A bimetaal schroefcilinderdraagt een aparte slijtvaste legeringslaag die metallurgisch is verbonden met een stalen basis - geen coating, geen beplating. Schroeven krijgen een PTA-gelaste harde laag van 1,0–1,5 mm. Vaten krijgen een centrifugaal gegoten voering van 2,0–3,0 mm. De upgrade verdient zijn kosten aan schurende of corrosieve verbindingen, en verspilt geld aan schone, ongevulde hars.
Er komt een schroef terug in onze fabriek met afgeronde vluchtlanden. De klant gebruikt 30% glasgevuld nylon. De schroef is genitreerd. Het duurde veertien maanden.
Dezelfde geometrie in bimetaalconstructie, op dezelfde compound, komt jaren later terug voor inspectie en meet nog steeds in tolerantie.
Die kloof is wat een bimetaalschroefcilinder koopt. Maar de kloof bestaat alleen omdat de verbinding schurend is. Haal schone PE door beide schroeven en je zou moeite hebben om ze uit elkaar te houden aan het einde van de levensduur - en je zou geld hebben verspild aan de upgrade.
In deze gids wordt uitgelegd wat bimetaalconstructie is, hoe het feitelijk wordt vervaardigd (twee verschillende processen, waar de meeste artikelen de fout in gaan), welke legeringskwaliteiten er toe doen, en – het deel dat niemand anders schrijft – wanneer de upgrade een verspilling van uw budget is.
Snel antwoord
- Bimetaalbetekent een slijtvaste legeringslaag die metallurgisch is verbonden met een stalen basis – geen coating, geen beplating.
- Schroef en vat zijn anders gemaakt.Schroeven krijgen een PTA-gelaste harde bekleding (1,0–1,5 mm). Vaten krijgen centrifugaal gegoten voering (2,0–3,0 mm).
- Koop het als uw compound schurend of bijtend is:glasvezel, minerale vulstof, vlamvertragend, hard PVC, gerecycled diervoeder.
- Sla het over voor schone, ongevulde hars.Nitrided verwerkt natuurlijke PP, PE, PS en ABS tegen een fractie van de kosten.
- Het cijfer is belangrijker dan het woord.Vraag naar de soortnaam, de laagdikte en de hardheid.
1. Wat is een bimetaalschroefvat?
Een bimetaalschroefcilinder combineert twee metalen die twee verschillende taken uitvoeren. Het basisstaal zorgt voor structurele sterkte, weerstand tegen vermoeidheid en maatvastheid. Een afzonderlijke legeringslaag, gebonden aan de werkoppervlakken, levert de slijtvastheid en corrosieweerstand die het polymeer vereist.
‘Bi’ betekent twee. De twee metalen zijngesmolten, niet gemengd. Een mengsel van metalen is een legering; een bimetaaldeel houdt de twee materialen in verschillende lagen met daartussen een metallurgische binding.
Dat onderscheid is commercieel van belang. Een verchroomde cilinder is niet bimetaal; de beplating blijft op het oppervlak zitten en kan schilferen. Een genitreerd vat is niet bimetaal; door nitreren wordt stikstof verspreidnaar binnenhet bestaande staal in plaats van een nieuw materiaal toe te voegen. Abimetaal schroefcilindervoegt een echte legering toe, enkele millimeters dik, die onderdeel wordt van het onderdeel.
De basisstaalsoorten
| Basis staal | Standaard | Waar het wordt gebruikt |
|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | Het werkpaard voor het nitreren van staal in Azië |
| 34CrAlNi7 | 1.8550 | Nitriden dieper en harder dan 38CrMoAlA |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | Hoge sterkte, goede weerstand tegen vermoeidheid |
| 42CrMo | AISI 4140 | Sterk, overal verkrijgbaar |
| SKD61 / SS316 | — | Hoge temperaturen en corrosiekritisch gebruik |
2. Twee verschillende processen: schroef versus vat
Dit is waar de meeste artikelen over dit onderwerp fout gaan. Ze beschrijven bimetaalschroefvaten alsof één proces beide onderdelen maakt. Er zijn twee totaal verschillende processen bij betrokken, en als u weet welke, weet u of een leverancier daadwerkelijk in eigen beheer produceert.
De schroef: PTA-lassen (hardoplassen)
PTA staat voorplasma overgedragen boog. Een plasmatoorts smelt legeringspoeder en zet dit als lasrups neer op de schroefbodem. De afgezette legering versmelt metallurgisch met het basisstaal - dit is een las, geen spray.
