Pourquoi équipez-nous une vis et un canon résistants à la corrosion pour l'extrudeuse WPC?
La vis de l'extrudeuse WPC sert de composant de transmission et de plastification de l'équipement. Il contacte directement le matériau fondu du composite en bois et résiste à des températures élevées et à des pressions élevées. Sa résistance à la corrosion est cruciale pour assurer un fonctionnement stable, une qualité du produit et une longévité. Par conséquent, les extrudeurs composites en plastique en bois de Yongte utilisent généralement des vis et des barils en matériaux résistants à l'usure et résistants à la corrosion.
1. La corrosivité inhérente des matériaux composites en bois en bois
Les matières premières du composite en plastique en bois (WPC) contiennent une variété de composants qui peuvent corroder la vis, ce qui est la principale raison pour laquelle la vis doit être résistante à la corrosion:
La fibre de bois (comme la farine de bois, la farine de bambou et la farine de paille) contient intrinsèquement une certaine quantité d'acides organiques (comme l'acide acétique, l'acide formique et les acides phénoliques produits par dégradation de la lignine). Sous les températures élevées du processus d'extrusion (généralement 160-220 ° C), ces acides sont activés et libérés, en contactant directement la surface de la vis. L'exposition à long terme peut provoquer une corrosion lente du substrat métallique de la vis, entraînant des piqûres de surface et des éclats. Pour améliorer la compatibilité des fibres de bois avec la matrice en plastique, certains processus prétraitent la fibre de bois (comme le traitement alcalin ou la modification des agents de couplage). Si le prétraitement n'est pas soigneusement nettoyé, les substances alcalines résiduelles (telles que l'hydroxyde de sodium) ou les groupes polaires de l'agent de couplage peuvent réagir chimiquement avec le métal à vis, accélérant la corrosion.
Pour répondre aux exigences de performance pour la résistance aux intempéries, la résistance au vieillissement et le retard de flamme, les matériaux en plastique en bois incorporent souvent divers additifs, dont certains sont connus pour être corrosifs:
Antioxydants / stabilisateurs d'éclairage: certains antioxydants phénoliques et stabilisateurs de lumière benzotriazole peuvent se décomposer à des températures élevées pour produire des substances acides, ce qui peut corroder la surface de la vis.
Les retardateurs de flamme: les retardateurs de flamme halogénés couramment utilisés (tels que l'éther décabromodiphényle) peuvent libérer des traces de gaz d'hydrogène pendant le traitement à haute température. L'halogénure d'hydrogène est hautement corrosif et peut réagir avec les composants en alliage de la vis (comme le chrome et le nickel), endommageant la couche de passivation sur la surface de la vis.
Charges: Certains charges inorganiques (comme le carbonate de calcium et le talc) contiennent des impuretés traces (telles que les ions chlorure et les ions sulfates). Sous haute température et pression, ces impuretés peuvent créer un "environnement corrosif", exacerbant les piqûres ou la corrosion intergranulaire de la vis.
L'industrie WPC utilise actuellement largement les plastiques recyclés (tels que PE et PP). Ces matériaux peuvent contenir de l'encre d'impression résiduelle, des adhésifs et des impuretés métalliques (comme les débris de cuivre et de fer). Les solvants résiduels dans les encres (comme les esters et les cétones) peuvent réagir chimiquement avec le métal dans la vis à des températures élevées. Ces impuretés métalliques peuvent former un "effet de micro-batterie" dans l'espace entre la vis et le canon, déclenchant une corrosion électrochimique et accélérer l'usure sur la surface de la vis.
2. Les conditions d'extrusion exacerbent l'effet synergique de la corrosion et de l'usure
La température élevée, la haute pression et les conditions de cisaillement élevées de l'extrusion en plastique en bois activent non seulement les propriétés corrosives du matériau, mais amplifient également les effets dommageables de la corrosion sur la vis, créant un cercle vicieux de "Corrosion + Wear":
Les températures d'extrusion en plastique en bois varient généralement de 160 à 220 ° C. À ces températures, la vitesse de réaction chimique entre les composants acides et alcalins dans le matériau et le métal vis (généralement 38crmoala alliage) augmente considérablement. Selon la cinétique chimique, la vitesse de réaction augmente environ 2 à 3 fois pour une augmentation de 10 ° C de la température. Cela signifie que dans des conditions de température élevée soutenues, la couche passive (comme la couche de nitrure) à la surface de la vis est plus rapidement détruite, exposant le matériau de base et corrodant rapidement.
