本實(shí)用新型涉及雙螺桿擠出機(jī)配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于雙螺桿擠出機(jī)螺筒內(nèi)的一種具有耐磨耐腐蝕復(fù)合合金層的內(nèi)襯套。

背景技術(shù)：

復(fù)合合金雙螺桿擠出機(jī)的筒體內(nèi)襯套為同向/異向雙螺桿擠出機(jī)的核心部件，與螺桿搭配使用。目前，市面上通用的內(nèi)襯套主要主要分為兩類：

第一類為C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套，其具有兩層結(jié)構(gòu)，即具有耐磨的內(nèi)層和一般材料外殼，通過離心澆鑄等工藝將耐磨的內(nèi)層澆鑄在外殼的內(nèi)壁上，其中，內(nèi)襯套內(nèi)表面的主要耐摩擦材料為高鉻鑄鐵或高礬鑄鐵等復(fù)合合金材料，外殼材料通常為無縫O型碳鋼管，這類C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套在制作時(shí)，通常首先采用離心澆鑄的工藝在無縫O型碳鋼管內(nèi)澆鑄一層復(fù)合合金材料，然后通過線切割將O型碳鋼管沿縱向切割一部分，從而形成C型鋼管，再將兩節(jié)C型鋼管的開口對(duì)接拼合，最后形成一個(gè)截面呈“8”字型的內(nèi)襯套；該類C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套由兩個(gè)C型鋼管拼合，壓入擠出機(jī)筒體而成，在其拼合處具有明顯接縫，該類襯套在使用過程中，在接縫處會(huì)產(chǎn)生擠壓材料(塑料原料)堆積，造成原料碳化，影響擠出機(jī)生產(chǎn)的塑料粒子質(zhì)量與外觀，對(duì)最終擠出機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量/外觀造成較大影響，并且，接縫處結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易被螺桿撞擊，造成崩裂，導(dǎo)致復(fù)合合金層脫落或損傷，是金屬材料混入塑料原料中，影響擠出機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量或外觀；另外，由于耐磨層材料為高鉻鑄鐵或高釩鑄鐵，其耐磨損性能差，基本無耐腐蝕性能。

第二類為整體式內(nèi)襯套，該類整體式內(nèi)襯套無復(fù)合合金結(jié)構(gòu)，為整體結(jié)構(gòu)襯套，其主要制作材料為高鉻鑄鐵、高礬鑄鐵、W6Mo5Cr4V2高速鋼(工具鋼)、熱等靜壓鐵基粉末合金等，這類整體式內(nèi)襯套通常首先采用澆鑄、熱鍛造工藝形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，再對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行機(jī)械加工(鉆孔、精磨等)，最終形成一個(gè)截面呈“8”字型的內(nèi)襯套，這類整體式內(nèi)襯套(除采用熱等靜壓材料外)均通過高鉻鑄鐵，高釩鑄鐵等工具鋼采用澆鑄或鍛造的工藝制成，產(chǎn)品缺陷較多，性能不佳，基本無耐腐蝕性能，耐磨損性能略高于C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套，由于整體材料均為耐磨損材料，在制作成本上遠(yuǎn)高于C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套；在結(jié)構(gòu)上，整體式內(nèi)襯套雖然解決了C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套的拼接處接縫間隙問題，使用壽命比C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套套有所提高，但由于雙螺桿擠出機(jī)具體使用環(huán)境對(duì)筒體內(nèi)襯套和螺桿之間的配合間隙有較為嚴(yán)格的工藝要求，即該配合間隙大于一定數(shù)值(1-1.5mm)后，對(duì)擠出機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生較大影響，通常在整體式內(nèi)襯套的內(nèi)孔磨損1-1.5mm后便需要進(jìn)行更換內(nèi)襯套，造成剩余的材料浪費(fèi)，不環(huán)保。

由于C型/O型分離式復(fù)合合金內(nèi)襯套和整體式內(nèi)襯套的耐磨損能差，使用壽命短，在雙螺桿擠出機(jī)的工作過程中，經(jīng)常需要停機(jī)更換，停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)，造成雙螺桿擠出機(jī)的使用/維護(hù)成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供了一種具有耐磨耐腐蝕復(fù)合合金層的內(nèi)襯套，以解決現(xiàn)有技術(shù)中通過澆鑄等工藝生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)的內(nèi)襯套耐磨損性能差，使用壽命短，從而導(dǎo)致雙螺桿擠出機(jī)的使用/維護(hù)成本較高的技術(shù)問題。

