Waarom worden we corrosiebestendige schroef en vat uitrusten voor WPC Extruder?
De schroef van WPC -extruder dient als de kerntransmissie en het kunststofcomponent van de apparatuur. Het maakt direct contact op met het gesmolten materiaal van het hout-plastic composiet en is bestand tegen hoge temperaturen en hoge drukken. De corrosieweerstand is cruciaal om stabiele werking, productkwaliteit en een lange levensduur te waarborgen. Daarom gebruiken de hout-plastic composietextruders van Yongte typisch schroeven en vaten gemaakt van slijtvaste en corrosiebestendige materialen.
1. De inherente corrosiviteit van hout-plastic composietmaterialen
De grondstoffen van hout-plastic composiet (WPC) bevatten een verscheidenheid aan componenten die de schroef kunnen corroderen, wat de belangrijkste reden is waarom de schroef corrosiebestendig moet zijn:
Houtvezel (zoals houten bloem, bamboobloem en stroommeel) bevat inherent een bepaalde hoeveelheid organische zuren (zoals azijnzuur, mierenzuur en fenolzuurzuren geproduceerd door lignine -afbraak). Onder de hoge temperaturen van het extrusieproces (meestal 160-220 ° C) worden deze zuren geactiveerd en vrijgegeven, waardoor direct contact opneemt met het schroefoppervlak. Langdurige blootstelling kan een langzame corrosie van het metalen substraat van de schroef veroorzaken, wat resulteert in oppervlakte-putjes en schilfering. Om de compatibiliteit van houtvezels met de plastic matrix te verbeteren, behandelen sommige processen de houtvezel voorbehandelen (zoals alkalibehandeling of koppelingsmodificatie). Als de voorbehandeling niet grondig wordt gereinigd, kunnen resterende alkalische stoffen (zoals natriumhydroxide) of polaire groepen in het koppelingsmiddel chemisch reageren met het schroefmetaal, versnellende corrosie.
Om te voldoen aan de prestatievereisten voor weerweerstand, verouderingsweerstand en vlamvertraging, bevatten hout-plastic materialen vaak verschillende additieven, waarvan sommige bekend zijn als corrosief:
Antioxidanten/lichtstabilisatoren: sommige fenolische antioxidanten en benzotriazollichtstabilisatoren kunnen bij hoge temperaturen ontleden om zure stoffen te produceren, die het schroefoppervlak kunnen corroderen.
Vlamvertragers: vaak gebruikte gehalogeneerde vlamvertragers (zoals decabromodifenylether) kunnen sporenhoeveelheden waterstofhalidegas afgeven tijdens de verwerking van hoge temperatuur. Waterstofhalogenide is zeer corrosief en kan reageren met de legeringscomponenten van de schroef (zoals chroom en nikkel), waardoor de passiveringslaag op het schroefoppervlak wordt beschadigd.
Vulers: Sommige anorganische vulstoffen (zoals calciumcarbonaat en talk) bevatten spooronzuiverheden (zoals chloride -ionen en sulfaationen). Onder hoge temperatuur en druk kunnen deze onzuiverheden een "corrosieve omgeving" creëren, waardoor putjes of intergranulaire corrosie van de schroef worden verergerd.
De WPC -industrie gebruikt momenteel op grote schaal gerecyclede kunststoffen (zoals PE en PP). Deze materialen kunnen resterende printink, lijmen en metaalonzuiverheden (zoals koper- en ijzeren puin) bevatten. Residuele oplosmiddelen in inkten (zoals esters en ketonen) kunnen chemisch reageren met het metaal in de schroef bij hoge temperaturen. Deze metaalonzuiverheden kunnen een "micro-battery-effect" vormen in de opening tussen de schroef en het vat, waardoor elektrochemische corrosie en versnellende slijtage op het schroefoppervlak worden geactiveerd.
2. Extrusievoorwaarden verergeren het synergetische effect van corrosie en slijtage
De hoge temperatuur, hoge druk en hoge afschuifomstandigheden van hout-plastic extrusie activeren niet alleen de corrosieve eigenschappen van het materiaal, maar versterken ook de schadelijke effecten van corrosie op de schroef, waardoor een vicieuze cirkel van "corrosie + slijtage" ontstaat:
Hout-plastic extrusietemperaturen variëren meestal van 160-220 ° C. Bij deze temperaturen neemt de chemische reactiesnelheid tussen de zure en alkalische componenten in het materiaal en het schroefmetaal (meestal 38Crmoala -legering) aanzienlijk toe. Volgens chemische kinetiek neemt de reactiesnelheid ongeveer 2-3 keer toe voor de toename van de temperatuur van elke 10 ° C. Dit betekent dat onder aanhoudende omstandigheden op hoge temperatuur de passieve laag (zoals de nitride -laag) op het schroefoppervlak sneller wordt vernietigd, waardoor het basismateriaal wordt blootgelegd en snel corrodeert.