Pour obtenir un mélange uniforme et une extrusion continue de la poudre de bois et du plastique, la vis doit fournir une pression suffisante (généralement 10-30 MPa) et une force de cisaillement. Sous haute pression, le matériau fondu contenant des composants corrosifs adhère fermement à la surface de la vis, accélérant la pénétration du milieu corrosif dans le métal. Simultanément, les forces de cisaillement élevées grattent en continu les zones faibles de la surface de la vis provoquée par la corrosion, dépouillant rapidement la couche d'oxyde et le matériau exfolié, exposant un substrat frais et exacerbant davantage le processus de corrosion.
Si le processus d'extrusion subit une alimentation instable ou une vitesse de vis fluctuante, certains matériaux peuvent rester dans le canal de vis. Ce matériau conservé se dégrade et carbonise à des températures élevées, produisant des substances encore plus corrosives (telles que les acides organiques et carbures de petites molécules). Ceux-ci peuvent provoquer une corrosion concentrée dans les zones localisées de la vis, entraînant des défauts tels que des rainures et des fosses profondes, ayant un impact sérieusement sur l'efficacité de transmission de la vis et les performances de plastification.
3. La résistance à la corrosion est fondamentale pour assurer la vie de l'équipement et la qualité des produits.
La corrosion à la vis raccourcit non seulement la durée de vie de l'équipement et augmente les coûts de maintenance, mais a également un impact direct sur la qualité des produits WPC. Ceci se reflète dans:
Si la résistance à la corrosion d'une vis est insuffisante, la corrosion et l'usure de surface réduiront généralement la capacité de transport après 3 à 6 mois d'utilisation, nécessitant des temps d'arrêt et un remplacement de la vis. Le coût de fabrication d'une seule vis d'extrudeuse WPC (65 à 120 mm de diamètre) peut atteindre des dizaines de milliers de yuans, et des remplacements fréquents augmentent considérablement les coûts de maintenance des équipements. Les vis résistantes à la corrosion (telles que celles atteints de nitrative, de placage chromé ou d'alliage Hastelloy) peuvent prolonger leur durée de vie à 1 à 2 ans, ce qui réduit considérablement les coûts d'arrêt et de remplacement.
La corrosion de surface à vis modifie la géométrie du canal de vis (telles que la hauteur et la hauteur du vol), réduisant l'efficacité de transmission des matériaux et le temps de séjour inégal dans le canal. Ceci, à son tour, peut conduire à la fluctuation de la sortie d'extrusion et à une plastification inégale du matériau. Par exemple, les piqûres sur la surface de la vis augmentent la friction entre le matériau et la vis, conduisant potentiellement à une surchauffe et une dégradation localisées, affectant les propriétés mécaniques du produit final (telles que la résistance à la traction et la résistance à l'impact).
La corrosion à la surface de la vis peut produire des débris métalliques ou des flocons d'oxyde. Ces impuretés peuvent se mélanger dans le matériau WPC fondu, formant finalement des "impuretés" dans le produit. Pour les produits WPC avec des exigences esthétiques élevées, telles que les revêtements de sol en plein air et les panneaux décoratifs, ces impuretés peuvent conduire directement à la défaillance du produit. Pour les matériaux décoratifs intérieurs avec des exigences exigeantes, les impuretés métalliques peuvent également affecter les performances environnementales du produit (par exemple, la migration des métaux lourds), violant potentiellement les normes de l'industrie (telles que GB / T 24137-2021 "Panneaux composites en bois").
En résumé, la résistance à la corrosion des vis d'extrudeuse WPC est une exigence de base pour résoudre les composants corrosifs des matériaux WPC, résister aux dommages causés par des conditions à haute température et à haute pression et garantir le fonctionnement stable des équipements et la qualité du produit. Par conséquent, l'industrie améliore généralement la résistance à la corrosion de la vis par la sélection des matériaux (comme l'acier en alliage résistant à la corrosion) et le traitement en surface (tel que la nitrade en gaz et le revêtement PVD) pour assurer un fonctionnement à long terme et stable de l'équipement.
