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Omega 101A整体钢套的性能介绍>>
整体套常用制造材料与我公司研发101A及102A材料的比较>>
铁基耐磨损材料制造的椭圆内衬套使用寿命的比较>>
平双组合机筒内衬套的三种形式>>
Omega 201A钴基耐腐蚀整体钢套介绍>>
耐磨损耐腐蚀Omega 301A钴基材料介绍>>
SiC陶瓷内衬套及其性能>>
上海原元康平双整体钢套制造方法及工艺装备>>
国产椭圆整体套产品质量状况对比表
Remark：
1） 我公司对全球范围内多家平行双螺杆挤出机制造公司和塑胶配混终端用户所提供的上述对比数据表示真挚的感谢；
2） 我公司目前正在研发具有超硬耐磨损性能的高钒铸铁椭圆整体套，欢迎咨询；
3） 欢迎任何有特殊工况条件需求，或较高品质需求的询问和探讨。
Omega 101A整体钢套的性能介绍
我公司生产的高抗磨损型合金整体钢套（见右图），
材料名称为Omega 101A，对应德国Werner & Pfleiderer GMBH公司的材料编号为1.2292.2。德方具体材料名称为G-X 250CrV25，又称为GP 27M。
该材料是一种铁基的高耐磨损型合金材料，由碳化铬，碳化硅，碳化锰等不同种类的微细碳化物颗粒均匀地分布于铁的基材中，起到抗磨损作用。由于铸铁材料中铬的含量较高，因此该材料实质上就是一种特殊的高铬铸铁。
由于材料中铬的含量高，该材料还具有一定程度的抗腐蚀性能。
Omega 101A材料的合金元素成份及硬度如下：
|
Fe |
C |
Cr |
Si |
Mn |
Mo |
V |
HRC |
|
Bal |
2.0～2.8 |
22.0～28.0 |
0.5～1.5 |
0.3～1.0 |
0.5～1.0 |
0.4～0.8 |
58 ~ 64 |
Omega 101A整体钢套的成型方法有二种，一种是采用普通的精密铸造成型方法，以应对普通高抗磨损性能的需求；另外一种则采用PM-HIP高温等静压成型方法，以对应于对材料密实性要求高，对材料抗磨损性能要求特别高的需求。
PM-HIP冶金高温等静压技术成形方法，是首先将改良后的这种高耐磨损、在高温区表现为低线膨胀性的合金粉末材料填入模腔体，放入高温等静压处理炉中，在相当高的温度和相当高的压力下，材料的分子受强挤压力而加速运动，冷却后得到金相组织高密实性的、耐磨损性能极佳的内衬套。我公司该项技术填补了国内平行双螺杆挤出机心脏部件采用高难技术制造的空白，满足了业界的期盼。
PH-HIP高温等静压技术成形的工艺流程示意图如下：
Omega 101A整体合金钢套含量及物理性能相当于抗磨白口铸铁KmTBCr26型，它的其它物理性能为：
极限抗拉强度Intensity of Tension（бb）≥450MPa
断裂应变Breaking Strain（εfB）=0.30%
抗冲击韧性 Toughne（KV2）=1.9 J（HV572）
溶点范围为2020～2060 °F
金相组织：其铸态下的金相组织为共晶碳化物M7C3+奥氏体；在硬化态下为共晶碳化物M7C3+二次碳化物+细针状回火马氏体+残余奥氏体（文中M代表Fe、Cr等金属原子，C代表碳原子，见右图）
密度：7.30~7.50g / cm³（普通精密铸造）；≥7.50g / cm³（PM-HIP铸造）