Na het lassen gaat de schroef terug naar de draaibank. De extra grote hardfacing wordt machinaal bewerkt tot de uiteindelijke vluchtgeometrie en tolerantie. Wat overblijft is een1,0 tot 1,5 mmlaag slijtvaste legering precies daar waar de schroef de loopwand raakt. De vluchtlandingen zijn waar een schroef verslijt, dus het hard maken ervan is het hele punt.
Het vat: centrifugaal gieten
De loopboring krijgt zijn legering doorhorizontaal centrifugaal gieten. Gesmolten legering wordt in het draaiende vatlichaam gegoten; De middelpuntvliedende kracht gooit het tegen de binnenwand, waar het stolt als een dichte, gelijkmatige bekleding. Gieten onder gecontroleerde atmosfeer houdt de porositeit buiten en het hechtgeluid.
Het resultaat is een2,0 tot 3,0 mmlegeringsvoering over de volledige boringlengte. Waarom dikker dan de schroef? Geometrie en economie. De boring is het oppervlak waar de schroef over de gehele lengte tegenaan loopt, en het vervangen van een cilinder kost veel meer dan een schroef.
| Onderdeel | Proces | Legering laag | Wat het beschermt |
|---|---|---|---|
| Schroef | PTA-lassen (hardfacing) | 1,0 – 1,5 mm | Vluchtlandt - het glijdende contactoppervlak |
| Loop | Centrifugaal gieten | 2,0 – 3,0 mm | Volledige doorlaat - het oppervlak waar de schroef tegenaan loopt |
Een praktijktest voor leveranciers.Vraag hen te beschrijven hoe ze de legering op de schroef aanbrengen en hoe ze deze op de cilinder aanbrengen. Een echte fabrikant noemt zonder aarzelen twee verschillende processen. Een handelsbedrijf geeft u één vaag antwoord over 'coating'.
3. Bimetaal versus genitreerd: wat er feitelijk verandert
Nitreren verspreidt stikstof in het oppervlak van het staal, waardoor een harde behuizing ontstaat. Er wordt geen nieuw materiaal toegevoegd. De zaak loopt0,4 tot 0,7 mmdiep, en het oppervlak bereikt ruwweg HV 850–950 op 38CrMoAlA.
Die zaak is echt moeilijk. De zwakte is dat het dun is en chemisch beperkt is.
| Eigendom | Genitreerd | Bimetaal |
|---|---|---|
| Laagtype | Verspreide behuizing (geen toegevoegd materiaal) | Toegevoegde legering, metallurgisch gebonden |
| Diepte van de schroeflaag | 0,4 – 0,7 mm | 1,0 – 1,5 mm |
| Diepte van de vatlaag | 0,4 – 0,7 mm | 2,0 – 3,0 mm |
| Oppervlaktehardheid | HV 850 – 950 | HRC 50 – 62 (graadafhankelijk) |
| Slijtvastheid | Gematigd | Hoog tot uitstekend |
| Corrosiebestendigheid | Beperkt | Goed tot uitstekend (cijferafhankelijk) |
| Relatieve kosten | 1,0× | Hoger: legering en proces verhogen beide de kosten |
| Beste plicht | Schone, ongevulde hars | Gevuld, bijtend of gerecycled voer |
Zodra schurend vulmiddel door een nitridebehuizing snijdt, zit zachter kernstaal eronder en erodeert snel. Dat is de reden waarom genitreerde onderdelen op met glas gevulde verbindingen niet op een elegante manier worden afgebroken; ze houden stand en falen vervolgens snel.
Een bimetaallaag heeft millimeters diepte te geven. Het slijt langzaam en de slijtagesnelheid blijft ongeveer lineair. Die diepte is waar de slijtvastheid leeft – en het is de reden dat de levensduur van schuurmiddelen zo scherp gescheiden is tussen de twee constructies.
4. De legeringskwaliteiten — Vraag naar het nummer
De meeste leveranciers omschrijven hun legering als 'op nikkel gebaseerd' of 'wolfraamcarbide'. Dat zegt vrijwel niets. Ni60 en Colmonoy 83 zijn beide op nikkel gebaseerd en presteren heel verschillend.
Hardoplaslegeringen voor schroeven (PTA-gelast)
| Legering | Samenstelling | Anti-slijtage | Anti-corrosie | Hardheid |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
Vatgietlegeringen (centrifugaal gegoten)
| Legering | Samenstelling | Anti-slijtage | Anti-corrosie | Hardheid | Maximale temperatuur |
|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Het detail waar mensen over struikelen
Kijk naar Colmonoy 83. De hardheid is af te lezenHRC 50–55 — lagerdan Ni60 bij HRC 56–62. Toch heeft Colmonoy 83 de hoogste slijtvastheidsbeoordeling.
