A bimetaliczna lufa śrubowazawiera oddzielną, odporną na zużycie warstwę stopu, połączoną metalurgicznie ze stalową podstawą – a nie powłoką ani platerem. Śruby są napawane metodą napawania PTA na głębokość 1,0–1,5 mm. Beczki otrzymują okładzinę odlewaną odśrodkowo o grubości 2,0–3,0 mm. Ulepszenie generuje koszty na związkach ściernych lub żrących i marnuje pieniądze na czystą, niewypełnioną żywicę.
Śruba wraca do naszej fabryki z zaokrąglonymi zabierakami. Klient wykorzystuje nylon wypełniony 30% szkłem. Śruba jest azotowana. Trwało to czternaście miesięcy.
Ta sama geometria w konstrukcji bimetalicznej, na tej samej mieszance, wraca do kontroli wiele lat później i nadal mierzy w tolerancji.
Ta luka jest tym, co kupuje bimetaliczna lufa śrubowa. Ale przerwa istnieje tylko dlatego, że związek jest ścierny. Przeprowadź czysty PE przez obie śruby, a pod koniec życia będziesz miał trudności z ich rozróżnieniem – i zmarnowałbyś pieniądze na modernizację.
W tym przewodniku wyjaśniono, czym jest konstrukcja bimetaliczna, jak jest faktycznie wytwarzana (dwa różne procesy, z którymi większość artykułów się myli), jakie gatunki stopów mają znaczenie i – o czym nikt inny nie pisze – kiedy modernizacja jest stratą budżetu.
Szybka odpowiedź
- Bimetalicznyoznacza odporną na zużycie warstwę stopu połączoną metalurgicznie ze stalowym podłożem – a nie powłokę ani platerowanie.
- Śruba i lufa są wykonane inaczej.Wkręty poddawane są napawaniu metodą PTA (1,0–1,5 mm). Beczki otrzymują okładzinę odlewaną odśrodkowo (2,0–3,0 mm).
- Kupuj, gdy Twój związek jest ścierny lub żrący:włókno szklane, wypełniacz mineralny, środek zmniejszający palność, sztywne PCV, pasza pochodząca z recyklingu.
- Pomiń to, aby uzyskać czystą, niewypełnioną żywicę.Azotowany radzi sobie z naturalnym PP, PE, PS i ABS za ułamek ceny.
- Ocena jest ważniejsza niż słowo.Zapytaj o nazwę gatunku, grubość warstwy i twardość.
1. Co to jest bimetaliczna lufa śrubowa?
Bimetaliczna lufa śrubowa łączy w sobie dwa metale, które wykonują dwa różne zadania. Stal bazowa zapewnia wytrzymałość konstrukcyjną, odporność na zmęczenie i stabilność wymiarową. Oddzielna warstwa stopu, połączona z powierzchniami roboczymi, zapewnia odporność na zużycie i korozję, jakiej wymaga polimer.
„Bi” oznacza dwa. Są to dwa metalestopione, a nie zmieszane. Mieszanka metali jest stopem; część bimetaliczna utrzymuje dwa materiały w odrębnych warstwach z metalurgicznym wiązaniem między nimi.
To rozróżnienie ma znaczenie komercyjne. Chromowana lufa nie jest bimetaliczna — pokrycie osadza się na powierzchni i może się łuszczyć. Azotowana lufa nie jest bimetaliczna - azotowanie powoduje dyfuzję azotudoistniejącej stali zamiast dodawania nowego materiału. Abimetaliczna lufa śrubowadodaje prawdziwy stop o grubości kilku milimetrów, który staje się częścią komponentu.
Stale bazowe
| Stal podstawowa | Standard | Gdzie jest używany |
|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | Najważniejszy element azotowania stali w całej Azji |
| 34CrAlNi7 | 1.8550 | Azotki głębsze i twardsze niż 38CrMoAlA |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | Wysoka wytrzymałość, dobra odporność na zmęczenie |
| 42CrMo | AISI 4140 | Wytrzymały, powszechnie dostępny |
| SKD61/SS316 | — | Praca w wysokich temperaturach i sytuacjach krytycznych pod względem korozji |
2. Dwa różne procesy: śruba kontra beczka
W tym miejscu większość artykułów na ten temat popełnia błąd. Opisują bimetaliczne beczki śrubowe tak, jak gdyby jeden proces wytwarzał obie części. W grę wchodzą dwa zupełnie różne procesy, a wiedza o tym, który z nich pozwala określić, czy dostawca faktycznie produkuje we własnym zakresie.
