortion is eliminated, are no longer necessary. For this purpose, the invention teaches that a tension-free annealed steel core a virtually tension-free inserted sleeve is pushed out of the corrosion-resistant and wear-resistant material. According to a preferred embodiment of the invention, for the same reason, the screw web is formed in two machining steps with switched between stress relief annealing. - It is understood that in the manufacture and assembly of the screw core or the sleeve of the corrosion-resistant and wear-resistant material is worked with tight tolerances, roughness R A maximum 0.5.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention with reference to a only one Embodiment illustrative drawing in more detail explained. It show in a schematic representation

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schneckenwelle, ausschnittsweise, Fig. 1 shows a longitudinal section through a worm shaft, fragmentary,

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Längsschnitt durch eine Preßform für das heißisostatische Pressen. Fig. 2 is a schematic representation for explaining the method according to the invention with a longitudinal section through a mold for hot isostatic pressing.

Die in der Fig. 1 dargestellte Schneckenwelle 1 gehört einer Schneckenstrangpresse für thermoplastischen Kunst­ stoff an. Sie besteht in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus einem schmelzmetallurgisch hergestellten Stahlkern 2, der zur Übertragung des Drehmomentes ausgelegt ist, einem Schneckenstegträger 3 mit zumindest einem Schneckensteg 4, welche Elemente 3, 4 monometallisch durch heißisostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfest sowie verschleißfest eingestellt sind, und einer Schnecken­ steg-Stirnschicht 5, die durch heißisostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfester sowie verschleißfester eingestellt ist als der Schneckensteg­ träger 3 mit dem zumindest einen Schneckensteg 4. Der Stahlkern 2 und der Schneckenstegträger 3 sowie der Schneckenstegträger 3 und die Schneckensteg-Stirnschicht 5 sind durch heißisostatisches Pressen unter Bildung einer Diffusionsschicht verbunden. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist der Stahlkern 2 als Rohr ausgeführt. Es mag sich um ein zylindrisches Rohr handeln. Der Stahlkern 2 könnte aller­ dings auch konisch ausgeführt sein. In werkstofftechnischer Hinsicht ist der Aufbau so getroffen, wie es die herrschende Baulehre verlangt. Betrachtet man die Fig. 1, so erkennt man, daß die Schneckenwelle 1 auch aus mehreren Schneckenwellenabschnitten zusammengebaut sein könnte, wie es bei Schneckenwellen 1 üblich ist.The screw shaft 1 shown in Fig. 1 is one of a screw extruder for thermoplastic synthetic material on. It consists in its basic structure of a melt-metallurgically produced steel core 2 , which is designed for transmitting the torque, a screw web support 3 with at least one screw web 4 , which elements 3 , 4 monometallic manufactured by hot isostatic pressing of metal powder and corrosion resistant and wear-resistant, and a screw web-end layer 5 , which is made by hot isostatic pressing made of metal powder and corrosion-resistant and wear-resistant set as the screw web carrier 3 with the at least one screw web . 4 The steel core 2 and the worm 3 and the worm web beam joists 3 and the screw flight front-layer 5 are joined by hot isostatic pressing to form a diffusion layer. In the exemplary embodiment and according to the preferred embodiment of the invention, the steel core 2 is designed as a tube. It may be a cylindrical tube. The steel core 2 could all recently be made conical. In material terms, the structure is made as required by the prevailing building gauge. Looking at FIG. 1, it can be seen that the worm shaft 1 could also be assembled from a plurality of worm shaft sections, as is usual with worm shafts 1 .

