Utilizzo delle leghe di cobalto negli estrusori a vite

Con l'aumento delle esigenze di produttività, durata delle attrezzature e tutela ambientale da parte dell'industria di lavorazione delle materie plastiche, la scelta del materiale per viti e cilindri degli estrusori è diventata un aspetto fondamentale nell'ottimizzazione tecnologica. Tra i numerosi materiali ad alte prestazioni, le leghe di cobalto stanno gradualmente diventando la scelta ideale per i componenti chiave degli estrusori di plastica, grazie alla loro eccellente resistenza all'usura, alla corrosione e alla stabilità alle alte temperature.

Caratteristiche tecniche delle leghe di cobalto

La lega di cobalto è un tipo di lega metallica i cui componenti principali sono cobalto, cromo e tungsteno, che presenta le seguenti proprietà fondamentali: 

1. Resistenza all'abrasione superiore: la sua durezza può raggiungere HRC 50-65, che è molto più alta di quella dell'acciaio per utensili comune, e può ridurre significativamente il tasso di abrasione della vite e della canna nella rotazione ad alta velocità e l'attrito del materiale.

2. Resistenza alle alte temperature: in un ambiente ad alta temperatura, superiore a 500 °C, può mantenere la stabilità strutturale, per evitare la deformazione causata dall'espansione termica.

3. Resistenza chimica: eccellente resistenza agli additivi acidi della plastica (come gli ioni cloruro nella lavorazione del PVC) e alla corrosione da fusione ad alta temperatura.

4. Autolubrificante: la pellicola di ossido formata sulla superficie della lega riduce l'attrito diretto metallo su metallo, diminuendo il consumo di energia e l'accumulo di calore.

Queste proprietà rendono le leghe di cobalto particolarmente adatte a scenari di estrusione ad alto carico e ad alta usura, come la lavorazione di materie plastiche rinforzate con fibra di vetro, materie plastiche tecniche (ad esempio PA, PEEK) o materiali riciclati contenenti riempitivi.

Leghe di cobalto in viti e barili 

1. Produzione integrale 

Per estrusori di piccole dimensioni o che non richiedono prestazioni particolarmente elevate, è possibile utilizzare un approccio di produzione integrale, in cui viti e cilindri vengono realizzati direttamente in leghe di cobalto. I vantaggi di questo metodo sono la semplicità della struttura e la relativa facilità di produzione, ma il costo è più elevato.

2. Rivestimento superficiale 

Per estrusori di grandi dimensioni o con costi più contenuti, è possibile utilizzare un rivestimento superficiale, spruzzando la superficie della vite e del cilindro in acciaio comune o applicando uno strato di rivestimento in lega di cobalto. Il vantaggio di questo approccio è che i costi sono inferiori e, allo stesso tempo, può migliorare efficacemente la resistenza all'usura e alla corrosione di vite e cilindro. Attualmente, i processi di rivestimento superficiale comunemente utilizzati includono la spruzzatura al plasma, la spruzzatura a fiamma e la deposizione laser.

3. Imposta la struttura 

In alcuni casi particolari, è possibile utilizzare nella struttura del set una lega di cobalto realizzata con manicotto intarsiato in un cilindro di acciaio comune, oppure una lega di cobalto realizzata con mandrino a vite e camicia di acciaio comune realizzata con vite combinata. Il vantaggio di questo approccio è che è possibile scegliere la giusta combinazione di materiali in base alle esigenze effettive, ridurre i costi e garantire le prestazioni dei componenti chiave.

Analisi del valore economico: i benefici a lungo termine delle leghe di cobalto superano di gran lunga i costi iniziali 

Sebbene il costo iniziale del materiale delle leghe di cobalto sia superiore a quello dell'acciaio convenzionale, il valore economico complessivo si riflette in: 

Riduzione delle perdite dovute a tempi di fermo: la riduzione dei tempi di fermo non programmati dovuti a danni alla vite o al cilindro migliora l'utilizzo delle attrezzature.

Cicli di sostituzione estesi: i componenti rinforzati in lega durano molto di più rispetto ai materiali convenzionali, riducendo significativamente la frequenza degli acquisti di pezzi di ricambio.

Miglioramento della qualità del prodotto: la precisione dimensionale e la finitura superficiale stabili riducono il tasso di scarto.