热膨胀系数 Coefficient Thermal Expansion：与一般中碳合金钢作比较，其特点是：一般中碳合金钢的热膨胀系数与其受热温度成正比关系，而Omega 101A合金材料的表现正相反，该材料的热膨胀系数与其受热温度成反比关系。实验所得的热膨胀系数平均值可以对比如下：
材料温度 Omega 101合金线膨胀系数 普通中碳合金钢线膨胀系数
25℃～250℃ 平均14.23×10-6 /°F 平均12.68×10-6 /°F
250℃～400℃ 平均14.18×10-6 /°F 平均12.78×10-6 /°F
我公司以上述二种工艺方法成型的整体钢套，所采用的材料受德国W&P公司的制约，不对外公布具体配方，请予谅解。
整体套常用制造材料与我公司研发101A及102A材料的比较
一、化学成份及成品硬度比较
二、耐磨损耐腐蚀性能比较（见右图）
本表是将德国Krupp Werner & Pfleiderer公司尤其是用来制造ZSK机型的，该公司自己研发的各牌号合金材料（灰色标注），芬兰美卓Metso Material Technology公司推荐的合金材料、特殊粉末钢材料（粉色标注），我公司研发的目前标配于各平双挤出机制造公司的高铬铸铁101A材料，我公司最近研发的超硬高钒铸铁102A材料（绿色标注），以及其它通常用于制造平双心脏部件的材料，在各合金材料的耐磨损耐腐蚀性能上进行的一个比较直观的比较。
我公司在椭圆整体套的售后服务中，要感谢各终端用户的支持，向我们提供了不少使用数据，帮助我们归纳出表内各材料性能的对比情况，供各方参考。我们衷心希望各配混造粒厂家继续向我们提供宝贵的使用数据，以帮助我们进一步完善和验证表内所列各材料耐磨损耐腐蚀性能的比照，再次表示谢意。
铁基耐磨损材料制造的椭圆内衬套使用寿命的比较
所有上述使用时长的比较，均依据上海材料研究所完成于2014年4月的，在摩擦副相同，摩擦相对速度相同，摩擦重力相同等条件下对上述各材料匹配磨损的检测数据。所有接受检测的材料样块也均经过与各材料相对应的热处理，例如气体渗氮处理，淬火处理等...
上述用以匹配磨损对照检测的材料6470E是一种渗氮钢，相当于中国的38CrMoAl钢种；D2是模具钢，相当于中国Cr12MoV钢种；M2是高速钢，相当于中国W6Mo5Cr4V2钢种。而101A合金是我公司研发于二十世纪初、相当于德国Werner & Pfleiderer GMBH公司编号为1.2292.2的、专用于制造椭圆内衬套的材料043。102A及103A均是我公司于2014年新近完成研发的同样专用于制造椭圆内衬套的高钒铸铁类材料。103A合金相当于德国Werner & Pfleiderer GMBH公司编号为099的材料，因其具有超高的硬度和抗磨损性能而被更多地使用于平行双螺杆配混挤出机尤其需要玻璃纤维增强的侧喂料段。
提高挤出机核心部件的抗磨损性能之课题将永无宁日，欢迎各专家见仁见智提出讨论。
平双组合机筒内衬套的三种形式
平行双螺杆挤出机组合式机筒内衬套，从其结构形式及材料形式上，我公司目前可以提供的二种产品的形态如下：
二个“C”字形双金属衬套组合在一起 整体合金形态的椭圆形衬套
我公司近日研制成功的第三种双金属形态的椭圆形衬套如右图。
这种衬套内衬合金层一般为碳化钨颗粒强化镍基或鈷基的合金材料，对于要求抗腐蚀同时具有较高的抗磨损性能之配混挤出，尤其是应用于例如内孔大于60mm的椭圆内衬套，它是一种性价比很好的选择。
关于如何提高用于配混挤出的平行双螺杆挤出机核心部件使用寿命方面的任何宝贵意见和建议，欢迎业内人士见仁见智，参加讨论。
