CH621990A5 - Transport or plastication screw, preferably for plastics- and elastomer-processing machines - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Förder- oder Piastizierschnecke, vorzugsweise für Plast- und Elastverarbeitungsmaschinen, mit einem die Oberfläche des Schneckenkörpers teilweise oder vollständig abdeckenden Mantel aus Schichten selbstfliessender Metallpulverauftragslegierungen, die nach dem Flamm-Pulver-Auftragsverfahren aufgebracht sind.

Bekannt sind Förder- oder Piastizierschnecken, die über das gesamte Schneckenprofil zur Erhöhung der Verschleiss-festigkeit technisch verchromt sind. Die das gesamte Schnek-kenprofil überdeckende Chromschicht ist dabei relativ dünn und erreicht somit nur eine relativ geringe bzw. eine zeitlich begrenzte Verschleissfestigkeit. In der Praxis hat sich auch gezeigt, dass es teilweise zum Ablösen der Schutzschicht und damit zum raschen Abfall der Standzeit kommt. Obwohl Schnecken mit einem derartigen Oberflächenschutz relativ chemikalienbeständig sind, sind sie für die Verarbeitung von verschleissfördernden Plastmaterialien wie Duroplaste oder durch Beigabe von Füllstoffen mineralischer Art, wie Calciumcarbonat, Calciumsilikat, Siliziumdioxyd, Titandioxyd wie auch durch Beigabe von Zusätzen, wie Bariumferrit und kurzfaseriger Füllstoffe, beispielsweise Glas- und Asbestfasern, nicht geeignet.

Bekannt sind ferner Förder- oder Piastizierschnecken, die zum Beispiel durch Gas- oder Ionitrieren oder ähnliche Verfahren ihren Oberflächenschutz erhalten. Dabei ist es üblich, den gesamten Schneckenkörper durch Ausbildung von Nitriden in der Randzone verschleissfest zu gestalten. Voraussetzung ist ein aus nitrierfähigen Werkstoff bestehender Schneckengrundkörper. Aufgrund der relativ geringen Nitriertiefe 0,2 bis 0,5 mm und der nur geringen Chemikalienbeständigkeit sind derartige Schnecken wohl geeignet für die Verarbeitung von Massenplasten ohne verschleissfördernden Füllstoffen, jedoch ungeeignet für die Verarbeitung von PVC-Werkstoffen, da diese als chemisch besonders aggressiv zu bezeichnen sind aufgrund der Abspaltung von Chlorwasserstoff (HCl) bei Überhitzung.

Des weiteren sind Förder- oder Piastizierschnecken mit nitriertem Schneckengrundkörper und gepanzerten Schnek-ken-Steg-Aussendurchmesser bekannt. Die auf dem Schnek-kensteg aufgetragene gepanzerte verschleissfeste Schicht besteht dabei aus Metall-Stelliten oder Metallcarbiden, die mittels elektrischen oder autogenen Schweissverfahren aufgetragen werden. Obwohl ein ausreichender Verschleissschutz an dem Schneckensteg-Aussendurchmesser erzielt wird, sind nach wie vor die Stegflanken, der Übergang vom Steg zum Schnecken-Kerndurchmesser wie auch der Schnecken-Kerndurchmesser insgesamt aufgrund des nicht ausreichendem Verschleiss und/oder Korrosionsschutzes für die Verarbeitung füllstoffhaltiger Plastwerkstoffe ungeeignet. Bei der Verarbeitung von besonders verschleissfördernden Werkstoffen, wie mit Titanoxyd versetzte Plastwerkstoffe, kommt es besonders an den druckseitigen Stegflanken zu erhöhtem Verschleiss, der zur Auskolkung der Schneckenstege und somit zum Ausbrechen der verschleissfesten Auftragsschicht führt.

Bekannt sind weiterhin Förder- oder Piastizierschnecken mit Polytetrafluoräthylen (PTFE) — verdichteter verschleiss-fester Schicht, wobei die Schicht aus pulverförmigen Metall und/oder Keramik besteht. Dabei ist die unmittelbar auf dem Grundkörper aufgetragene Schicht, aus beispielsweise Aluminiumoxyd bestehend, verschleissfester poröser Struktur und bedarf einer weiteren Nachbehandlung durch Auftragen von Fluorcarbonharzen, wie beispielsweise Polytetrafluoräthylen. Unvorteilhaft wirkt sich das mangelnde Haftvermögen der Auftragsschicht mit dem Schneckenkörper aus, so dass keinerlei Torsionsbeanspruchungen von der Schnecke gewährleistet sind. Ferner bieten die aufgetragenen Fluorcarbonharze keinen ausreichenden Verschleissschutz, da sie beim Einsatz der Schnecke bei der Verarbeitung verschleiss-fördernder Werkstoffe aus dem Stützkörper getragen werden und somit nach relativ kurzer Einsatzzeit die Schnek-kenoberfläche wieder ihre unverdichtete poröse Struktur aufweist. Des weiteren sind die mit einem derartigen Verschleissschutz versehenen Schnecken nur unökonomisch regenerierbar, da die Notwendigkeit des vollständigen Entfernens der ursprünglichen Auftragsschicht besteht.