Hardheid en slijtvastheid zijn niet dezelfde eigenschap. Hoge oppervlaktehardheid is bestand tegen inkepingen; De slijtvastheid tegen schurende vulstoffen wordt veroorzaakt door carbidedeeltjes die in de legering zijn ingebed. Colmonoy 83 bevat wolfraamcarbide (de "Wc" in zijn samenstelling). Die ingebedde carbidedeeltjes doen het werk tegen glasvezel, mineraal en gruis in recyclaat, en de matrix eromheen kan zachter zijn zonder het resultaat te schaden.
Dus als een leverancier alleen de hardheid vermeldt, vermeldt hij het verkeerde getal. Vraag naar de samenstelling.
Het afstemmen van het cijfer op de samenstelling
| Jouw samenstelling | Schroeflegering | Vat legering | Waarom |
|---|---|---|---|
| Glasvezel nylon, mineraalgevuld | Colmonoy 83 | EJS01 of EJS04 | Wolfraamcarbide verwerkt de slijtage |
| Hard PVC | Ni60 of Colmonoy 56 | EJS02 of EJS03 | HCl-corrosie leidt, geen slijtage |
| Gerecycled/post-consumer voer | Colmonoy 83 | EJS01 of EJS04 | Gruis en fijne metaaldeeltjes werken als schuurpapier |
| Vlamvertragende verbindingen | Colmonoy 56 | EJS02 of EJS03 | Chemisch agressieve verpakkingen |
| Technische polymeren voor hoge temperaturen | Colmonoy 83 | EJS04 | EJS04 verdraagt tot ongeveer 600°C |
| Schoon PP, PE, PS, ABS | Nitreren is voldoende | Geen slijtage, geen corrosie – bespaar geld | |
5. Wanneer het zichzelf terugbetaalt
Vijf voorwaarden rechtvaardigen de upgrade. Elk van hen is meestal voldoende.
- Schurende vulstoffen.Glasvezel, calciumcarbonaat, talk, minerale versterking. Deze snijden een nitridehuls zoals schuurpapier zachthout snijdt.
- Corrosieve chemie.Bij de afbraak van hard PVC komt HCl vrij. Veel vlamvertragende verpakkingen zijn chemisch agressief. Fluorpolymeren tasten staal rechtstreeks aan.
- Gerecycled en post-consumer voer.Maalgoed brengt gruis, metaaldeeltjes en onvoorspelbare vervuiling met zich mee: het meest schurende materiaal dat de meeste verwerkers verwerken.
- Hoge doorvoer waarbij downtime pijn doet.Als het vervangen van een schroef drie productiedagen kost, verschuift de economie naar het onderdeel dat minder vaak hoeft te worden vervangen.
- De slijtagegeschiedenis zegt dat nitriden de verkeerde beslissing was.Een genitreerd onderdeel dat snel versleten is op uw compound, vertelt u iets. Vervanging is het goedkoopste moment om de specificatie te herstellen.
Het geval van de totale eigendomskosten is eenvoudig. Bimetaal kost vooraf meer. Bij schurende toepassingen zorgt de verlengde levensduur van de schroefcilinder ervoor dat de kosten per draaiuur lager zijn dan die van genitreerd materiaal, meestal binnen de eerste vervangingscyclus. De exacte berekeningen zijn afhankelijk van uw hars, vulmiddellading, doorvoer en wat een uur stilstand uw lijn kost. Daarom gokt elke leverancier die een universele levensduurvermenigvuldiger noemt zonder naar uw compound te vragen.
6. Wanneer u GEEN bimetaal moet kopen
Geen enkele concurrent schrijft deze sectie. Lees het toch: het kan u geld besparen.
Schone, ongevulde harsen hebben geen bimetaal nodig.Als u natuurlijk PP, PE, PS of ABS gebruikt zonder schurende vulstof en zonder corrosief additief, zullen een genitreerde schroef en cilinder in 38CrMoAlA u goed van pas komen en veel minder kosten. De bimetaalbescherming staat inactief. Je hebt betaald voor een pantser tegen een vijand die nooit komt opdagen.
Lijnen met lage doorvoer of onderbroken lijnen.Als de machine een paar uur per week draait, stapelt de slijtage zich langzaam op, ongeacht de constructie. De terugverdientijd reikt verder dan het punt waarop het zinvol is.