In der Fig. 2 erkennt man zunächst den Stahlkern 2. Auf diesen wurde eine durch heißisostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellte, vorgefertigte Hülse 6 auf ge­ schoben, die aus einem korrosionsfesten sowie verschleiß­ festen Werkstoff besteht. Das Aggregat aus Stahlkern 2 und der aufgeschobenen Hülse 6 ist nach Maßgabe der her zu­ stellenden Schneckenwelle 1 dimensioniert und wird als Formkern in einen zugeordneten Formmantel 7 einer Preßform für das heißisostatische Pressen eingesetzt, und zwar so, daß sich zwischen der Hülse 6 und dem Formmantel 7 ein spaltförmiger Ringraum 8 bildet, der eine auf die Schneckensteg-Stirnschicht 5 abgestimmte Spaltdicke 9 auf­ weist. In den Ringraum 8 wird das Metallpulver für die Schneckensteg-Stirnschicht 5 eingeführt und ggf. verdichtet und/oder evakuiert. Durch heißisostatisches Pressen nach der Lehre der heißisostatischen Preßtechnik wird die Schneckensteg-Stirnschicht 5 gebildet und gleichzeitig wird die Schneckensteg-Stirnschicht 5 mit der Hülse 6 aus dem korrosionsfesten und verschleißfesten Werkstoff vereinigt sowie die Hülse 6 mit dem Stahlkern 2 vereinigt. Der Stahlkern 2 ist im Ausführungsbeispiel als Rohr ausgeführt. Auf diese Weise entsteht im Ausführungsbeispiel nach Be­ endigung des heißisostatischen Pressens ein hohlzylin­ drisches Bauteil mit einem Zylindermantel aus drei Schich­ ten 2, 6, 5. Strichpunktiert angedeutet wurde, daß dieses hohlzylindrische Bauteil nach dem Erkalten durch span­ gebende Formgebung weiter bearbeitet wird, und zwar wird der Schneckensteg 4 mit der damit verbundenen Schnecken­ steg-Stirnschicht 5 hergestellt, während der Schneckensteg­ träger 3 gleichsam verbleibt. Es versteht sich, daß der Stahlkern 2 und die darauf aufgeschobene Hülse 6 werkstoff­ mäßig zunächst verhältnismäßig weich sind, und daß nach Beendigung der spanenden Bearbeitung die erforderliche Härtung durchgeführt wird. Der Schneckenstegträger 3 und die Schneckenstege 4 mögen in der fertigen Schneckenwelle 1 eine Härte von etwa 60 HRc aufweisen. Die Schnecken­ steg-Stirnschicht 5, die beispielsweise 35 Vol.-% Vanadium­ carbid aufweist, mag mit einer Mischhärte von 71 HRc ausgerüstet sein.In FIG. 2 firstly recognizes the steel core 2. On this one made by hot isostatic pressing made of metal powder, prefabricated sleeve 6 was pushed to ge, which consists of a corrosion-resistant and wear-resistant material. The aggregate of steel core 2 and the pushed sleeve 6 is dimensioned in accordance with the forth to be set screw shaft 1 and is used as a mold core in an associated mold jacket 7 of a mold for hot isostatic pressing, in such a way that between the sleeve 6 and the mold shell 7 forms a gap-shaped annular space 8 , which has a tuned to the screw land end layer 5 gap thickness 9 . In the annular space 8 , the metal powder for the screw land end layer 5 is introduced and optionally compressed and / or evacuated. By hot isostatic pressing according to the teaching of the hot isostatic pressing technique, the screw land end layer 5 is formed and at the same time the screw land end layer 5 is combined with the sleeve 6 of the corrosion-resistant and wear-resistant material and the sleeve 6 combined with the steel core 2 . The steel core 2 is designed in the embodiment as a tube. In this way, in the embodiment after Be termination of the hot isostatic pressing a hohlzylin drical component with a cylinder jacket of three Schich th 2 , 6 , 5 . Dash-dotted lines indicated that this hollow cylindrical component is further processed after cooling by span given shaping, namely the screw land 4 with the associated screw web-end layer 5 is produced while the screw web carrier 3 remains as it were. It is understood that the steel core 2 and the sleeve pushed onto it 6 material moderately are initially relatively soft, and that after completion of the machining, the required hardening is performed. The screw carrier 3 and the screw flights 4 may have a hardness of about 60 HRc in the finished screw shaft 1 . The screw land layer 5 , which has, for example, 35 vol .-% vanadium carbide, may be equipped with a mixing hardness of 71 HRc.