實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型的一種用于雙螺桿擠出機(jī)螺筒內(nèi)的內(nèi)襯套，所述內(nèi)襯套包括襯套本體，所述襯套本體具有呈“8”字型的雙圓孔，所述雙圓孔的內(nèi)壁表面具有通過鎳基合金或鈷基合金或銅基合金的金屬粉末熔融燒結(jié)一體成型的復(fù)合合金層。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述襯套本體由45碳鋼或316L不銹鋼制成。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述復(fù)合合金層的厚度為4-6mm。

進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述襯套本體的橫向截面呈腰形或矩形。

本實(shí)用新型由于采用了以上技術(shù)方案，使其具有以下有益效果是：

本實(shí)用新型的內(nèi)襯套由于復(fù)合合金層是一體成型，與襯套本體的孔內(nèi)壁粘結(jié)于一體，相比C型復(fù)合合金內(nèi)襯套結(jié)構(gòu)，其整體強(qiáng)度大，復(fù)合合金層致密度高，通過粉末冶金的方式成型，復(fù)合合金層耐磨性、耐腐蝕性更高；相比采用耐磨材料整體制作的整體式內(nèi)襯套，本實(shí)用新型的內(nèi)襯套的襯套本體可采用普通金屬材質(zhì)制作，減少了耐磨耐腐蝕的金屬材料的浪費(fèi)，更換后內(nèi)襯套的襯套本體可回收利用，更環(huán)保，大大降低了內(nèi)襯套的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型一種襯套內(nèi)壁具有復(fù)合合金層的內(nèi)襯套的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型襯套本體的截面形狀示意圖；

圖中，1-襯套本體，11-“8”字型雙圓孔，2-復(fù)合合金層。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型提供了一種用于雙螺桿擠出機(jī)螺筒內(nèi)的內(nèi)襯套，所述內(nèi)襯套包括襯套本體1，所述襯套本體具有呈“8”字型雙圓孔11，“8”字型雙圓孔11的內(nèi)壁表面具有通過鎳基合金或鈷基合金或銅基合金的金屬粉末熔融燒結(jié)一體成型的復(fù)合合金層2。

其中，襯套本體1由45碳鋼或316L不銹鋼制成，襯套本體1的外壁與雙螺桿擠出機(jī)的螺筒過盈配合，采用熱壓工藝將襯套本體1擠壓在螺筒的腔體內(nèi)，襯套本體1的橫向截面可以是呈腰形或矩形；復(fù)合合金層2的厚度為4-6mm。

本實(shí)用新型的內(nèi)襯套通過以下制備方法制作：

首先通過45碳鋼或316L不銹鋼制成待燒結(jié)的襯套毛坯和內(nèi)模，襯套毛坯上具有一呈“8”字型雙圓孔11；內(nèi)模的外形輪廓與襯套毛坯上的“8”字型雙圓孔11相匹配，將內(nèi)模表面涂覆一層防滲透涂料后放置于襯套毛坯上的“8”字型雙圓孔內(nèi)，內(nèi)模的兩端通過焊接與襯套毛坯固定，使襯套毛坯上的“8”字型雙圓孔與內(nèi)模之間形成一“8”字型輪廓的型腔；襯套毛坯的一端焊接一塊耐火材料的底板將型腔的一端封擋，底板與襯套毛坯之間設(shè)置一塊隔熱保溫板，從所述型腔的另一端倒入鎳基合金或鈷基合金或銅基合金的復(fù)合合金粉末，在復(fù)合合金粉末緩緩倒入所述型腔內(nèi)時(shí)，同時(shí)不斷震動(dòng)或敲打所述襯套毛坯，直至充滿所述型腔后，在襯套毛坯的另一端覆蓋一塊隔熱保溫板，并用耐火材料蓋板壓實(shí)，將型腔的另一端封擋；將填充完復(fù)合合金粉末的襯套毛坯放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，開啟真空燒結(jié)爐進(jìn)行加熱升溫，首先將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度進(jìn)行第一階段升溫，將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度加熱到700攝氏度，加熱到700攝氏度的升溫時(shí)間為2-6小時(shí)，同時(shí)將真空燒結(jié)爐內(nèi)抽真空，使真空度達(dá)到10Pa；待溫度達(dá)到700攝氏度后，將真空燒結(jié)爐內(nèi)的溫度進(jìn)行第二階段升溫，加熱到900-1500攝氏度的溫度，加熱到900-1500攝氏度的升溫時(shí)間為1-4小時(shí)；保溫?cái)z氏度30-120分鐘后，進(jìn)行冷卻處理，冷卻降溫至800攝氏度，冷卻到800攝氏度的降溫時(shí)間為30-180分鐘，隨后隨爐冷卻到300攝氏度以下，冷卻處理過程中，向真空燒結(jié)爐內(nèi)通入氮?dú)饣驓鍤?；襯套毛坯從真空燒結(jié)爐內(nèi)取出，將底板、隔熱保溫板、蓋板、內(nèi)模取出，對(duì)燒結(jié)完成的襯套毛坯進(jìn)行外形及內(nèi)孔的機(jī)械加工，得到最終的內(nèi)襯套成品，其中，襯套毛坯即為襯套本體1，機(jī)械加工主要為對(duì)襯套本體1進(jìn)行外部形狀加工及“8”字型的雙圓孔的尺寸加工，對(duì)襯套本體1的外部形狀加工時(shí)，根據(jù)需要，將襯套本體1的橫截面加工呈腰形或矩形。