Terwijl het echte probleem iets anders is.Voortijdige slijtage wordt soms veroorzaakt door een verkeerd uitgelijnde schroef, een verbogen as, verontreiniging in de grondstof of een proces dat ver boven de ontwerptemperatuur loopt. Een bimetaalconstructie zal deze problemen niet oplossen; het zal alleen langzamer verslijten terwijl de onderliggende fout voortduurt. Voer een diagnose uit voordat u een upgrade uitvoert.
Eerlijke leveranciers zullen u dit vertellen. Vraag een fabrikant of uw verbinding bimetaal rechtvaardigt, en let erop of zij vragen wat u daadwerkelijk gebruikt voordat u antwoordt.
7. Hoe u kunt verifiëren dat u daadwerkelijk bimetaal heeft ontvangen
Het woord "bimetaal" komt op veel facturen voor. De legering is niet altijd op het onderdeel aanwezig. Vier cheques beschermen u.
Controlelijst voor verificatie
- Vraag schriftelijk naar de legeringsgraad, op de offerte.Niet "legering op nikkelbasis" - de naam van het type. Ni60, Colmonoy 56, Colmonoy 83, of de eigen aanduiding van de fabrikant met gepubliceerde samenstelling.
- Vraag schriftelijk naar de laagdikte.De hardface van de schroef moet 1,0–1,5 mm zijn. De cilindervoering moet 2,0–3,0 mm zijn. Een leverancier die 0,5 mm op een vat vermeldt, verkoopt u iets anders.
- Vraag het materiaalcertificaat van het basisstaal aan.Elke batch moet een fabriekstestcertificaat hebben, waaruit de chemische en mechanische eigenschappen blijken. Controleer het heatnummer.
- Laat bij de eerste bestelling een proefstuk analyseren.Een metallurgisch laboratorium kan een coupon uitsnijden en de laagdikte, legeringschemie en bindingskwaliteit bevestigen. De kosten zijn triviaal ten opzichte van een container met schroeven.
Een fabrikant die bimetaal in eigen huis bouwt, beantwoordt alle vier zonder wrijving. EJS levert bij elke schroefcilinder een inspectierapport en een materiaalcertificaat en stempelt tijdens de productie een traceerbaar identificatienummer op elk onderdeel. Aarzeling op elk van deze punten is de moeite waard om op te merken.
8. Hoe u een offerte specificeert
Schroefvaten zijn bijna 100% op maat gemaakte onderdelen. Er bestaat geen catalogusprijs; een fabrikant bouwt de offerte op basis van uw specificaties, dus de kwaliteit van uw vraag bepaalt de kwaliteit van het antwoord.
Stuur deze zes artikelen en een serieuze fabrieksofferte binnen één werkdag:
- Machinemerk en model.Onderdelen worden gebouwd per tekening of per machinemerk en code.
- Schroefdiameter, L/D-verhouding en totale lengte.
- Jouw compound, eerlijk gezegd."PP" en "PP met 25% talk plus 15% maalgoed" zijn verschillende slijtageproblemen met verschillende legeringsantwoorden. Deze ene regel is meer bepalend voor de metallurgieaanbeveling dan al het andere dat u verzendt.
- Procestemperatuurbereik.Vatlegeringen hebben verschillende limieten: EJS01 bij ongeveer 400 °C, EJS04 bij ongeveer 600 °C.
- Tekenen als je die hebt.Stuur zonder tekening productfoto's plus de belangrijkste afmetingen (diameter, lengte, flensdetails).
- Nieuwbouw of vervanging?Voor vervanging kunt u aan de hand van slijtagemetingen en foto's van het versleten onderdeel de fabriek beoordelen of renovatie beter is dan nieuwe productie.
EJS produceert sinds 1992 schroeven en cilinders in de fabriek in Zhoushan en bouwt in eigen huis bimetaalconstructies - PTA-lassen voor schroeven, centrifugaalgieten voor cilinders - over enkele schroef (Ø12–500 mm), parallelle dubbele, conische dubbele, injectie- en rubbergeometrieën. De productie loopt 20 tot 70 dagen na tekeningbevestiging, met een jaar garantie op zuivere kunststoffen.
9. Veelgestelde vragen
Waar is een bimetaalschroefcilinder van gemaakt?
Een bimetaalschroefcilinder combineert een stalen basis met een aparte slijtvaste legeringslaag die op de werkoppervlakken is aangebracht. Veel voorkomende basisstaalsoorten zijn 38CrMoAlA, 34CrAlNi7, 31CrMoV9 en 42CrMo. De legeringslaag op schroeven is doorgaans Ni60, Colmonoy 56 of Colmonoy 83, aangebracht door PTA-lassen met een dikte van 1,0 tot 1,5 mm. De legeringslaag in de lopen is een gietlegering op nikkel- of ijzerbasis, aangebracht door centrifugaalgieten op 2,0 tot 3,0 mm. De twee materialen blijven in verschillende lagen met een metallurgische binding ertussen.
