隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展,各種新型的塑料原料不斷涌現(xiàn),在高強(qiáng)度的增強(qiáng)塑料原料中,常常含有諸如碳、石棉、玻璃、硼等增強(qiáng)纖維。此外為了獲得各種特殊性能或降低成本，在塑料樹脂中常常加入一定比例的各種填充料，如白堊、硅石、重晶石、陶土、纖維素、云母、滑石和金屬粉等。由于這些增強(qiáng)劑、填充料以及無級著色劑的加入加劇了塑料擠出機(jī)、注射機(jī)中的機(jī)筒與螺桿的磨損和腐蝕，是的加工機(jī)械的生產(chǎn)效率下降，制品質(zhì)量不穩(wěn)定，維修機(jī)械和挑換部件的次數(shù)、費(fèi)用增加，影響了整機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。

自70年代左右起，歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國家紛紛采用雙金屬機(jī)筒和螺桿作為塑料擠出機(jī)和注射機(jī)的主要關(guān)鍵部件。應(yīng)用結(jié)果表明，雙金屬螺桿機(jī)筒比經(jīng)氮化處理的機(jī)筒、螺桿，其耐磨或耐腐蝕性提高許多倍，使用壽命大大延長，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

目前美國95%以上擠出機(jī)和75%以上的注射機(jī)都采用了雙金屬機(jī)筒。一家機(jī)構(gòu)在對十個歐洲國家中76家廠商、公司生產(chǎn)的單螺桿擠出機(jī)情況統(tǒng)計后得出結(jié)論：在全部單螺桿擠出機(jī)產(chǎn)品中，備有雙金屬機(jī)筒供選擇的約占53%，只提供雙金屬機(jī)筒而無選擇余地的約占20%，有些廠商在較大規(guī)格的擠出機(jī)上安裝雙金屬機(jī)筒，有些廠商則在全部規(guī)格產(chǎn)品上裝備雙金屬機(jī)筒。由于雙金屬機(jī)筒和螺桿的制造技術(shù)難度大。因此幾家的專業(yè)廠商以雄厚的技術(shù)力量于世界，如美國的?？怂_洛（XALOY），瑞士的貝涅克斯（BERNEX）和英國的布魯克斯（BROOKES）等。

在國內(nèi)，上?？祻?fù)達(dá)機(jī)械制造有限公司也研制出了耐磨型雙金屬機(jī)筒和雙金屬螺桿。雙金屬機(jī)筒是在普通鋼材或低合金鋼材的簡體內(nèi)壁復(fù)合一層厚1.5-2.0mm的SL100高耐磨型合金、再經(jīng)特殊機(jī)械加工而成，合金層硬度為HRC58-64（圖1）而氮化表層的硬度為HV700-900，深度為0.3-0.6mm。因此，當(dāng)?shù)韺右坏╅_始磨損，它的磨損量就隨著深度的增加而急劇增加，這是雙金屬產(chǎn)品與氮化產(chǎn)品在抗磨特性上的主要區(qū)別。

    高耐磨合金alpha101的金相組織分析表明，它與美國的XALOY 101合金相同，屬于過工晶萊氏體組織，精鑄造后組織為比較細(xì)密的共亞晶結(jié)構(gòu)（圖2），包括一次滲碳體、鎳-硼和馬氏體，在高倍顯微鏡下，澆注層合金與基體交界面為冶金結(jié)合，鋼質(zhì)基體上的珠光體組織澆注層合金組織形成一種鎖性的結(jié)合。由于采取了減少結(jié)合層內(nèi)部應(yīng)力的措施，所以雙金屬產(chǎn)品在使用過程中合金層不會產(chǎn)生脫落和破裂現(xiàn)象。

按標(biāo)準(zhǔn)ISO/R 202 – 61管段壓扁試驗的方法對澆鑄合金層與基體圓筒的結(jié)核性能進(jìn)行檢驗,產(chǎn)品的結(jié)合強(qiáng)度符合該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求,另外,由于塑料擠出機(jī)和注射機(jī)的機(jī)筒,螺桿都是在200°C以上的溫度和高壓下工作,高耐磨合金的熱硬性曲線圖表明SL100合金的熱硬度可維持到427°C,這對于加工如高密度聚乙烯、聚苯醚、耐綸和聚砜等高溫高速擠出或模塑是十分重要的.塑料注射和擠出中某些因素會導(dǎo)致機(jī)筒和螺桿的局部溫升過高,而SL100合金可有效地抵制這種回火效應(yīng),防止合金硬度降低.

