Tại sao chúng tôi trang bị vít chống ăn mòn và thùng cho máy đùn WPC?
Vít của máy đùn WPC đóng vai trò là thành phần truyền và dẻo lõi của thiết bị. Nó tiếp xúc trực tiếp với vật liệu nóng chảy của composite bằng gỗ và chịu được nhiệt độ cao và áp suất cao. Khả năng chống ăn mòn của nó là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động ổn định, chất lượng sản phẩm và tuổi thọ. Do đó, các máy đùn composite bằng gỗ của Yongte thường sử dụng ốc vít và thùng làm từ các vật liệu chống mòn và chống ăn mòn.
1. Sự ăn mòn vốn có của vật liệu composite bằng gỗ
Các nguyên liệu thô của composite gỗ (WPC) chứa nhiều thành phần có thể ăn mòn vít, đó là lý do cốt lõi tại sao vít cần phải chống ăn mòn:
Sợi gỗ (như bột gỗ, bột tre và bột rơm) vốn đã chứa một lượng axit hữu cơ nhất định (như axit axetic, axit formic và axit phenolic do thoái hóa lignin). Trong nhiệt độ cao của quá trình đùn (thường là 160-220 ° C), các axit này được kích hoạt và giải phóng, tiếp xúc trực tiếp với bề mặt vít. Tiếp xúc lâu dài có thể gây ra sự ăn mòn chậm của chất nền kim loại của vít, dẫn đến rỗ và bong tróc bề mặt. Để cải thiện khả năng tương thích của sợi gỗ với ma trận nhựa, một số quá trình xử lý trước sợi gỗ (như xử lý kiềm hoặc sửa đổi tác nhân khớp nối). Nếu tiền xử lý không được làm sạch hoàn toàn, các chất kiềm còn lại (như natri hydroxit) hoặc các nhóm cực trong tác nhân ghép có thể phản ứng hóa học với kim loại vít, tăng tốc ăn mòn.
Để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất đối với khả năng chống thời tiết, sức đề kháng lão hóa và độ trễ của ngọn lửa, các vật liệu bằng gỗ thường kết hợp các chất phụ gia khác nhau, một số trong đó được biết là ăn mòn:
Chất chống oxy hóa/chất ổn định ánh sáng: Một số chất chống oxy hóa phenolic và chất ổn định ánh sáng benzotriazole có thể phân hủy ở nhiệt độ cao để tạo ra các chất có tính axit, có thể ăn mòn bề mặt vít.
Chất làm chậm ngọn lửa: Chất làm chậm ngọn lửa thường được sử dụng (như decabromodiphenyl ether) có thể giải phóng lượng khí hydro halide trong quá trình xử lý nhiệt độ cao. Hydrogen halogen có tính ăn mòn cao và có thể phản ứng với các thành phần hợp kim của vít (như crom và niken), làm hỏng lớp thụ động trên bề mặt vít.
Chất độn: Một số chất độn vô cơ (như canxi cacbonat và Talc) có chứa tạp chất vi lượng (như ion clorua và ion sunfat). Dưới nhiệt độ và áp suất cao, các tạp chất này có thể tạo ra "môi trường ăn mòn", làm trầm trọng thêm rỗ hoặc ăn mòn giữa các vít.
Ngành công nghiệp WPC hiện đang sử dụng rộng rãi nhựa tái chế (như PE và PP). Những vật liệu này có thể chứa mực in, chất kết dính và tạp chất kim loại (như các mảnh vụn bằng đồng và sắt). Dung môi dư trong mực (như este và ketone) có thể phản ứng hóa học với kim loại trong vít ở nhiệt độ cao. Những tạp chất kim loại này có thể tạo thành "hiệu ứng vi mô" trong khoảng cách giữa vít và thùng, kích hoạt ăn mòn điện hóa và tăng tốc độ hao mòn trên bề mặt vít.
2. Điều kiện đùn làm trầm trọng thêm tác dụng hiệp đồng của ăn mòn và hao mòn
Nhiệt độ cao, áp suất cao và điều kiện cắt cao của việc ép đùn gỗ không chỉ kích hoạt các tính chất ăn mòn của vật liệu mà còn khuếch đại các tác động gây hại của ăn mòn trên vít, tạo ra một chu kỳ luẩn quẩn của "ăn mòn + hao mòn":
Nhiệt độ đùn bằng gỗ thường nằm trong khoảng từ 160-220 ° C. Ở những nhiệt độ này, tốc độ phản ứng hóa học giữa các thành phần axit và kiềm trong vật liệu và kim loại vít (thường là hợp kim 38crmoala) tăng đáng kể. Theo động học hóa học, tốc độ phản ứng tăng khoảng 2-3 lần cho mỗi lần tăng nhiệt độ 10 ° C. Điều này có nghĩa là trong điều kiện nhiệt độ cao bền vững, lớp thụ động (như lớp nitride) trên bề mặt vít bị phá hủy nhanh hơn, phơi bày vật liệu cơ sở và ăn mòn nhanh chóng.