Geeignete Werkstoffe für die durch heißisostatisches Pressen hergestellte Hülse 6 sind z. B. und vorzugsweiseSuitable materials for the sleeve 6 produced by hot isostatic pressing are z. B. and preferably

X 230 CrVMo 12 4 mit etwaX 230 CrVMo 12 4 with about

CC 2,30 Gew.-%2.30% by weight SiSi 0,40 Gew.-%0.40% by weight MnMn 0,40 Gew.-%0.40% by weight CrCr 12,50 Gew.-%12.50% by weight MoMo 1,10 Gew.-%1.10% by weight VV 4,10 Gew.-%4.10% by weight WW 0,00 Gew.-%0.00% by weight

Rest Eisen und übliche Beimengungen,Rest of iron and usual admixtures,

X 230 CrVMoW 18 4 mit etwaX 230 CrVMoW 18 4 with about

CC 2,30 Gew.-%2.30% by weight SiSi 0,50 Gew.-%0.50% by weight MnMn 0,50 Gew.-%0.50% by weight CrCr 18,00 Gew.-%18.00% by weight MoMo 1,00 Gew.-%1.00% by weight VV 4,10 Gew.-%4.10% by weight WW 0,80 Gew.-%0.80% by weight

Rest Eisen und übliche Beimengungen,Rest of iron and usual admixtures,

X 220 CrVMoW 20 4 mit etwaX 220 CrVMoW 20 4 with about

CC 2,20 Gew.-%2.20% by weight SiSi 0,50 Gew.-%0.50% by weight MnMn 0,50 Gew.-%0.50% by weight CrCr 20,00 Gew.-%20.00% by weight MoMo 1,00 Gew.-%1.00% by weight VV 4,10 Gew.-%4.10% by weight WW 0,80 Gew.-%0.80% by weight

Rest Eisen und übliche Beimengungen,Rest of iron and usual admixtures,

X 340 CrVMoW 12 10 mit etwaX 340 CrVMoW 12 10 with about

CC 3,40 Gew.-%3.40% by weight SiSi 0,50 Gew.-%0.50% by weight MnMn 0,50 Gew.-%0.50% by weight CrCr 12,40 Gew.-%12.40% by weight MoMo 1,30 Gew.-%1.30% by weight VV 10,30 Gew.-%10.30% by weight WW 0,80 Gew.-%0.80% by weight

Rest Eisen und übliche Beimengungen,
Rest of iron and usual admixtures,

Die vorstehenden Werkstoffangaben gelten auch für die Schneckensteg-Stirnschicht 5, jedoch mit der Maßgabe, daß der Gehalt an Vanadiumcarbid um 30 Vol.-% bis 40 Vol.-%, vorzugsweise um etwa 35 Vol.-%. erhöht ist. Bewährt haben sich auch entsprechende Zusätze von Niobcarbid.The above material specifications also apply to the Schneckensteg end layer 5 , but with the proviso that the content of vanadium carbide by 30 vol .-% to 40 vol .-%, preferably by about 35 vol .-%. is increased. Appropriate additions of niobium carbide have also proven useful.

Claims (10)