為了考察高耐磨alpha101的耐磨性能,我們采用瑞士AMSLER-135耐磨試驗方法對alpha101合金和例子氮化樣塊進(jìn)行了耐磨對比試驗,結(jié)果顯示澆鑄合金的耐磨性能比氮化品提高了3.53倍.

資料顯示,使螺桿機(jī)筒處于*匹配,是提高相互耐磨的一種途徑,西德雷洛公司在螺桿的螺棱表面噴焊一層牌號為P48的合金,其它表面再進(jìn)行例子氮化處理,使其螺桿獲得耐磨耐腐蝕性能.s上海康復(fù)達(dá)機(jī)械制造有限公司的雙金屬螺桿選用了與alpha101合金相匹配的材料作為螺棱表面的焊接層.它的厚度為1-1.5mm硬度HRC58-62.經(jīng)試驗,它與機(jī)筒的耐磨合金之間的磨損失重zui少,在使用中可獲得*匹配.從而提高兩者的使用壽命,雙金屬螺桿的底徑表面仍采用滲氮處理以滿足塑化能力交叉的物料的剪切磨損。

幾年來各廠家的使用數(shù)據(jù)表明，雙金屬機(jī)筒和螺桿在再生塑料、填充塑料、增強(qiáng)塑料以及化學(xué)纖維生產(chǎn)行業(yè)中顯示了強(qiáng)大的生命力，對提高社會效益有著積極作用。

?瑞士貝涅克斯（BERNEX）公司資料介紹，用35%玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66擠出，滲氮處理機(jī)筒使用壽命為3000h。折算平均每小時耗用價格為4.4馬克。而雙金屬機(jī)筒使用壽命為12000h，每小時使用價格僅為2馬克。經(jīng)濟(jì)效益提高2.2倍。

 ?西德雷諾（REILOY）公司資料顯示，用比例為85%氮化鐵填充PVC注射成型。氮化機(jī)筒生產(chǎn)4t次啊了后即*磨損不能使用，雙金屬機(jī)筒卻生產(chǎn)了24t材料僅磨損0.4mm，仍可繼續(xù)使用。

 ?上海康復(fù)達(dá)機(jī)械制造有限公司用戶的使用數(shù)據(jù)讀來令人信服：某廠以SZ-350/160注射成型機(jī),注射10000次約3.5t尼龍66加15%玻璃長纖維和25000次月8.75t的ABS塑料后,測量雙金屬機(jī)筒平均磨損0.01mm,雙金屬螺桿磨損0.026毫米,同樣廠家以裝配氮化機(jī)筒螺桿的XS-ZY-500注射機(jī)注射50 000次月25t尼龍66加30%玻璃纖維后,測量機(jī)筒平均磨損0.5mm,螺桿磨損了1.4mm,已經(jīng)不能繼續(xù)使用.

 ?某廠以SJ-45B擠出機(jī)加工滌綸色母粒,原料為滌綸聚酯（PET）粒子與PH值為5-7的燃料,氮化機(jī)筒生產(chǎn)54t磨損1.2mm,雙金屬機(jī)筒生產(chǎn)96t磨損僅0.3mm.兩者壽命幾乎相差10倍.氮化鋼螺桿生產(chǎn)27t材料磨耗為0.062mm.

 可以肯定,材料科技在工業(yè)生產(chǎn)中的這一應(yīng)用,必將對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出越來越大的貢獻(xiàn).