Omega 201A钴基耐腐蚀整体钢套介绍
自从美国人Elwood Haynes于上个世纪初发展出钴基+碳化物合金材料以来，良好的Co-Cr-W-C合金耐高温、耐腐蚀和耐气蚀性能就闻名于天下。在Co-Cr-W-C合金基础上，我公司研制的Omega 201A合金材料，基体仍是钴和铬的合金固溶体，因此具有较高的机械强度和极好的抗氧化、耐腐蚀性能。
我公司采用PM-HIP工艺方法，经过不懈努力，突破工艺上的多方面困难，所制造出的名称为α201A合金材料的整体钢套，经我公司海外用户于2008年2月后，将其使用于极端氯化聚氯乙烯CPVC的环境气氛中，对比我公司额外提供的α201合金普通衬套，其抗腐蚀磨损性能表现优异，用户相当满意，并于日前表达了后续批量下单的意向。
201A合金基体是面心立方的钴基固溶体，在800℃以上的工况条件下，仍保持有较高的机械强度和硬度。由于基体上分布着相当数量的富铬型M7C3碳化物，使得该合金在腐蚀气氛的工况条件下，甚至是高温腐蚀气氛状况下，耐磨料腐蚀磨损性能优异，并同时具有极好的自啮合抗粘着磨损性能和耐固态粉粒冲刷磨损的性能。
201A合金化学成份及硬度见下表：
|
C |
Cr |
W |
Co |
Fe |
Si |
Ni |
HRC |
|
2.0～2.5 |
30～35 |
11～15 |
余量 |
≤1.0 |
≤1.0 |
≤1.0 |
52～54 |
我公司确定于2013年6月后，将这个新研发的，以HIP工艺方法成型的全新钴基201A整体钢套进入小批量试制阶段，欢迎用户询洽。
耐磨损耐腐蚀Omega 301A钴基材料介绍
自从美国人Elwood Haynes于上个世纪初发展出钴基+碳化物合金材料以来，良好的Co-Cr-W-C合金耐高温、耐腐蚀和耐气蚀性能就闻名于天下。在Co-Cr-W-C合金基础上，我公司研制的Omega 301A合金材料，基体仍是钴和铬的合金固溶体，因此具有较高的机械强度和极好的抗氧化、耐腐蚀性能。
我公司采用PM-HIP工艺方法，经过不懈努力，突破工艺上的多方面困难，所制造出的名称为Omega 301A合金材料的整体钢套，经我公司海外用户于2008年2月后，将其使用于增强型极端氯化聚氯乙烯CPVC的环境气氛中，对比我公司额外提供的碳化钨增强镍基301合金的双金属普通“O”型衬套，其抗腐蚀磨损性能表现非常优异，用户相当满意，并于日前表达了后续批量下单的意向。
Omega 301A合金基体是面心立方的钴基固溶体，在800℃以上的工况条件下，仍保持有较高的机械强度和硬度。由于基体上分布着相当数量的富铬型M7C3碳化物，使得该合金在腐蚀气氛的工况条件下，甚至是高温腐蚀气氛状况下，耐磨料磨损性能优异，并同时具有极好的自啮合抗粘着磨损性能和耐固态粉粒冲刷磨损的性能。
与201A合金相比较，301A合金具有较高的钨含量，故其基体硬度更高，耐磨料磨损性能也更好，其化学成份及硬度见下表：
|
Alloy |
C |
Cr |
W |
Co |
Fe |
Si |
Ni |
HRC |
|
201A |
2.0～2.5 |
30～35 |
11～15 |
余量 |
≤1.0 |
≤1.0 |
≤1.0 |
52～54 |
|
301A |
2.5～3.5 |
30～35 |
15～20 |
余量 |
≤1.0 |
≤1.0 |
≤1.0 |
≥50 |
我公司定向酸性试验报告显示，常温下301A样件在下述各类试验介质中，表现为：