Hoeveel langer gaat een bimetaalschroef mee dan genitreerd?
Lang genoeg om van invloed te zijn op schurende verbindingen, en niet lang genoeg om van invloed te zijn op schone verbindingen. Bij glasgevuld, mineraalgevuld of gerecycled voer is het verschil in levensduur aanzienlijk, omdat de nitridebehuizing slechts 0,4 tot 0,7 mm diep is, terwijl bimetaal 1,0 tot 1,5 mm op de schroef en 2,0 tot 3,0 mm in de cilinder geeft, in een harder en chemisch beter bestendig materiaal. Op schone, ongevulde hars kunnen beide constructies jaren mee en levert de upgrade weinig op. Elke leverancier die een vaste vermenigvuldigingsfactor noemt zonder te vragen wat u verwerkt, is een gok.
Is een bimetaalschroef hetzelfde als een verchroomde?
Nee. Door verchromen wordt een dunne laag op het oppervlak aangebracht, die kan afbladderen onder thermische cycli en mechanische belasting. De bimetaalconstructie versmelt enkele millimeters legering met het basisstaal door middel van lassen of gieten, zodat de laag onderdeel wordt van het onderdeel en niet kan loslaten. Verchromen dient specifieke doeleinden zoals lossing en milde corrosiebescherming, maar is geen oplossing voor slijtage van schurende verbindingen.
Kan een bimetaalschroef worden gerepareerd als deze verslijt?
Ja, in veel gevallen. Een versleten bimetaalschroef kan opnieuw worden gelast met een nieuwe PTA-hardoplaag en opnieuw worden bewerkt tot de oorspronkelijke geometrie. Een versleten cilinderboring kan opnieuw worden geboord en opnieuw worden bekleed door middel van centrifugaal gieten. Bij renovatie blijven de originele as, spiebaan, astap en behuizing behouden, waardoor dit vaak de voordelige route is wanneer het OEM-onderdeel niet meer leverbaar is of de doorlooptijd lang is. Stuur foto's en slijtagemetingen voor een beoordeling van opknappen of vervangen.
Heb ik bimetaal nodig voor de schroef, de loop of beide?
Beide, in de meeste gevallen, omdat ze als paar worden gedragen. De afstand tussen de vluchtlanden en de boring is een systeemeigenschap. Een nieuwe bimetaalschroef in een versleten, te grote boring draait nog steeds met een grotere speling, zodat de output laag blijft en de nieuwe schroef tegen een onregelmatig oppervlak slijt. Als u de ene upgradet, meet dan de andere. Als u slechts de helft van het slijtagepaar vervangt, wordt het probleem overgebracht naar het nieuwe onderdeel.
Werkt een bimetaalschroefcilinder voor PVC?
Ja, maar de kwaliteit van de legering is belangrijker dan het label. Stijf PVC is eerder een corrosieprobleem dan een slijtageprobleem, omdat het polymeer waterstofchloride vrijgeeft wanneer het wordt afgebroken. Dat betekent dat je een door corrosie geleide legering wilt: Ni60 of Colmonoy 56 op de schroef en EJS02 of EJS03 in de loop. Een wolfraamcarbidesoort zoals Colmonoy 83 is gebouwd op slijtage en is niet het juiste antwoord voor PVC, tenzij de verbinding ook een zware vulstof bevat.
Wat is de temperatuurlimiet van een bimetaalvat?
Het hangt af van de gietlegering en varieert van ongeveer 400 tot 600 graden Celsius. EJS01 heeft een vermogen van ongeveer 400. EJS02 en EJS03 bereiken ongeveer 450. EJS04, de wolfraamcarbidesoort, tolereert tot ongeveer 600. Als uw proces heet wordt, wordt de temperatuurlimiet een poortspecificatie, dus vertel uw fabrikant de werkelijke zonetemperaturen in plaats van de ontwerpwaarden.
Kan EJS bimetalen schroefcilinders leveren voor mijn machine?
Ja. EJS vervaardigt in eigen huis bimetaalschroeven en cilinders, met PTA-gelaste hardfacing op schroeven en centrifugaal gegoten voering in cilinders, voor enkele schroef-, parallelle twin-, conische twin-, spuitgiet- en rubbergeometrieën. Onderdelen worden gebouwd volgens tekening of reverse-engineered op basis van het machinemodel en de code als er geen tekening bestaat. Offerte volgt binnen één werkdag zodra de specificatie duidelijk is.