Śruba: Spawanie PTA (napawanie)
PTA oznaczałuk przenoszony plazmowo. Palnik plazmowy topi proszek stopowy i osadza go na zabierakach ślimaka w postaci ściegu spoiny. Osadzony stop łączy się metalurgicznie ze stalą bazową — jest to spoina, a nie natrysk.
Po zespawaniu śruba wraca na tokarkę. Nadwymiarowe napawanie jest obrabiane aż do uzyskania ostatecznej geometrii lotu i tolerancji. Pozostaje A1,0 do 1,5 mmwarstwa odpornego na zużycie stopu dokładnie w miejscu, w którym śruba styka się ze ścianką lufy. Zabieraki znajdują się w miejscach, w których zużywa się śruba, dlatego też najważniejsze jest ich napawanie.
Beczka: odlewanie odśrodkowe
Otwór lufy przepuszcza stoppoziome odlewanie odśrodkowe. Roztopiony stop wlewa się do korpusu wirującej beczki; siła odśrodkowa rzuca go na wewnętrzną ściankę, gdzie twardnieje w postaci gęstej, równej wykładziny. Odlewanie w kontrolowanej atmosferze zapobiega porowatości i mocnemu wiązaniu.
Rezultatem jest2,0 do 3,0 mmpodszewka ze stopu na całej długości otworu. Dlaczego grubszy niż śruba? Geometria i ekonomia. Otwór to powierzchnia, po której porusza się śruba na całej swojej długości, a wymiana lufy kosztuje znacznie więcej niż śruby.
| Część | Proces | Warstwa stopu | Co chroni |
|---|---|---|---|
| Śruba | Spawanie PTA (napawanie) | 1,0 – 1,5 mm | Lądy lotu — powierzchnia styku ślizgowego |
| Beczka | Odlewanie odśrodkowe | 2,0 – 3,0 mm | Pełny otwór — powierzchnia, po której porusza się śruba |
Praktyczny test dla dostawców.Poproś ich, aby opisali, w jaki sposób nakładają stop na śrubę i jak nakładają go na lufę. Prawdziwy producent bez wahania wymienia dwa różne procesy. Firma handlowa daje jedną niejasną odpowiedź na temat „powłoki”.
3. Bimetaliczny a azotowany: co właściwie się zmienia
Azotowanie powoduje dyfuzję azotu do powierzchni stali, tworząc twardą obudowę. Nie dodano żadnego nowego materiału. Sprawa toczy się0,4 do 0,7 mmgłęboka, a powierzchnia osiąga w przybliżeniu HV 850–950 na 38CrMoAlA.
Sprawa jest naprawdę ciężka. Jego wadą jest to, że jest cienki i ograniczony chemicznie.
| Nieruchomość | Azotowany | Bimetaliczny |
|---|---|---|
| Typ warstwy | Obudowa rozproszona (bez dodatku materiału) | Dodatek stopu, związany metalurgicznie |
| Głębokość warstwy śruby | 0,4 – 0,7 mm | 1,0 – 1,5 mm |
| Głębokość warstwy beczkowej | 0,4 – 0,7 mm | 2,0 – 3,0 mm |
| Twardość powierzchni | HV 850 – 950 | HRC 50 – 62 (w zależności od gatunku) |
| Odporność na ścieranie | Umiarkowany | Wysokie do doskonałego |
| Odporność na korozję | Ograniczony | Dobry do doskonałego (w zależności od oceny) |
| Koszt względny | 1,0× | Wyższy — zarówno stop, jak i proces zwiększają koszty |
| Najlepszy obowiązek | Czysta, niewypełniona żywica | Pasza wypełniona, żrąca lub pochodząca z recyklingu |
Gdy wypełniacz ścierny przebije obudowę azotku, bardziej miękka stal rdzeniowa osadza się pod spodem i szybko ulega erozji. Dlatego azotowane części na mieszankach wypełnionych szkłem nie ulegają degradacji w sposób elegancki — wytrzymują, a potem szybko ulegają zniszczeniu.