|
酸性介质 |
30%乙酸 |
80%甲酸 |
65%硝酸 |
50%磷酸 |
5%硫酸 |
|
表现 |
较好 |
一般 |
差 |
优良 |
优良 |
SiC陶瓷内衬套及其性能
随着塑胶挤出领域里各类挤出机的心脏部件耐磨损耐腐蚀的特定要求越来越高，我公司原先在国内首先研制的双金属机筒和双金属螺杆，在某些应用方面显得捉襟见肘，勉为其难。深入研发新的材料作为替代，这个题目已经非常清晰而日益紧迫地摆在了我们的面前，于是我们想到了SiC复合陶瓷。
右边是我们初步研发的，分别用于单螺杆挤出机和平行双螺杆挤出机的陶瓷材料内衬套照片。
SiC复合陶瓷材料的物理化学性能如下：
主体成份：SiC
密度 ρ：3.08～3.10g/cm3
正弹性模量 Ε：410MPa
硬度HRA: 89~92
抗弯强度 σbb: 380MPa
抗压强度 σbc: 3970MPa
平面应变断裂韧度 Κic：4MPa/mm3/2
热膨胀系数 α1：4.0×10-6 / °F
热传导率 λ：Φ30~35 W/(m•K)
高温抗氧化性：在高达1500℃温度下，金属减重速度尚极缓慢。
SiC复合陶瓷具有优异的抗摩擦磨损性能，这是任何金属类材料，即使通过多种硬化手段也无法比拟的。SiC复合陶瓷更具有优异的化学稳定性，它几乎能耐所有无机酸和碱液、盐的腐蚀，甚至我们研发的这种SiC复合陶瓷，还能够在一定程度上抵抗住氢氟酸类的腐蚀磨损。实验表明，即使我们的SiC复合陶瓷与氢氟酸和硝酸的混合液接触，也仅仅在SiC复合陶瓷表面生成了一层薄薄的氧化硅，该致密的氧化硅层阻止了基体内部SiC被继续氧化，从而使得SiC复合陶瓷抵抗氢氟酸和硝酸混合液的能力增强。
SiC复合陶瓷衬套在空气中的极限使用温度可达1500℃。
在新材料的开发和应用中，我们诚恳地欢迎业内各用户的指导。
平双整体钢套制造方法及工艺装备
现在的中国，制造业已经成为了全球经济增长的基本原动力，而反观我国平行双螺杆挤出机制造领域，尤其是比较我国平行双螺杆挤出机心脏部件目前的制造水平，还普遍存在着制造材料老套，制造工艺落后，工艺装备陈旧的矛盾。这些矛盾日益突出，严重阻碍着我国，甚至是全球塑料加工业对材料改性配混的制造需求，对高转速高产量低能耗的高端挤出机的需求，严重阻碍着行业的迅速发展。
我们的研发人员近年来将主攻方向迅速转到了这个平行双螺杆挤出机心脏部件新材料的研发，果断探索采用全新的CNC装备全程加工椭圆内衬套工艺方法。经过不懈的努力，继2006年研制了国内著名的 101A合金以后，我们于2014年突破了可以与德国W&P公司超硬高钒铸铁，牌号为99.3相匹敌的Omega 103A合金材料，并且研发了更适合国情的，性价比更高的Omega 102A合金材料。这些新材料的研发和新装备，新工艺的采用，为我国行业的持续发展作出来卓越的贡献。
我公司引进的高端CNC数控设备（见右图及下图），已经贯穿装备于整体椭圆衬套的整个制造过程，不但在切削效率上得到极大的提高，而更重要的是在整体衬套的制造精度上，无论是在衬套的尺寸公差控制中，还是在衬套的形位公差控制中，均达到了较高的理想水准，从而使产品的质量得到根本保障。
我们仍然在努力，包括平双螺纹元件采用CNC数控磨削方法的制造手段等。
我们争的是国人的光，争的是民族工业的气。国内平行双螺杆挤出机核心部件处于低水准的相对落后的制造状况，我们有决心加以彻底改变。
上海原元康机械设备有限公司
总工程师办公室
