Perché equipaggiamo a vite e canna resistenti alla corrosione per Extrusder WPC?
La vite dell'estrusore WPC funge da trasmissione del nucleo e componente di plastificazione dell'attrezzatura. Contatta direttamente il materiale fuso del composito in plastica in legno e resiste a temperature elevate e pressioni elevate. La sua resistenza alla corrosione è fondamentale per garantire un funzionamento stabile, una qualità del prodotto e una longevità. Pertanto, gli estrusori compositi in plastica in legno di Yongte in genere usano viti e barili a base di materiali resistenti all'usura e resistenti alla corrosione.
1. La corrosività intrinseca dei materiali compositi in plastica in legno
Le materie prime del composito in plastica in legno (WPC) contengono una varietà di componenti che possono corrodere alla vite, che è il motivo del nucleo per cui la vite deve essere resistente alla corrosione:
La fibra di legno (come farina di legno, farina di bambù e farina di paglia) contiene intrinsecamente una certa quantità di acidi organici (come acido acetico, acido formico e acidi fenolici prodotti dalla degradazione della lignina). Alle alte temperature del processo di estrusione (in genere 160-220 ° C), questi acidi vengono attivati e rilasciati, contattando direttamente la superficie della vite. L'esposizione a lungo termine può causare una lenta corrosione del substrato metallico della vite, con conseguente avversaria e sfaldamento della superficie. Per migliorare la compatibilità della fibra di legno con la matrice di plastica, alcuni processi pretrattano la fibra di legno (come il trattamento alcalino o la modifica dell'agente di accoppiamento). Se il pretrattamento non viene accuratamente pulito, le sostanze alcaline residue (come idrossido di sodio) o gruppi polari nell'agente di accoppiamento possono reagire chimicamente con la vite metallica, accelerando la corrosione.
Per soddisfare i requisiti di prestazione per la resistenza alle intemperie, la resistenza all'invecchiamento e la ritardo della fiamma, i materiali in plastica in legno spesso incorporano vari additivi, alcuni dei quali sono noti per essere corrosivi:
Antiossidanti/stabilizzatori di luce: alcuni antiossidanti fenolici e stabilizzatori di luce benzotriazolo possono decomporsi ad alte temperature per produrre sostanze acide, che possono corrodere la superficie della vite.
Ritardanti di fiamma: ritardanti di fiamma alogenati comunemente usati (come decabromodifenil etere) possono rilasciare tracce di gas idrogeno alogenico durante l'elaborazione ad alta temperatura. L'aluro di idrogeno è altamente corrosivo e può reagire con i componenti in lega della vite (come il cromo e il nichel), danneggiando lo strato di passione sulla superficie della vite.
Filler: alcuni riempitivi inorganici (come carbonato di calcio e talco) contengono impurità di traccia (come ioni cloruro e ioni solfato). A temperature e pressione elevate, queste impurità possono creare un "ambiente corrosivo", esacerbando la corrosione o la corrosione intergranulare della vite.
L'industria WPC attualmente utilizza ampiamente la plastica riciclata (come PE e PP). Questi materiali possono contenere inchiostro residuo di stampa, adesivi e impurità metalliche (come detriti di rame e ferro). I solventi residui negli inchiostri (come esteri e chetoni) possono reagire chimicamente con il metallo nella vite ad alte temperature. Queste impurità dei metalli possono formare un "effetto micro-battery" nello spazio tra la vite e la canna, innescando la corrosione elettrochimica e l'accelerazione dell'usura sulla superficie della vite.
2. Le condizioni di estrusione esacerbano l'effetto sinergico della corrosione e dell'usura
Le condizioni ad alta temperatura, alta pressione e alte taglio dell'estrusione di plastica in legno non solo attivano le proprietà corrosive del materiale, ma amplificano anche gli effetti dannosi della corrosione sulla vite, creando un circolo vizioso di "corrosione + usura":
Le temperature di estrusione in plastica in legno in genere vanno da 160-220 ° C. A queste temperature, la velocità di reazione chimica tra i componenti acidi e alcalini nel materiale e il metallo a vite (comunemente in lega 38 crmoala) aumenta in modo significativo. Secondo la cinetica chimica, la velocità di reazione aumenta circa 2-3 volte per ogni aumento della temperatura di 10 ° C. Ciò significa che in condizioni di alta temperatura prolungate, lo strato passivo (come lo strato di nitruro) sulla superficie della vite viene distrutto più rapidamente, esponendo il materiale di base e corrido in rapido.
Per ottenere miscelazione uniforme ed estrusione continua di polvere in legno e plastica, la vite deve fornire una pressione sufficiente (in genere 10-30 MPa) e la forza di taglio. A alta pressione, il materiale fuso contenente componenti corrosivi aderisce strettamente alla superficie della vite, accelerando la penetrazione del mezzo corrosivo nel metallo. Allo stesso tempo, le forze di taglio alte raschiano continuamente le aree deboli della superficie della vite causate dalla corrosione, spogliando rapidamente lo strato di ossido e il materiale esfoliato, esponendo substrato fresco e esacerbando ulteriormente il processo di corrosione.
Se il processo di estrusione sperimenta un'alimentazione instabile o una velocità della vite fluttuante, un po 'di materiale può rimanere all'interno del canale a vite. Ciò ha mantenuto il materiale degrada e carbonizza ad alte temperature, producendo sostanze ancora più corrosive (come acidi organici e carburi organici di piccole molecole). Questi possono causare una corrosione concentrata nelle aree localizzate della vite, con conseguenti difetti come scanalature e fosse profonde, incidendo seriamente sull'efficienza di trasporto della vite e le prestazioni plastificanti.
3. La resistenza alla corrosione è fondamentale per garantire la vita delle attrezzature e la qualità del prodotto.
La corrosione per viti non solo riduce la durata dell'attrezzatura e aumenta i costi di manutenzione, ma influisce anche direttamente sulla qualità dei prodotti WPC. Questo si riflette in:
Se la resistenza alla corrosione di una vite è insufficiente, la corrosione e l'usura della superficie ridurranno in genere la capacità di trasporto dopo 3-6 mesi di utilizzo, richiedendo tempi di inattività e sostituzione della vite. Il costo di produzione di una singola vite di estrusore WPC (diametro di 65-120 mm) può raggiungere decine di migliaia di yuan e le frequenti sostituzioni aumentano significativamente i costi di manutenzione delle apparecchiature. Le viti resistenti alla corrosione (come quelle con nitriding, cromo placcatura o lega Hastelloy) possono prolungare la loro durata di servizio a 1-2 anni, riducendo significativamente i tempi di inattività e i costi di sostituzione.
La corrosione della superficie della vite altera la geometria del canale a vite (come altezza di volo e pitch), riducendo il materiale che trasmette efficienza e tempo di permanenza irregolare all'interno del canale. Questo, a sua volta, può portare a una fluttuazione dell'uscita di estrusione e della plastificazione del materiale irregolare. Ad esempio, l'orientamento sulla superficie della vite aumenta l'attrito tra il materiale e la vite, portando potenzialmente a surriscaldamento e degradazione localizzati, influenzando le proprietà meccaniche del prodotto finale (come la resistenza alla trazione e la resistenza all'impatto).
La corrosione sulla superficie della vite può produrre detriti metallici o fiocchi di ossido. Queste impurità possono mescolare nel materiale WPC fuso, formando in definitiva "impurità" nel prodotto. Per i prodotti WPC con elevati requisiti estetici, come pavimenti esterni e pannelli decorativi, queste impurità possono portare direttamente a un fallimento del prodotto. Per i materiali decorativi di interni con requisiti impegnativi, le impurità dei metalli possono anche influire sulle prestazioni ambientali del prodotto (ad es. Migrazione dei metalli pesanti), potenzialmente violando gli standard del settore (come pannelli compositi di plastica in plastica in legno "potenzialmente violati (come GB/T 24137-2021").
In sintesi, la resistenza alla corrosione delle viti di estrusore WPC è un requisito di core per affrontare i componenti corrosivi dei materiali WPC, resistere ai danni da condizioni ad alta temperatura e ad alta pressione e garantire il funzionamento stabile delle attrezzature e la qualità del prodotto. Pertanto, l'industria di solito migliora la resistenza alla corrosione della vite attraverso la selezione del materiale (come l'acciaio in lega resistente alla corrosione) e il trattamento di superficie (come il nitriding del gas e il rivestimento PVD) per garantire un funzionamento a lungo termine e stabile dell'attrezzatura.
