سایش در ماشین‌های اکسترودر
بازگشت به راهنمای عیب‌یابی و تعمیرات اکسترودر ←
مشکلات سایش در ماشین‌های اکسترودر یکی از چالش‌های مهم در فرآیند تولید است که می‌تواند منجر به کاهش کارایی دستگاه، افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و کاهش کیفیت محصول نهایی شود.
شناسایی علت و مکانیسم سایش اولین گام ضروری است. به عنوان مثال، اگر فقط قطر خارجی مارپیچ (screw OD) دچار سایش شده باشد، احتمالاً مشکل ناشی از تماس بین مارپیچ و برل (barrel) است. در این حالت، می‌توان از پوشش‌های سخت (hard-facing) روی نوک مارپیچ استفاده کرد، اما این روش تنها شدت مشکل را کاهش می‌دهد و علت اصلی را برطرف نمی‌کند. تغییر طراحی مارپیچ یا تنظیم پروفایل فشار در طول آن (مثلاً با استفاده از روش تغذیه ناقص یا starve feeding) می‌تواند مشکل را به طور کامل حل کند.
سایش خورنده (corrosive wear) معمولاً با سطحی حفره‌دار و فرسوده شناسایی می‌شود. بهترین راه حل برای این نوع سایش، حذف مواد خورنده از ترکیب است. اگر این امکان وجود نداشته باشد، باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی مانند فولاد ضدزنگ (stainless steel)، اینکونل (Inconel) یا هاستلوی (Hastelloy) در ساخت قطعات اکسترودر استفاده شود. انتخاب مواد مناسب به شناسایی گونه‌های شیمیایی عامل خوردگی بستگی دارد.
برای سایش ساینده (abrasive wear)، استفاده از مواد پرکننده کمتر ساینده، پوشش‌دهی پرکننده‌ها یا افزودن آنها در مراحل بعدی فرآیند می‌تواند مفید باشد. همچنین، استفاده از پوشش‌های مقاوم در برابر سایش روی ریشه و کناره‌های مارپیچ (root and flight flanks) توصیه می‌شود.
در انتخاب مواد مناسب برای مارپیچ و برل، باید به ترکیب مواد لایه داخلی برل (barrel liner) توجه کرد. لایه‌های داخلی معمولاً از جنس آهن سفید تثبیت‌شده با بور (boron-stabilized white iron) با سختی حدود ۶۵ راکول C ساخته می‌شوند که مقاومت خوبی در برابر سایش و خوردگی دارند. برای مارپیچ‌ها، فولاد 4140 به دلیل قیمت پایین و قابلیت ماشین‌کاری خوب، رایج‌ترین انتخاب است، اما مقاومت سایشی آن پایین است. بنابراین، اغلب از روش‌هایی مانند سخت‌کاری شعله‌ای (flame hardening)، آب‌کاری کروم یا نیکل، یا پوشش‌های سخت (hard-facing) برای بهبود مقاومت سایشی استفاده می‌شود.
آب‌کاری کروم و نیکل از روش‌های متداول برای افزایش مقاومت سایشی هستند. آب‌کاری کروم لایه‌ای سخت اما نازک (۲۵ تا ۷۵ میکرون) ایجاد می‌کند که مقاومت خوبی در برابر سایش ساینده دارد اما به دلیل تخلخل، مقاومت کمی در برابر خوردگی نشان می‌دهد. آب‌کاری نیکل ضخامت یکنواخت‌تر و تخلخل کمتری دارد و مقاومت بهتری در برابر خوردگی ارائه می‌دهد.
استفاده از پوشش‌های اختصاصی مانند Poly-Ond (آب‌کاری نیکل بدون الکترولیز همراه با پلیمرهای فلورینه) نیز می‌تواند مفید باشد. این پوشش‌ها علاوه بر مقاومت در برابر خوردگی، ضریب اصطکاک پایینی دارند و می‌توانند بازده اکسترودر را افزایش دهند.
در نهایت، تکنسین‌ها باید با توجه به نوع مواد اولیه، شرایط فرآیند و مکانیسم‌های سایش، بهترین مواد و پوشش‌ها را برای مارپیچ و برل انتخاب کنند تا مشکلات سایش به حداقل برسد و کارایی دستگاه بهبود یابد.