1. Schneckenwelle (1) einer Schneckenstrangpresse für thermoplastischen Kunststoff mit
einem schmelzmetallurgisch hergestellten Stahlkern (2), der zur Übertragung des Drehmomentes ausgelegt ist, einem Schneckenstegträger (3) mit zumindest einem Schneckensteg (4), die monometallisch durch heißiso­ statisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfest sowie verschleißfest eingestellt sind und
einer Schneckensteg-Stirnschicht (5), die durch heiß­ isostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellt und korrosionsfester sowie verschleißfester hergestellt ist als der Schneckenstegträger (3) mit dem Schnecken­ steg (4),
wobei der Stahlkern (2) und der Schneckenstegträger (3) sowie der Schneckenstegträger (3) und die Schnecken­ steg-Stirnschicht (5) durch heißisostatisches Pressen unter Bildung einer Diffusionsschicht verbunden sind.1. worm shaft ( 1 ) of a screw extruder for thermoplastic with
a steel core ( 2 ) produced by melt metallurgy, which is designed to transmit the torque, a worm carrier ( 3 ) with at least one worm web ( 4 ), which are monometallically manufactured by hot iso static pressing of metal powder and corrosion resistant and wear-resistant set, and
a Schneckensteg end layer ( 5 ), which is produced by hot isostatic pressing of metal powder and corrosion-resistant and wear-resistant produced as the Schneckenstegträger ( 3 ) with the screw web ( 4 ),
wherein the steel core ( 2 ) and the Schneckenstegträger ( 3 ) and the Schneckenstegträger ( 3 ) and the screw web end layer ( 5 ) are connected by hot isostatic pressing to form a diffusion layer. 2. Schneckenwelle nach Anspruch 1, wobei der Stahlkern (2) als ein Rohr ausgeführt ist, dessen Wanddicke zur Übertra­ gung des Drehmomentes ausgelegt ist.2. Worm shaft according to claim 1, wherein the steel core ( 2 ) is designed as a tube whose wall thickness is designed for transmis movement of the torque. 3. Schneckenwelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Stahlkern (2) als Kreiszylinder bzw. Hohlzylinder mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist. 3. Worm shaft according to one of claims 1 or 2, wherein the steel core ( 2 ) is designed as a circular cylinder or hollow cylinder with a circular cross-section. 4. Schneckenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Stahlkern (2) konisch ausgeführt ist.4. Worm shaft according to one of claims 1 to 3, wherein the steel core ( 2 ) is conical. 5. Schneckenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Stahlkern (2) aus einem üblichen Baustahl, vorzugsweise aus St52 nach DIN, besteht.5. Worm shaft according to one of claims 1 to 4, wherein the steel core ( 2 ) consists of a conventional structural steel, preferably from St52 to DIN. 6. Schneckenwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Schneckensteg-Stirnschicht (5) eingebettete, fein­ teilige Hartstoffe aufweist.6. Worm shaft according to one of claims 1 to 5, wherein the screw land end layer ( 5 ) embedded, finely divided hard materials. 7. Schneckenwelle nach Anspruch 6, wobei die Schnecken­ steg-Stirnschicht (5) aus einer Legierung, die eingebettete Vanadiumcarbid-Kristalle aufweist, besteht.A worm shaft according to claim 6, wherein the worm land layer ( 5 ) is made of an alloy having embedded vanadium carbide crystals. 8. Verfahren zur Herstellung einer Schneckenwelle bzw. von Schneckenwellenabschnitten einer Schneckenstrangpresse für thermoplastischen Kunststoff mit den folgenden Verfahrens­ schritten:
  • a) auf den Stahlkern wird eine durch heißisostatisches Pressen aus Metallpulver hergestellte, vorgefertigte Hülse aus einem korrosionsfesten sowie verschleiß­ festen Werkstoff aufgeschoben,
  • b) das Aggregat aus Stahlkern und der aufgeschobenen Hülse wird als Formkern in den Formmantel einer Preßform für das heißisostatische Pressen so einge­ setzt, daß sich zwischen der Hülse und dem Formmantel ein spaltförmiger Ringraum bildet, der eine auf die Schneckensteg-Stirnschicht abgestimmte Spaltdicke aufweist,
  • c) in den Spaltraum wird das Metallpulver für die Schneckensteg-Stirnschicht eingefüllt,
  • d) durch heißisostatisches Pressen wird die Schnecken­ steg-Stirnschicht gebildet und gleichzeitig wird die Schneckensteg-Stirnschicht mit der Hülse aus dem korrosionsfesten und verschleißfesten Werkstoff ver­ einigt sowie diese Hülse mit dem Stahlkern vereinigt, wobei danach und nach Erkalten der Schneckensteg mit der damit verbundenen Schneckensteg-Stirnschicht durch spanende Formgebung gebildet wird.
8. A method for producing a screw shaft or screw shaft sections of a screw extruder for thermoplastic material with the following method steps:
  • a) on the steel core, a prefabricated sleeve made of hot-isostatic pressing made of metal powder of a corrosion-resistant and wear-resistant material is pushed,
  • b) the aggregate of steel core and the pushed sleeve is inserted as a mold core in the mold shell of a mold for hot isostatic pressing so that forms a gap-shaped annular space between the sleeve and the mold shell having a tuned to the screw land end layer gap thickness,
  • c) in the gap space, the metal powder is filled for the screw land front layer,
  • d) by hot isostatic pressing the screw web-front layer is formed and at the same time the Schneckensteg-front layer is united with the sleeve of the corrosion-resistant and wear-resistant material and this sleeve united with the steel core, and thereafter and after cooling the screw web with the associated screw web End layer is formed by cutting shaping.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei auf einen spannungsfrei geglühten Stahlkern eine praktisch spannungsfrei einge­ stellte Hülse aus dem korrosionsfesten und verschleißfesten Werkstoff aufgeschoben wird.9. The method of claim 8, wherein a stress-free annealed steel core a virtually stress-free inserted put sleeve of the corrosion-resistant and wear-resistant Material is pushed. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Schneckensteg in zwei spanenden Bearbeitungsschritten mit zwischengeschaltetem Spannungsarmglühen geformt wird.10. The method according to any one of claims 8 or 9, wherein the Worm web in two machining steps with intermediate stress relief annealing is formed.
DE4328160A 1992-10-23 1993-08-21 Worm shaft of a screw extruder and method for producing such a worm shaft Expired - Fee Related DE4328160C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4328160A DE4328160C2 (en) 1992-10-23 1993-08-21 Worm shaft of a screw extruder and method for producing such a worm shaft