下表為內(nèi)襯套在900攝氏度的真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)的溫度變化表：

下表為通過上述燒結(jié)工藝制作的鎳基合金塊與磨輪-W6Mo5Cr4V2(6542工具鋼)相互摩擦后的耐磨性對(duì)比表：

由上表可知，通過在真空燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)形成的鎳基合金的耐磨損能力是W6Mo5Cr4V2工具鋼的耐磨損能力的6倍。

下表為通過上述燒結(jié)工藝制作的鎳基合金塊與316L不銹鋼浸入溫度為(100±2)℃的1％鹽酸溶液中進(jìn)行24小時(shí)浸泡試驗(yàn)得到的耐腐蝕性對(duì)比表：

下圖表為腐蝕速率的折線圖：

由于雙螺桿擠出機(jī)具體使用環(huán)境對(duì)筒體內(nèi)襯套和螺桿之間的配合間隙有較為嚴(yán)格的工藝要求，即該配合間隙大于1-1.5mm后，對(duì)擠出機(jī)生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生較大影響，通常在整體式內(nèi)襯套的內(nèi)孔磨損1-1.5mm后便需要進(jìn)行更換內(nèi)襯套，例如，采用雙螺桿65型號(hào)擠出機(jī)的內(nèi)襯套厚度為13-34mm，如果內(nèi)襯套為整體式內(nèi)襯套，在其磨損1.5mm后，整體式內(nèi)襯套的耐磨損材料為11.5-32.5mm，造成材料過量的浪費(fèi)，而采用本實(shí)用新型的雙螺桿內(nèi)襯套，由于耐磨損材料的復(fù)合合金層厚度為2-4mm，在其磨損1.5mm后，僅僅只有0.5-2.5mm的余量，耐磨損材料的浪費(fèi)大大減少，而內(nèi)襯套其余的外殼為普通碳鋼，碳鋼可回收利用，因此，在生產(chǎn)成本上，本實(shí)用新型具有鎳基合金材料的雙螺桿內(nèi)襯套與采用鎳基合金材料制成的整體式內(nèi)襯套相比，本實(shí)用新型的雙螺桿內(nèi)襯套的成本約為采用鎳基合金材料制成的整體式內(nèi)襯套的1/3,成本降低了66.7％；本實(shí)用新型的雙螺桿內(nèi)襯套比高鉻鑄鐵的C型/O型分離式內(nèi)襯套的使用壽命高出至少5倍；比W6Mo5Cr4V2高速鋼的整體式內(nèi)襯套的使用壽命高2-3倍。

本實(shí)用新型的內(nèi)襯套由于復(fù)合合金層是一體成型，與襯套本體的孔內(nèi)壁粘結(jié)于一體，相比C型復(fù)合合金內(nèi)襯套結(jié)構(gòu)，其整體強(qiáng)度大，復(fù)合合金層致密度高，通過粉末冶金的方式成型，復(fù)合合金層耐磨性、耐腐蝕性更高；相比采用耐磨材料整體制作的整體式內(nèi)襯套，本實(shí)用新型的內(nèi)襯套的襯套本體可采用普通金屬材質(zhì)制作，減少了耐磨耐腐蝕的金屬材料的浪費(fèi)，更換后內(nèi)襯套的襯套本體可回收利用，更環(huán)保，大大降低了內(nèi)襯套的生產(chǎn)成本。

應(yīng)當(dāng)理解，方位詞均是結(jié)合操作者和使用者的日常操作習(xí)慣以及說明書附圖而設(shè)立的，它們的出現(xiàn)不應(yīng)當(dāng)影響本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。