Warstwa bimetaliczna ma głębokość milimetrów. Zużywa się powoli, a tempo zużycia pozostaje mniej więcej liniowe. Na tej głębokości kryje się odporność na zużycie — i to jest powód, dla którego trwałość użytkowa materiałów ściernych tak bardzo różni się pomiędzy obiema konstrukcjami.
4. Gatunki stopów — zapytaj o numer
Większość dostawców opisuje swój stop jako „na bazie niklu” lub „węglika wolframu”. To prawie nic ci nie mówi. Zarówno Ni60, jak i Colmonoy 83 są na bazie niklu i zachowują się bardzo różnie.
Stopy do napawania śrubowego (spawane PTA)
| Stop | Kompozycja | Przeciwzużyciowe | Antykorozyjne | Twardość |
|---|---|---|---|---|
| Ni60 | Ni+Cr+Fe+Si | ★★★ | ★★★★ | HRC 56–62 |
| Colmonoy 56 | Ni+Cr+Si+Fe | ★★★ | ★★★★ | HRC 53–58 |
| Colmonoy 83 | Ni+Wc+Cr+C | ★★★★ | ★★★★ | HRC 50–55 |
Stopy odlewane w beczkach (odlewane odśrodkowo)
| Stop | Kompozycja | Przeciwzużyciowe | Antykorozyjne | Twardość | Maksymalna temperatura |
|---|---|---|---|---|---|
| EJS01 | Fe+Ni+Cr+B | ★★★ | ★★ | HRC 58–62 | ≤ 400°C |
| EJS02 | Ni+Cr+Co+B | ★★ | ★★★ | HRC 50–58 | ≤ 450°C |
| EJS03 | Ni+Cr+Co+V+B | ★★★ | ★★★ | HRC 55–60 | ≤ 450°C |
| EJS04 | Ni+Wc+Cr+B | ★★★★ | ★★★ | HRC 55–60 | ≤ 600°C |
Szczegół, który podnieca ludzi
Spójrz na Colmonoy 83. Jego twardość brzmiHRC 50–55 — niżejniż Ni60 przy HRC 56–62. Jednak Colmonoy 83 ma najwyższą ocenę odporności na zużycie.
Twardość i odporność na ścieranie to nie to samo. Wysoka twardość powierzchni jest odporna na wgniecenia; odporność na zużycie ściernego wypełniacza wynika z cząstek węglika osadzonych w stopie. Colmonoy 83 zawiera węglik wolframu („Wc” w swoim składzie). Te osadzone cząsteczki węglika działają przeciwko włóknom szklanym, minerałom i żwirowi zawartemu w recyklacie, a otaczająca je matryca może być bardziej miękka bez szkody dla rezultatu.
Zatem gdy dostawca podaje samą twardość, podaje błędną liczbę. Zapytaj o skład.
Dopasowanie stopnia do związku
| Twój związek | Śruba ze stopu | Stop beczkowy | Dlaczego |
|---|---|---|---|
| Nylon z włóknem szklanym, wypełnienie mineralne | Colmonoy 83 | EJS01 lub EJS04 | Węglik wolframu radzi sobie z ścieraniem |
| Sztywne PCV | Ni60 lub Colmonoy 56 | EJS02 lub EJS03 | HCl prowadzi do korozji, a nie do ścierania |
| Pasza z recyklingu/pokonsumencka | Colmonoy 83 | EJS01 lub EJS04 | Ziarno i drobne cząstki metalu działają jak papier ścierny |
| Związki zmniejszające palność | Colmonoy 56 | EJS02 lub EJS03 | Opakowania agresywne chemicznie |
| Wysokotemperaturowe polimery inżynieryjne | Colmonoy 83 | EJS04 | EJS04 toleruje temperaturę do około 600°C |
| Czysty PP, PE, PS, ABS | Wystarczy azotowanie | Brak ścierania i korozji – oszczędzaj pieniądze | |
5. Kiedy się to opłaca
Ulepszenie uzasadnia pięć warunków. Zwykle wystarczy którykolwiek z nich.
