[发明专利]一种合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及注塑挤出、抽粒螺杆生产技术领域，特指一种具有三元硼化物基金属陶瓷成分的合金螺杆材料及其螺杆的生产工艺。

背景技术

现有塑胶成型螺杆生产领域中，在对塑胶产品综合性能要求越来越高的前提下，在特种注塑越发普及的情况下，注塑成型在螺杆塑化过程中，工程塑胶、粉末冶金注射、陶瓷注射成型、磁铁铁粉、电木、BMC等严重磨损腐蚀领域，对螺杆造成了剧烈的磨损及剧烈的腐蚀，如磁铁粉90％、加纤65％、PPS+65％加纤、高环保、高阻燃条件下的塑胶成型，螺杆的使用寿命经常只有1-2个月的生产稳定周期，对此造成大量的塑胶材料及资源浪费，严重制约了生产成型企业的正常运转；因为螺杆材料的缺失，致使国内在这一领域目前还是空白。

就国外而言，早期螺杆制作的工艺步骤一般是采用38CrMoAl(SACM645)调质定型后加工并经72小时的氮化处理后制得，此类螺杆的表面具氮化层仅有0.3-0.7mm，耐磨性差，无法应对现今高玻璃纤维、矿纤维、碳纤维、高阻燃、高磨料磨损场合，仅有1个月左右的生产稳定周期，便无法生产成型。后来，随着全硬化螺杆的工艺推出，一定程度缓解螺杆磨损问题，其采用工具钢、高速钢、粉末高速钢或特种钢材，经过全硬化处理，通过材料整体硬化获得高抗扭、不易扭断、持续的高耐磨的全硬化螺杆，如日本通过采用专用螺杆钢种，先将材料进行预硬化到HRC60-64，再进行CNC整体磨削而成，此种工艺解决了全硬化螺杆在加工后硬化处理所带来的因变形校正而硬度降低、不均匀，从而提高了螺杆的性能，此工艺主要应用于特种成型场合，在高端螺杆行业中处于主导地位，但在高腐蚀场合却表现出一定的局限性。

就国内而言，国外技术材料封锁出口，无法获取专用螺杆材料，只能利用国内能购买到的，如：热作模具钢(SKD61)、冷作模具钢(SKD11)、高速钢(SKH55)、粉末冶金高速钢(ASP23)及工具钢(CPM3V)所制成的全硬化螺杆，通过牙型全磨CNC工艺制作的更是没有，因为从成型效率、热处理水平，都比较难达到这一水准，故用其制作的螺杆质量参差不齐，在耐磨损领域虽有表现，但还是不尽人意，耐腐蚀方面更不能与国外相提并论，恶劣的磨损及腐蚀状况，使得螺杆使用寿命不超过两个月。后来，随着覆层合金螺杆工艺的出现，曾一度改善了以上材料及工艺、使用寿命的时间，其制作工艺为：基材通常选用调质料HRC26-28，在其螺杆的表面通过音速火焰喷枪或超音速喷枪喷涂一层具有一定厚度的镍基、钴基、铁基合金层→火焰重熔→合金层，提高了耐磨性和耐腐蚀性，使用寿命在同等环境下有所提高。另外，利用国外进口的超音速喷涂Co+Cr+Wc合金粉末在基材螺杆表面形成一层超耐磨、耐腐蚀合金层，提高了螺杆性能，该工艺得到一定程度上的推广。然而，不论是覆层合金螺杆工艺还是螺杆表面喷涂Co+Cr+Wc合金层的工艺，都不能很好地解决合金层脱落问题。因两种材质的膨胀系不一致，导致的裂纹也得不到很好的解决，故推广应用的成本较高。且易出现两极分化，即质量合格的使用寿命会较长，质量控制不合格的使用寿命会非常短，往往使用几天就会造成合金层的脱落、扭裂等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供一种合金螺杆材料，该材料硬度高，高温性能优异，抗弯强度好，密度和钢体接近，断裂韧性高，耐磨性优异，耐腐蚀性能优良，并进一步提供了一种采用该材料制成合金螺杆的生产工艺，通过该生产工艺使得塑胶成型更为稳定，大大提高了制成合金螺杆的成功率，保证了注塑螺杆生产过程中的长期稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种合金螺杆材料，所述合金螺杆材料按以下原料粉末的质量分数比配比而成：

钼Mo：20～60％；硼化铁FeB：10～40％；铬Cr：5～20％；镍Ni：2～30％；锰Mn：1～7％；碳C：0.1～1％；铁Fe：余量。

进一步地，所述各原料粉末的粉度如下：

钼Mo：2～10μm；硼化铁FeB：10～45μm；铬Cr：10～45μm；镍Ni：2～10μm；锰Mn：10～45μm；铁Fe：2～10μm。

进一步地，所述各原料粉末的纯度如下：

钼Mo：99.8％以上；硼化铁FeB：99.7％以上；铬Cr：99.8％以上；镍Ni：99.5％以上；锰Mn：99.5％以上；铁Fe：99.5％以上。

一种以上述合金螺杆材料制作合金螺杆的生产工艺，其生产工艺步骤如下：

1)模具准备：根据待制作合金螺杆的长度需要选取管材，加工管材内孔，制作相应模具；