[发明专利]一种深度氮化复合合金衬套和筒体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种深度氮化复合合金衬套和筒体及其制备方法，该制备方法包括步骤：(1)将复合合金衬套压入筒体内并加工到成品工件，或直接将复合合金筒体加工到成品工件；(2)将上述加工制得的成品工件清洗，并烘干；(3)将烘干后的成品工件送入氮化炉中进行氮化处理，控制氮化炉温度为480‑550℃保温20‑100小时进行渗氮，然后于550‑580℃保温1‑10小时进行退氮，即得。采用本发明方法制备的深度氮化复合合金衬套和筒体，在其开口处采用本发明方法制备的深度氮化复合合金衬套和筒体，形成氮化深度0.1‑0.6mm、氮化硬度HV800‑1100的氮化层，可有效提高了衬套和筒体的强度、耐磨和耐腐蚀性能。

技术领域

本发明涉及一种挤出机技术领域，尤其涉及一种高强度耐磨耐腐蚀的深度氮化复合合金衬套和筒体及其制备方法。

背景技术

随着塑料制品在人们生产生活中越来越广泛的使用，塑料制品企业对塑料粒子的用量需求日益增加，同时对塑料的功能越来越丰富，而这些功能的往往是通过在塑料中添加功能性助剂实现的，这些助剂有的硬度相当高，有的具有较强的腐蚀性，这就对挤出机的筒体和衬套产生了较大的影响，使得筒体的磨损、腐蚀特别严重，使用寿命相当的短暂。

现有复合合金(镍基、钴基等合金)衬套或复合合金筒体基体为45钢等普通碳钢，基材强度较低，无耐磨耐腐蚀性能。在衬套或筒体内孔使用寿命得到有效提升后，基体使用寿命和开口处的耐磨耐腐蚀性能成为制约配件和生产线整体使用寿命的又一关键要素。

此外，已公开专利CN105235188A公开了一种锥双机筒，所述内衬套的表面上设置有一层经氮化处理而形成的氮化层，具有良好的耐磨性与耐腐蚀能力，能长期保证塑料制品的质量。但该专利存在以下缺陷：(1)其内壁为两片衬套组合而成，且留有间隙，筒体在使用过程中物料会经由此缝隙腐蚀到基体，从而降低筒体的使用寿命；(2)由于衬套缝隙的存在，物料会在些缝隙积聚，造成局部温度过高而烧料，在产品中出现黑点，影响塑料的品质；(3)其所使用的衬套为耐磨衬套再进行氮化处理，由于其衬套不具有耐腐蚀功能，仅依靠其表面约0.5mm的氮化层抵抗腐蚀，当此氮化层磨损以后，衬套在腐蚀与磨损的综合作用下，磨损速率大大增加；(4)如其说明书所述可以更换衬套，但如此增加了衬套费用以及由此造成的停机损失。

因此，针对目前45钢等普通碳钢复合合金衬套和筒体在基体和开口位置耐磨耐腐蚀性能的不足，以及现有专利技术所存在的缺陷，有必要进行改进，以提高配件和生产线的整体使用性能和使用寿命。

发明内容

本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种高强度耐磨耐腐蚀的深度氮化复合合金衬套和筒体及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种深度氮化复合合金衬套和筒体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将复合合金衬套压入筒体内并加工到成品工件，或直接将复合合金筒体加工到成品工件；

(2)将上述加工制得的成品工件清洗，并烘干；

(3)将烘干后的成品工件送入氮化炉中进行氮化处理，控制氮化炉温度为480-550℃保温20-100小时进行渗氮，然后于550-580℃保温1-10小时进行退氮，即得深度氮化复合合金衬套和筒体。

进一步地，所述的深度氮化复合合金衬套和筒体的制备方法，步骤(2)中所述成品工件采用汽油或清洗剂进行清洗。

进一步地，所述的深度氮化复合合金衬套和筒体的制备方法，步骤(3)中所述渗氮温度为500-525℃保温30-60小时，控制氮化分解率在80-90％。

进一步地，所述的深度氮化复合合金衬套和筒体的制备方法，步骤(3)中所述退氮温度为560-570℃，保温2-8小时，控制氮化分解率在40-50％。