謝劍波 李秀剛 王小波 徐晶晶

(江蘇牧羊集團，江蘇揚州 225127)

膨化飼料是目前人工飼喂畜禽和水產(chǎn)動物的主流產(chǎn)品。膨化機作為飼料加工的核心設(shè)備，越來越受到人們的重視，尤其是作為膨化機的核心部件螺桿，其不同飼料的加工對其影響磨損等影響較大。為了使得膨化機能夠適用于不同飼料的加工，其膨化機螺桿的加工工藝尤為重要。本文結(jié)合生產(chǎn)實際經(jīng)驗，對螺桿的加工工藝進行初步的分析，并介紹一種螺桿的加工方法。

1 工況分析

螺桿在膨化腔內(nèi)輸送粉狀飼料，并且伴隨高溫蒸汽，螺桿長期在160℃左右的溫度下工作，不僅要耐磨損,而且還要耐熱耐腐蝕，并且需要受高壓和高扭矩，同時也有膨化腔的刮磨。

1.1 螺桿材料性能要求

機械強度高：選擇鋼材時要求有足夠的機械強度，以保證設(shè)計上的要求；

加工性能好：選取的鋼材要有好的切削加工性能和熱處理性能，在一般情況下，切削加工之后還要進行熱處理，如氮化或者淬火等，所以鋼材要易于適應(yīng)這方面的要求。

耐腐蝕和抗磨性能好：一般未經(jīng)熱處理的鋼材，其耐磨性能不很高，往往影響其使用壽命，一般都要經(jīng)過熱處理給予提高，由于膨化腔內(nèi)存在高溫蒸汽，所以選取的鋼材或者經(jīng)過其他處理后具有良好的耐腐蝕性能。

1.2 材料分析

目前我國主要的螺桿材料一般有45、40Cr、38Cr－MoAl（見表1）。

表1 我國主要的螺桿材料

45號鋼雖然價格便宜，取材容易，但其耐磨性，強度和耐腐蝕性較差。

40Cr鋼經(jīng)過鍍鉻（一般鉻層為0.05～0.1 mm）后的抗磨性和耐腐蝕性都大大提高，但對鉻層厚度的要求高，厚度過薄時，質(zhì)地疏松，過厚時又容易剝落；而且鉻層的剝落更加速其磨損。

38CrMoAl氮化鋼綜合性能較好，故使用廣泛。38CrMoAl是合金結(jié)構(gòu)鋼的一種，高級氮化鋼，是應(yīng)用最廣的滲氮鋼，經(jīng)氮化后工件具有很高的表面硬度、耐磨性及疲勞強度，并具有良好的耐熱性及腐蝕性，具有良好的淬透性。加入Mo后，抑制了材料的第二類回火脆性，由于Al的加入，在冶煉過程中易形成非金屬夾雜物，有過熱敏感性，滲氮層表面脆性傾向加大。38CrMoAl化學(xué)成份：碳(C)：0.35%～0.42%；硅（Si）：0.20%～0.45%；錳（Mn）：0.30%～0.60%；硫（S）：允許殘余含量≤0.035%；磷（P）：允許殘余含量≤0.035%；鉻（Cr）：1.35%～1.65%；鎳(Ni)：允許殘余含量≤0.030%；銅（Cu）：允許殘余含量≤0.030%；鉬（Mo）：0.15%～0.25%。

2 工藝流程

通過以上對螺桿加工工況的分析，結(jié)合實際生產(chǎn)經(jīng)驗，介紹一種螺桿加工流程?，F(xiàn)在膨化機螺桿材料一般均為38CrMoAl氮化鋼，現(xiàn)以一段Φ180 mm單螺桿為例簡單介紹一般擠壓膨化機螺桿的小批量加工生產(chǎn)工藝流程。

圖1 螺桿結(jié)構(gòu)

①備料：采用 38CrMoAl圓棒料，毛胚經(jīng)鍛打處理，直徑為Φ188 mm，進行外徑跳動度檢查；

②去應(yīng)力退火：消除毛坯內(nèi)應(yīng)力；

③下料：截一段長度為256 mm的鍛打后棒料；

④打孔：打出中心孔Φ75 mm；

⑤調(diào)質(zhì)處理：250～260 HB，目的在于提高材料的機械性能，提升加工性能，以獲得回火索氏體組織。工件表層（＞滲氮層深度）切忌出現(xiàn)塊狀鐵素體，否則將引起滲氮層脆性脫落。38CrMoAl的調(diào)質(zhì)處理工藝及力學(xué)性能見表2：

表2 38CrMoAl的調(diào)質(zhì)處理工藝及力學(xué)性能

⑥粗加工:車兩端面及外圓,并保留適當加工余量;

⑦割六方：在線切割機床上割出六方孔，保證尺寸精度及對稱度；

⑧精車：精車兩端面及外圓，留磨削加工余量；

⑨銑螺紋：在車床上銑螺紋，注意螺紋起點和六方頂點之間的相位關(guān)系；

⑩精磨：精磨外圓達到Φ180 mm，保證同軸度及尺寸精度；

?拋光:拋光螺紋表面,使粗糙度達到Ra 0.8 μm;

?氮化處理：以提高表面硬度和強度為目的。在氮化爐中進行氣體氮化處理，氮化深度大于0.5 mm，硬度850～1 000 HV，脆性≤一級。氮化過程包括排氣、升溫、保溫、冷卻四個過程，氮化過程中要嚴格控制氮化時間、氮化溫度及氨分解率；

?精磨：精磨兩端面，保證長度尺寸、精度要求及端面垂直度要求；

檢驗入庫,并且表面涂防銹油,豎立放置,防止變形。

3 結(jié)語

采用該生產(chǎn)工藝加工的螺桿性能穩(wěn)定、耐磨、耐熱、耐腐蝕、質(zhì)量可靠、壽命高。廣泛應(yīng)用于飼料擠壓膨化機。但是由于膨化機螺桿工況復(fù)雜，磨損較大，所以現(xiàn)在很多廠家也在螺棱上堆焊合金以加強耐磨性，粉末冶金技術(shù)或者采用進口材料如SKD11等,在這里就不做一一討論。

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