Om uniforme mengen en continue extrusie van houtpoeder en plastic te bereiken, moet de schroef voldoende druk opleveren (meestal 10-30 MPa) en afschuifkracht. Onder hoge druk hecht gesmolten materiaal dat corrosieve componenten bevat, strak aan het schroefoppervlak, versnellen de penetratie van het corrosieve medium in het metaal. Tegelijkertijd schrapen hoge afschuifkrachten continu zwakke gebieden van het schroefoppervlak veroorzaakt door corrosie weg, stript snel de oxidelaag weg en exfolieerde materiaal, waardoor vers substraat wordt blootgelegd en het corrosieproces verder wordt verergerd.
Als het extrusieproces onstabiele voeding of fluctuerende schroefsnelheid ervaart, kan sommige materiaal binnen het schroefkanaal blijven. Dit vastgehouden materiaal degradeert en carboniseert bij hoge temperaturen, waardoor nog meer corrosieve stoffen worden geproduceerd (zoals organische zuren en carbiden met kleine moleculen). Deze kunnen geconcentreerde corrosie veroorzaken in gelokaliseerde gebieden van de schroef, wat resulteert in defecten zoals diepe groeven en kuilen, waardoor de transportefficiëntie van de schroef ernstig wordt beïnvloed en de prestaties van het plastic van het plastic wordt.
3. Corrosieweerstand is van fundamenteel belang om de levensduur van apparatuur en productkwaliteit te waarborgen.
Schroefcorrosie verkort niet alleen de levensduur van apparatuur en verhoogt de onderhoudskosten, maar heeft ook direct invloed op de kwaliteit van WPC -producten. Dit wordt weerspiegeld in:
Als de corrosieweerstand van een schroef onvoldoende is, zal oppervlaktecorrosie en slijtage typisch de transportcapaciteit verminderen na 3-6 maanden gebruik, waardoor downtime nodig is en vervanging van de schroef vereist. De productiekosten van een enkele WPC-extruderschroef (diameter van 65-120 mm) kunnen tienduizenden yuan bereiken, en frequente vervangingen verhogen de onderhoudskosten van apparatuur aanzienlijk. Corrosiebestendige schroeven (zoals die met nitridende, chroomplaten of Hastelloy-legering) kunnen hun servicevenstaat verlengen tot 1-2 jaar, waardoor downtime en vervangingskosten aanzienlijk worden verlaagd.
Schroefoppervlakcorrosie verandert de geometrie van het schroefkanaal (zoals vluchthoogte en toonhoogte), waardoor materiaal de efficiëntie en ongelijke verblijftijd binnen het kanaal vermindert. Dit kan op zijn beurt leiden tot fluctuerende extrusie -output en oneffen materiaalplasticisatie. De putjes op het schroefoppervlak verhoogt bijvoorbeeld de wrijving tussen het materiaal en de schroef, wat mogelijk leidt tot gelokaliseerde oververhitting en afbraak, wat de mechanische eigenschappen van het eindproduct beïnvloedt (zoals treksterkte en impactsterkte).
Corrosie op het schroefoppervlak kan metaalafval of oxidevlokken produceren. Deze onzuiverheden kunnen zich mengen in het gesmolten WPC -materiaal, waardoor uiteindelijk "onzuiverheden" in het product worden gevormd. Voor WPC -producten met hoge esthetische vereisten, zoals buitenvloeren en decoratieve panelen, kunnen deze onzuiverheden rechtstreeks leiden tot productfalen. Voor interieurdecoratieve materialen met veeleisende vereisten kunnen metaalonzuiverheden ook van invloed zijn op de milieuprestaties van het product (bijv. Migratie van zware metalen), waardoor de industrienormen mogelijk worden geschonden (zoals GB/T 24137-2021 "hout-plastic composietpanelen").
Samenvattend is de corrosieweerstand van WPC-extruderschroeven een kernvereiste voor het aanpakken van de corrosieve componenten van WPC-materialen, het weerstaan van schade door hoge temperatuur en hogedrukomstandigheden en het waarborgen van stabiele operatie en productkwaliteit. Daarom verbetert de industrie meestal de corrosieweerstand van de schroef door materiaalselectie (zoals corrosiebestendig legeringsstaal) en oppervlaktebehandeling (zoals gasnitridende en PVD-coating) om de langdurige en stabiele werking van de apparatuur te garanderen.