- Wypełniacze ścierne.Włókno szklane, węglan wapnia, talk, wzmocnienie mineralne. Tną one obudowę azotku tak, jak papier ścierny tnie miękkie drewno.
- Żrąca chemia.Sztywny PVC uwalnia HCl podczas jego degradacji. Wiele opakowań ognioodpornych jest agresywnych chemicznie. Fluoropolimery atakują bezpośrednio stal.
- Pasza z recyklingu i pokonsumencka.Przemiał zawiera piasek, drobne cząstki metalu i nieprzewidywalne zanieczyszczenia – najbardziej ścierny materiał, z jakiego korzysta większość przetwórców.
- Wysoka przepustowość tam, gdzie przestoje bolą.Jeśli wymiana śruby kosztuje trzy dni produkcji, ekonomia przesuwa się w stronę części, która wymaga wymiany rzadziej.
- Historia zużycia mówi, że azotowanie to złe rozwiązanie.Azotowana część, która szybko się zużywała w Twojej mieszance, mówi ci coś. Wymiana to najtańszy moment na naprawę specyfikacji.
Sprawa całkowitego kosztu posiadania jest prosta. Bimetaliczny kosztuje więcej z góry. W przypadku zastosowań ściernych wydłużona żywotność cylindra śrubowego obniża koszt godziny pracy w porównaniu z azotowaniem, zwykle w pierwszym cyklu wymiany. Dokładne obliczenia zależą od żywicy, załadowania wypełniacza, wydajności i tego, ile godzina przestoju kosztuje Twoją linię — dlatego każdy dostawca, który podaje uniwersalny mnożnik trwałości, nie pytając o Twoją mieszankę, zgaduje.
6. Kiedy NIE powinieneś kupować bimetalu
Żaden konkurent nie pisze tej sekcji. Przeczytaj to i tak – może to zaoszczędzić pieniądze.
Czyste, niewypełnione żywice nie wymagają bimetalu.Jeśli używasz naturalnego PP, PE, PS lub ABS bez wypełniacza ściernego i dodatków korozyjnych, azotowana śruba i cylinder z 38CrMoAlA będą Ci dobrze służyć i będą kosztować znacznie mniej. Zabezpieczenie bimetaliczne pozostaje bezczynne. Zapłaciłeś za zbroję przeciwko wrogowi, który nigdy się nie pojawia.
Linie o niskiej przepustowości lub przerywane.Jeśli maszyna pracuje kilka godzin w tygodniu, zużycie narasta powoli, niezależnie od konstrukcji. Okres zwrotu trwa dłużej niż moment, w którym ma to sens.
Kiedy prawdziwym problemem jest coś innego.Przedwczesne zużycie czasami wynika z źle ustawionej śruby, wygiętego wału, zanieczyszczenia surowca lub procesu przebiegającego znacznie powyżej temperatury projektowej. Konstrukcja bimetaliczna nie naprawi żadnego z nich — po prostu będzie się zużywać wolniej, podczas gdy usterka będzie nadal występować. Zdiagnozuj przed aktualizacją.
Uczciwi dostawcy ci to powiedzą. Zapytaj producenta, czy Twój związek uzasadnia zastosowanie bimetalu, i zwróć uwagę, czy przed udzieleniem odpowiedzi zapyta, co faktycznie stosujesz.
7. Jak sprawdzić, czy faktycznie otrzymałeś bimetal
Na wielu fakturach pojawia się słowo „bimetaliczny”. Stop nie zawsze pojawia się na części. Chronią Cię cztery czeki.
Lista kontrolna weryfikacji
- O gatunek stopu zapytaj pisemnie na wycenie.Nie „stop na bazie niklu” – jak brzmi nazwa gatunku. Ni60, Colmonoy 56, Colmonoy 83 lub oznaczenie własne producenta z opublikowanym składem.
- O grubość warstwy zapytaj na piśmie.Napawanie wkrętu powinno wynosić 1,0–1,5 mm. Wyściółka lufy powinna mieć grubość 2,0–3,0 mm. Dostawca podający 0,5 mm na lufie sprzedaje Ci coś innego.