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4235731 1992-10-23
DE4328160A DE4328160C2 (en) 1992-10-23 1993-08-21 Worm shaft of a screw extruder and method for producing such a worm shaft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4328160A1 true DE4328160A1 (en) 1994-04-28
DE4328160C2 DE4328160C2 (en) 1994-10-20

Family

ID=6471128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4328160A Expired - Fee Related DE4328160C2 (en) 1992-10-23 1993-08-21 Worm shaft of a screw extruder and method for producing such a worm shaft

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4328160C2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997006937A1 (en) * 1995-08-16 1997-02-27 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Worm-gear element for worm-gear machines
EP0765729A1 (en) * 1995-09-30 1997-04-02 Werner & Pfleiderer GmbH Screw element for screw extruder and method for making the same
US6634781B2 (en) * 2001-01-10 2003-10-21 Saint Gobain Industrial Ceramics, Inc. Wear resistant extruder screw
WO2005014152A2 (en) * 2003-08-02 2005-02-17 Stephan Machinery Gmbh & Co. Mixing shaft for thorough mixing and comminuting of food products
US7425090B2 (en) * 2002-02-20 2008-09-16 Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for dispersing and melting flowable materials
DE102011080225A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Coperion Gmbh Method and treatment element blank for producing a treatment element for a screw machine
CN108247063A (en) * 2018-01-29 2018-07-06 北京汇越新材料科技有限公司 A kind of composite bimetal pipe material preparation method based on heat and other static pressuring processes
CN112893843A (en) * 2021-01-15 2021-06-04 中国矿业大学 Preparation method of MoNiB metal ceramic threaded element

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29706094U1 (en) * 1997-04-05 1997-07-17 Battenfeld Extrusionstech Component for a planetary roller extruder
DE102016124213A1 (en) 2016-12-13 2018-06-14 Saar-Pulvermetall GmbH Composite body and method for its production

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734328C1 (en) * 1987-10-10 1988-11-24 Reifenhaeuser Masch Producing lining on inner surface of extrusion channel etc. - from isotropic powder metallurgical material isostatically compressed to form compact coating

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3734328C1 (en) * 1987-10-10 1988-11-24 Reifenhaeuser Masch Producing lining on inner surface of extrusion channel etc. - from isotropic powder metallurgical material isostatically compressed to form compact coating

