[发明专利]金属机筒及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及螺杆制造技术领域，尤其涉及一种多元硼化物基超硬双金属机筒及其制备方法。 

背景技术

机筒是塑料成型设备的核心部件，是加热挤出塑化的部分，机筒由于摩擦磨损而失效损坏。随着化学工业的迅速发展，各种新型的塑料原料不断涌现。在高强度的增强塑料原料中，常常含有诸如碳、石棉、玻璃、硼等增强纤维。此外为了获得各种特殊性能或降低成本，在塑料树脂中常常加人一定比例的各种填充料，如白垩、硅石、重晶石、陶土、纤维素、云母、滑石和金属粉等。由于这些增强剂、填充料以及无机着色剂的加人加剧了塑料挤出机、注射机中的机筒与螺杆的磨损和腐蚀，使得加工机械的生产效率下降，制品质量不稳定，维修机械和调换部件的次数、费用增加，影响了整机的经济效益。自70年代左右起，欧美工业发达国家纷纷采用螺杆作为塑料挤出机和注射机的主要关键部件。应用结果表明，双金属机筒比经氮化处理的机筒、螺杆，其耐磨或耐腐蚀性提高许多倍，使用寿命大大延长，经济效益显著。 

现有一种专利号为201110228714.4名称为《一种双金属机筒的制作方法》的中国发明专利公开了一种制作方法，选取40Cr或42CrMo的金属棒，按规格、长度下料；对针对下料的金属棒进行钻孔，使孔径比图纸要求大3～4mm，形成机筒坯体；在已钻孔好的机筒坯体内腔中装入NiCrWcCoB合金粉及助熔剂，再将机筒坯体的两端焊接上封盖，将NiCrWcCoB合金粉封置于机筒的内腔中，所述NiCrWcCoB合金粉的加入量为合金层厚度的用量，助熔剂的加入量为NiCrWcCoB合金粉量的4.5％～5.5％；采用此结构，机筒内层具有高耐磨耐蚀的效果，针对工和塑料、无卤塑料及氟塑料等添加35％以上玻纤，有极强磨损和腐蚀的塑料而选用的合金机筒，其使用寿命是普通氮化机筒的十倍以上。但这种机筒的缺点是采用通常的氮化制作过程，在原有的基础上调整了工艺参数而获得好的效果，不是采形成金属陶瓷层的方法来加工，但这种方法工艺较复，因此其结构还有待于改进。 

发明内容

本发明所要解决第一个的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种耐磨耐腐蚀性能好且使用寿命长的金属机筒。 

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：本金属机筒，该机筒内腔包括有进料段、熔化段、挤出段，其特征在于：所述金属机筒以含铬钼的合金钢棒作为筒材，在筒材的内周壁上通过烧结法覆盖有一层多元硼化物基金属陶瓷层，所述多元硼化物基金属陶瓷层为Mo₂FeB₂-Fe基金属陶瓷层或Mo₂NiB₂-Ni基金属陶瓷层或WCoB-Co基金属陶瓷层。 

作为改进，所述Mo₂FeB₂-Fe基金属陶瓷层的制备原料包括有颗粒度为5～10um的Mo粉、颗粒度为20～30um的Fe-B合金粉、颗粒度为10～15um的Fe粉。 

作为改进，所述原料重量份比依次为35～55份Mo∶25～45份FeB∶5～20份Fe。 

作为改进，所述Mo₂NiB₂-Ni金属陶瓷层的制备原料包括有颗粒度为5～10um的Mo粉、颗粒度为20～30um的Ni-B合金粉、颗粒度为5～10umNi粉相互混合组成。 

作为改进，所述原料重量份比依次为：35～55份Mo∶25～45份Ni-B∶6～25份Ni。 

作为改进，所述WCoB-Co金属陶瓷层的制备原料包括有颗粒度为5～10um的W粉、颗粒度为20～30um的Co-B合金粉、颗粒度为5～10um的Co粉相互混合组成。 

作为改进，所述原料重量份比依次为：35～55份W∶25～45份Co-B∶5～20份Co。 

作为改进，所述烧结法包括真空烧结法、热等静压烧结法或放电等离子烧结法。 

作为改进，所述制备原料中包括有使多元硼化物基金属陶瓷层与机筒内壁在烧结时更好结合在一起的颗粒度为5～10um的Ni粉和颗粒度为5～10um的Cr粉，其中在Mo₂FeB₂-Fe基金属陶瓷层和WCoB-Co基金属陶瓷层的制备原料中加入重量份比为：1～5份Ni∶1～5份Cr；而在Mo₂NiB₂-Ni基金属陶瓷层的制备原料中加入重量份比为：6～25份Ni∶1～5份Cr。 

本发明所要解决第二个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种耐磨耐腐蚀性能好且成本较低、制作工艺简单的金属机筒的制作方法。