- Poproś o certyfikat materiałowy dla stali bazowej.Każda partia powinna posiadać atest walcowni wykazujący właściwości chemiczne i mechaniczne. Sprawdź krzyżowo liczbę wytopów.
- W pierwszym zamówieniu należy poddać analizie próbkę.Laboratorium metalurgiczne może przeciąć próbkę i potwierdzić grubość warstwy, skład chemiczny stopu i jakość połączenia. Koszt jest niewielki w porównaniu z pojemnikiem ze śrubami.
Producent, który samodzielnie produkuje bimetale, odpowiada na wszystkie cztery bez tarcia. EJS dostarcza raport z inspekcji i certyfikat materiałowy do każdego cylindra śruby oraz stempluje identyfikowalny numer identyfikacyjny na każdej części podczas produkcji. Warto zauważyć wahania w którymkolwiek z tych punktów.
8. Jak określić wycenę
Beczki śrubowe są prawie w 100% wykonane z części niestandardowych. Nie istnieje żadna cena katalogowa — producent sporządza wycenę na podstawie Twoich danych, więc jakość Twojego zapytania wyznacza jakość odpowiedzi.
Wyślij te sześć przedmiotów i poważne oferty fabryczne w ciągu jednego dnia roboczego:
- Marka i model maszyny.Części są budowane według rysunku lub marki i kodu maszyny.
- Średnica śruby, stosunek L/D i długość całkowita.
- Twój związek, szczerze mówiąc.„PP” i „PP z zawartością 25% talku i 15% przemiału” to różne problemy związane ze zużyciem w przypadku różnych stopów. Ta jedna linijka wpływa na zalecenia dotyczące metalurgii bardziej niż cokolwiek innego, co wysyłasz.
- Zakres temperatury procesu.Stopy lufowe zagęszczają się w różnych granicach — EJS01 w temperaturze około 400°C, EJS04 w temperaturze około 600°C.
- Rysunek, jeśli go posiadasz.Bez rysunku wyślij zdjęcia produktów wraz z głównymi wymiarami – średnicą, długością, szczegółami kołnierzy.
- Nowa konstrukcja czy zamiennik?W przypadku wymiany pomiary zużycia i zdjęcia zużytej części pozwalają fabryce ocenić, czy renowacja jest lepsza od nowej.
EJS produkuje śruby i beczki w swojej fabryce w Zhoushan od 1992 roku i samodzielnie buduje konstrukcje bimetaliczne — spawanie śrub PTA, odlewanie odśrodkowe beczek — w przypadku beczek z pojedynczą śrubą (Ř12–500 mm), z dwoma równoległymi, podwójnymi stożkowymi, wtryskowymi i gumowymi. Produkcja trwa od 20 do 70 dni po potwierdzeniu rysunku, z roczną gwarancją na czyste tworzywa sztuczne.
9. Często zadawane pytania
Z czego wykonana jest bimetaliczna lufa śrubowa?
Bimetaliczny cylinder śrubowy łączy stalową podstawę z oddzielną, odporną na zużycie warstwą stopu połączoną z powierzchniami roboczymi. Typowe stale podstawowe obejmują 38CrMoAlA, 34CrAlNi7, 31CrMoV9 i 42CrMo. Warstwa stopu na śrubach to zazwyczaj Ni60, Colmonoy 56 lub Colmonoy 83, nakładana przez spawanie PTA przy grubości od 1,0 do 1,5 mm. Warstwa stopu wewnątrz beczek to stop odlewniczy na bazie niklu lub żelaza, nakładany metodą odlewania odśrodkowego na grubość 2,0–3,0 mm. Obydwa materiały pozostają w odrębnych warstwach, pomiędzy którymi występuje metalurgiczne wiązanie.
Jak długo wytrzymuje bimetaliczna lufa śrubowa niż azotowana?
Wystarczająco długo, aby mieć znaczenie na związkach ściernych i nie na tyle długo, aby mieć znaczenie na czystych. W przypadku paszy wypełnionej szkłem, minerałami lub z recyklingu różnica w żywotności jest znaczna, ponieważ warstwa azotku ma głębokość tylko 0,4 do 0,7 mm, podczas gdy bimetal daje 1,0 do 1,5 mm na ślimaku i 2,0 do 3,0 mm w cylindrze, w twardszym i bardziej odpornym chemicznie materiale. Na czystej, niewypełnionej żywicy obie konstrukcje mogą działać latami, a modernizacja niewiele zarabia. Każdy dostawca podający stały mnożnik bez pytania o to, co przetwarzasz, zgaduje.
