一種飼料加工膨化機螺桿加工工藝介紹

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動物的主流產品。膨化機作為飼料加工的核心設備，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。本文結合生產實際經驗，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這方面的要求。

耐腐蝕和抗磨性能好：一般未經熱處理的鋼材，其耐磨性能不很高，往往影響其使用壽命，一般都要經過熱處理給予提高，由于膨化腔內存在高溫蒸汽，所以選取的鋼材或者經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是合金結構鋼的一種，高級氮化鋼，是應用最廣的滲氮鋼，經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，結合實際生產經驗，介紹一種螺桿加工流程?，F在膨化機螺桿材料一般均為38CrMoAl氮化鋼，現以一段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工藝流程。

圖1 螺桿結構

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

②去應力退火：消除毛坯內應力；

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調質處理：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）切忌出現塊狀鐵素體，否則將引起滲氮層脆性脫落。38CrMoAl的調質處理工藝及力學性能見表2：

表2 38CrMoAl的調質處理工藝及力學性能

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 結語

采用該生產工藝加工的螺桿性能穩定、耐磨、耐熱、耐腐蝕、質量可靠、壽命高。廣泛應用于飼料擠壓膨化機。但是由于膨化機螺桿工況復雜，磨損較大，所以現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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