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
35. Jhrg. H. 12, Dez. 1981, S. 1227-1234 *
36. Jhrg. H. 10, Okt. 1982, S. 1064-1067 *
DE-Z.: "Metall", 34. Jhrg. H. 10, Okt. 1980, S. 926-929 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997006937A1 (en) * 1995-08-16 1997-02-27 Krupp Werner & Pfleiderer Gmbh Worm-gear element for worm-gear machines
EP0765729A1 (en) * 1995-09-30 1997-04-02 Werner & Pfleiderer GmbH Screw element for screw extruder and method for making the same
US6634781B2 (en) * 2001-01-10 2003-10-21 Saint Gobain Industrial Ceramics, Inc. Wear resistant extruder screw
US7425090B2 (en) * 2002-02-20 2008-09-16 Blach Verwaltungs Gmbh & Co. Kg Device for dispersing and melting flowable materials
WO2005014152A2 (en) * 2003-08-02 2005-02-17 Stephan Machinery Gmbh & Co. Mixing shaft for thorough mixing and comminuting of food products
WO2005014152A3 (en) * 2003-08-02 2005-04-21 Stephan Machinery Gmbh & Co Mixing shaft for thorough mixing and comminuting of food products
DE102011080225A1 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Coperion Gmbh Method and treatment element blank for producing a treatment element for a screw machine
WO2013017586A2 (en) 2011-08-01 2013-02-07 Coperion Gmbh Method and treatment-element blank for producing a treatment element for a screw machine
CN103717330A (en) * 2011-08-01 2014-04-09 科倍隆有限公司 Method and treatment-element blank for producing a treatment element for a screw machine
CN103717330B (en) * 2011-08-01 2017-02-15 科倍隆有限公司 Method for producing a treatment element for a screw machine
CN108247063A (en) * 2018-01-29 2018-07-06 北京汇越新材料科技有限公司 A kind of composite bimetal pipe material preparation method based on heat and other static pressuring processes
CN112893843A (en) * 2021-01-15 2021-06-04 中国矿业大学 Preparation method of MoNiB metal ceramic threaded element

Also Published As

Publication number Publication date
DE4328160C2 (en) 1994-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT400687B (en) METHOD AND EXTRACTION TOOL FOR PRODUCING A BLANK WITH INNER BORE
DE3718779C2 (en)
DE3314264A1 (en) METHOD FOR PRODUCING STEEL COMPOSITE TUBES
DE2219856B2 (en) Process for the production of sintered forged workpieces forged in one operation
DE4328160C2 (en) Worm shaft of a screw extruder and method for producing such a worm shaft
EP0426101B1 (en) Cylinder component for twin screw extruder and method of manufacture
DE10041280A1 (en) Method and device for flexible rolling of a metal strip
EP2531308A2 (en) Metal strip having a constant thickness and varying mechanical properties
EP0034847A1 (en) Workpieces with armoured edges and/or surfaces
EP1200253B2 (en) Method for producing an aluminum composite material
DE2733925A1 (en) METHOD OF MANUFACTURING AN ARTICLE HAVING A COMPRESSED PART IN A CYLINDRICAL ELEMENT
DE3734328C1 (en) Producing lining on inner surface of extrusion channel etc. - from isotropic powder metallurgical material isostatically compressed to form compact coating
EP2739419A2 (en) Method and treatment-element blank for producing a treatment element for a screw machine
DE10202212B4 (en) Method for producing a band or sheet made of a metallic composite material
DE1502337A1 (en) Process for manufacturing screw elements for screw presses
DE4226768C2 (en) Device for conveying and processing plastic material
DE4437398C2 (en) Drive shaft and process for its manufacture
DE2928955A1 (en) Composite material using reinforcing fibres in metal matrix - esp. where aluminium powder is compacted into strip contg. oriented fibres
DE4328159C2 (en) Worm cylinder of a screw extruder for thermoplastic and method of manufacture
EP3170602B1 (en) Thread former or tap and method for producing a thread former or tap
DE3341957A1 (en) Ribbed concrete reinforcing steel as well as process for its production
DE2708434A1 (en) Strip material aperture forming unit - has slits formed by rolling between rollers carrying cutters and apertures produced by tensioning band
EP0105112A1 (en) Apparatus for the manufacture of compound blanks
DE2506701A1 (en) Metal-shaping female die - having outer reinforcements with high E-modulus and low pref. negative thermal expansion coefficient
DE2422348A1 (en) EXTRUSION BLOCK AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURING

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee