Verwendung von Kobaltlegierungen in Schneckenextrudern

Da die Anforderungen der Kunststoffverarbeitungsindustrie an Produktivität, Anlagenhaltbarkeit und Umweltschutz stetig steigen, ist die Materialwahl für Extruderschnecken und -zylinder zu einem zentralen Thema der Technologieoptimierung geworden. Unter den zahlreichen Hochleistungswerkstoffen erweisen sich Kobaltlegierungen aufgrund ihrer hervorragenden Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturstabilität zunehmend als ideale Wahl für Schlüsselkomponenten von Kunststoffextrudern.

Technische Eigenschaften von Kobaltlegierungen

Kobaltlegierung ist eine Art Metalllegierung mit Kobalt, Chrom und Wolfram als Hauptbestandteilen, die folgende Kerneigenschaften aufweist: 

1. Überlegene Abriebfestigkeit: Seine Härte kann HRC 50-65 erreichen, was viel höher ist als die von gewöhnlichem Werkzeugstahl, und es kann die Abriebrate der Schraube und des Zylinders bei der Hochgeschwindigkeitsrotation und die Reibung des Materials erheblich reduzieren.

2. Hohe Temperaturbeständigkeit: In einer Umgebung mit hohen Temperaturen über 500 °C kann die strukturelle Stabilität aufrechterhalten werden, um die durch Wärmeausdehnung verursachte Verformung zu vermeiden.

3. Chemische Beständigkeit: ausgezeichnete Beständigkeit gegen saure Kunststoffzusätze (wie Chloridionen bei der PVC-Verarbeitung) und Schmelzkorrosion bei hohen Temperaturen.

4. Selbstschmierend: Der auf der Oberfläche der Legierung gebildete Oxidfilm verringert die direkte Metall-Metall-Reibung und reduziert so den Energieverbrauch und die Wärmestauung.

Aufgrund dieser Eigenschaften eignen sich Kobaltlegierungen besonders für Extrusionsszenarien mit hoher Belastung und hohem Verschleiß, wie etwa bei der Verarbeitung von glasfaserverstärkten Kunststoffen, technischen Kunststoffen (z. B. PA, PEEK) oder recycelten Materialien mit Füllstoffen.

Kobaltlegierungen in Schnecken und Zylindern 

1. Integrale Fertigung 

Für kleine Extruder oder Extruder mit geringen Leistungsanforderungen ist ein integraler Fertigungsansatz möglich, bei dem Schnecken und Zylinder direkt aus Kobaltlegierungen gefertigt werden. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen in der einfachen Struktur und dem relativ einfachen Herstellungsprozess, allerdings sind die Kosten höher.

2. Oberflächenbeschichtung 

Bei großen oder kostenintensiveren Extrudern kann eine Oberflächenbeschichtung eingesetzt werden. Dabei werden Schnecke und Zylinder aus gewöhnlichem Stahl aufgesprüht oder mit einer Kobaltlegierung beschichtet. Der Vorteil dieser Methode liegt in den geringeren Kosten und gleichzeitig in einer effektiv verbesserten Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von Schnecke und Zylinder. Zu den gängigen Oberflächenbeschichtungsverfahren zählen derzeit Plasmaspritzen, Flammspritzen und Laserauftragschweißen.

3. Struktur festlegen 

In einigen Sonderfällen kann in der Set-Struktur eine Kobaltlegierung aus Hülsen in einen Zylinder aus Normalstahl eingelegt oder eine Kobaltlegierung aus Schneckendorn und Normalstahl aus Schneckenmantel kombiniert werden. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass Sie die richtige Materialkombination entsprechend den tatsächlichen Anforderungen wählen, Kosten senken und die Leistung der Schlüsselteile sicherstellen können.

Wirtschaftliche Wertanalyse: Die langfristigen Vorteile von Kobaltlegierungen überwiegen die anfänglichen Kosten bei weitem 

Obwohl die anfänglichen Materialkosten von Kobaltlegierungen höher sind als die von herkömmlichem Stahl, spiegelt sich der wirtschaftliche Gesamtwert in Folgendem wider: 

Geringere Ausfallzeiten: Durch die Reduzierung ungeplanter Ausfallzeiten aufgrund von Schnecken- oder Zylinderschäden wird die Anlagenauslastung verbessert.

Verlängerte Austauschzyklen: Legierungsverstärkte Teile halten um ein Vielfaches länger als herkömmliche Materialien, wodurch die Häufigkeit des Ersatzteilkaufs deutlich reduziert wird.

Verbesserung der Produktqualität: Stabile Maßgenauigkeit und Oberflächengüte reduzieren die Ausschussrate.