Es ist Zweck der Erfindung, die den bekannten Förderund Piastizierschnecken anhaftenden negativen Eigenschaften weitgehendst zu vermeiden. Ferner soll die auf den Schnek-kenkörper aufgetragene verschleissfeste Schicht zum Erreichen der geforderten Masshaltigkeit und Oberflächengütern mit relativ geringen Kosten eine Nachbearbeitung ermöglichen. Darüber hinaus soll der Schneckenkörper innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen zur Sicherung der Verarbeitungsparameter regenerierbar sein, und schliesslich ist es Zweck der Erfindung unter Berücksichtigung vorgegebener Betriebsbedingungen, wie Schneckenantriebsmoment, Grundwerkstoffe minderer Qualität beispielsweise für den Schnek-kenkörper zur Verwendung zu bringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Förderoder Piastizierschnecke, vorzugsweise für Plast- und Elastverarbeitungsmaschinen zu schaffen, deren Oberfläche einen Verschleissschutz am gesamten Schneckenprofil oder — je nach Verarbeitungsbedingungen — an den verschleissgefähr-deten Zonen der Schnecke bietet, wobei die Oberfläche in Anpassung an den Verarbeitungsprozess hinsichtlich unterschiedlichster Beanspruchungen verschleiss- und/oder korrosionsfest ist.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst mittels einer Förder- oder Piastizierschnecke gemäss Anspruch 1.

Die zur Bildung der jeweiligen Schichten verwendeten Auftragslegierungen bestehen für die Grundschicht aus einer Metallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen

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Oberflächenhärte von RC 45-50, für die Zwischenschicht aus einer Metallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen Oberflächenhärte von RC 55-62 (Matrix) plus Wolf-ramcarbide und für die Deckschicht aus einer Metallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen Oberflächenhärte von RC 55-62.

Unter Anwendung des Flamm-Pulver-Auftragsverfahrens geht die Grundschicht mit dem Schneckengrundkörper einen Diffusionsverband ein, während die Grund-, Zwischen- und Deckschicht einen nahezu homogenen Schmelzverband bilden.

Die technischen und technisch-ökonomischen Auswirkungen der Erfindung sind in der Steigerung der Gebrauchswerteigenschaften zur Kostenerhöhung (mindestens 5:1), in der Anpassung des Verschleiss- und/oder Korrosionsschutzes 5 an die Verarbeitungsbedingungen, im ausreichenden Haftvermögen der Auftragsschicht auf dem Grundwerkstoff, insbesondere gegenüber auftretenden Torsionsspannungen, in der Regenerierfähigkeit der Auftragsschicht und in der mechanischen Nachbearbeitbarkeit der Deckschicht zur Erzie-10 lung der geforderten Profilform, der Masshaltigkeit und der Oberflächengüter begründet.

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Claims (3)

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1. Förder- oder Piastizierschnecke, vorzugsweise für Plast- und Elastverarbeitungsmaschinen, mit einem die Oberfläche des Schneckenkörpers teilweise oder vollständig abdeckenden Mantel aus Schichten selbstfliessender Metallpul-verauftragslegierungen, die nach dem Flamm-Pulver-Auf-tragsverfahren aufgetragen sind, dadurch gekennzeichnet,

dass der Mantel aus einer verschleissfesten mit dem Schnek-kenkörper verbundenen elastischen Grundschicht aus Cr-Fe-Si-Ni-B-Bestandteilen, aus einer hochverschleissfesten auf der Grundschicht aufgetragenen Zwischenschicht aus Cr-Fe-Si-Ni-B-Bestandteilen plus Wolframcarbide und aus einer verschleiss- und korrosionsbeständigen, mechanisch bearbeitbaren auf der Zwischenschicht aufgetragenen Deckschicht mit Cr-Fe-Si-Ni-B-Bestandteilen besteht.

2. Förder- oder Piastizierschnecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschicht aus einer Me-tallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen Oberflächenhärte von RC 45-50, die Zwischenschicht aus einer Metallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen Oberflächenhärte von RC 55-62 (Matrix) plus Wolframcarbide und die Deckschicht aus einer Metallpulverauftragslegierung mit einer durchschnittlichen Oberflächenhärte von RC 55-62 besteht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Förder- oder Piastizierschnecke nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schnecken-grundkörper und der Grundschicht ein Diffusionsverband und zwischen der Grund-, Zwischen- und Deckschicht ein Schmelzverband besteht.