Để đạt được sự trộn đồng đều và đùn liên tục của bột gỗ và nhựa, ốc vít phải cung cấp đủ áp suất (thường là 10-30 MPa) và lực cắt. Dưới áp suất cao, vật liệu nóng chảy có chứa các thành phần ăn mòn tuân thủ chặt chẽ với bề mặt vít, làm tăng tốc độ xâm nhập của môi trường ăn mòn vào kim loại. Đồng thời, các lực cắt cao liên tục cạo đi các khu vực yếu của bề mặt vít gây ra bởi sự ăn mòn, nhanh chóng tước lớp oxit và vật liệu bị tẩy tế bào chết, lộ chất nền mới và làm trầm trọng thêm quá trình ăn mòn.
Nếu quá trình đùn trải nghiệm thức ăn không ổn định hoặc tốc độ vít dao động, một số vật liệu có thể vẫn còn trong kênh vít. Vật liệu được giữ lại này làm suy giảm và cacbon hóa ở nhiệt độ cao, tạo ra các chất ăn mòn hơn nữa (như axit hữu cơ phân tử nhỏ và cacbua). Những điều này có thể gây ra sự ăn mòn tập trung ở các khu vực cục bộ của vít, dẫn đến các khiếm khuyết như các rãnh và hố sâu, ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu quả truyền tải của vít và hiệu suất dẻo.
3. Kháng ăn mòn là nền tảng để đảm bảo tính mạng và chất lượng sản phẩm của thiết bị.
Ăn mòn vít không chỉ rút ngắn tuổi thọ của thiết bị và tăng chi phí bảo trì, mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của các sản phẩm WPC. Điều này được phản ánh trong:
Nếu khả năng chống ăn mòn của một vít là không đủ, ăn mòn bề mặt và hao mòn thường sẽ làm giảm khả năng vận chuyển sau 3-6 tháng sử dụng, cần phải thay thế thời gian chết và thay thế vít. Chi phí sản xuất của một vít đùn WPC duy nhất (đường kính 65-120mm) có thể đạt hàng chục ngàn nhân dân tệ và việc thay thế thường xuyên làm tăng đáng kể chi phí bảo trì thiết bị. Các ốc vít chống ăn mòn (chẳng hạn như những con có nitriding, mạ crôm hoặc hợp kim Hastelloy) có thể kéo dài tuổi thọ của chúng lên 1-2 năm, giảm đáng kể thời gian chết và chi phí thay thế.
Ăn mòn bề mặt vít làm thay đổi hình dạng của kênh vít (như chiều cao bay và cao độ), giảm hiệu quả của vật liệu và thời gian cư trú không đồng đều trong kênh. Điều này, đến lượt nó, có thể dẫn đến đầu ra đùn dao động và dẻo vật liệu không đồng đều. Ví dụ, rỗ trên bề mặt vít làm tăng ma sát giữa vật liệu và vít, có khả năng dẫn đến quá trình quá nhiệt và suy thoái cục bộ, ảnh hưởng đến các tính chất cơ học của sản phẩm cuối cùng (như độ bền kéo và độ bền va chạm).
Ăn mòn trên bề mặt vít có thể tạo ra các mảnh vụn kim loại hoặc mảnh oxit. Những tạp chất này có thể trộn vào vật liệu WPC nóng chảy, cuối cùng hình thành "tạp chất" trong sản phẩm. Đối với các sản phẩm WPC có yêu cầu thẩm mỹ cao, chẳng hạn như sàn ngoài trời và các tấm trang trí, các tạp chất này có thể trực tiếp dẫn đến sự cố sản phẩm. Đối với các vật liệu trang trí nội thất với các yêu cầu đòi hỏi, tạp chất kim loại cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất môi trường của sản phẩm (ví dụ: di chuyển kim loại nặng), có khả năng vi phạm các tiêu chuẩn ngành (như GB/T 24137-2021 "Bảng tổng hợp bằng gỗ").
Tóm lại, khả năng chống ăn mòn của các ốc vít máy đùn WPC là một yêu cầu cốt lõi để giải quyết các thành phần ăn mòn của vật liệu WPC, chống lại thiệt hại từ các điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, và đảm bảo hoạt động thiết bị ổn định và chất lượng sản phẩm. Do đó, ngành công nghiệp thường tăng cường khả năng chống ăn mòn của vít thông qua lựa chọn vật liệu (như thép hợp kim chống ăn mòn) và xử lý bề mặt (như nitriding khí và lớp phủ PVD) để đảm bảo hoạt động lâu dài và ổn định của thiết bị.