Czy bimetaliczna lufa gwintowana to to samo co chromowana?
Nie. Chromowanie pozostawia na powierzchni cienką warstwę, która może odpadać pod wpływem cykli termicznych i obciążeń mechanicznych. Konstrukcja bimetaliczna łączy kilka milimetrów stopu ze stalą bazową poprzez spawanie lub odlewanie, dzięki czemu warstwa staje się częścią elementu i nie może się odklejać. Chromowanie służy określonym celom, takim jak uwalnianie i łagodna ochrona przed korozją, ale nie jest rozwiązaniem przeciwzużyciowym w przypadku związków ściernych.
Czy można naprawić śrubę bimetaliczną, gdy się zużyje?
Tak, w wielu przypadkach. Zużytą śrubę bimetaliczną można ponownie zespawać ze świeżym napawaniem PTA i ponownie obrobić z powrotem do oryginalnej geometrii. Zużyty otwór lufy można ponownie wywiercić i ponownie wyłożyć poprzez odlewanie odśrodkowe. Regeneracja pozwala zachować oryginalny wał, wpust, czop i obudowę, co często sprawia, że jest to ekonomiczna metoda w przypadku wycofania części OEM lub długiego czasu realizacji. Wyślij zdjęcia i pomiary zużycia, aby uzyskać ocenę dotyczącą renowacji lub wymiany.
Czy potrzebuję bimetalu do śruby, lufy, czy obu?
Obydwa w większości przypadków, ponieważ noszą się jako para. Luz pomiędzy zgarniakami a otworem jest właściwością systemu. Nowa bimetaliczna śruba wewnątrz zużytego, ponadwymiarowego otworu nadal pracuje z większym luzem, więc moc wyjściowa pozostaje niska, a nowa śruba zużywa się na nieregularnej powierzchni. Jeśli aktualizujesz jedno, zmierz drugie. Wymiana tylko połowy pary zużywalnej powoduje przeniesienie problemu na nową część.
Czy bimetaliczna lufa śrubowa nadaje się do PCV?
Tak, ale gatunek stopu ma większe znaczenie niż etykieta. Sztywny PVC stanowi problem korozji, zanim stanie się problemem ścierania, ponieważ polimer uwalnia chlorowodór podczas jego degradacji. Oznacza to, że potrzebujesz stopu odpornego na korozję: Ni60 lub Colmonoy 56 na śrubie i EJS02 lub EJS03 na lufie. Gatunek węglika wolframu, taki jak Colmonoy 83, jest przeznaczony do ścierania i nie jest właściwym rozwiązaniem w przypadku PVC, chyba że związek ten zawiera również ciężki wypełniacz.
Jaka jest graniczna temperatura beczki bimetalicznej?
Zależy ona od stopu odlewniczego i waha się od około 400 do 600 stopni Celsjusza. EJS01 ma wartość znamionową około 400. EJS02 i EJS03 osiągają około 450. EJS04, gatunek węglika wolframu, toleruje do około 600. Jeśli proces przebiega na gorąco, graniczna temperatura staje się specyfikacją bramkowania, dlatego należy poinformować producenta o rzeczywistych temperaturach w strefie, a nie o wartościach projektowych.
Czy EJS może dostarczyć bimetaliczne beczki śrubowe do mojej maszyny?
Tak. EJS samodzielnie produkuje bimetaliczne ślimaki i beczki, ze spawanym PTA napawaniem śrub i wykładziną odlewaną odśrodkowo w beczkach, do geometrii jednoślimakowych, równoległych podwójnych, stożkowych podwójnych, formowanych wtryskowo i gumowych. Części są budowane według rysunku lub poddawane inżynierii wstecznej na podstawie modelu maszyny i kodu, jeśli nie istnieje żaden rysunek. Wycena następuje w ciągu jednego dnia roboczego po wyjaśnieniu specyfikacji.
