A barril de parafuso bimetálicocarrega uma camada separada de liga resistente ao desgaste, ligada metalurgicamente a uma base de aço - não um revestimento, não um revestimento. Os parafusos recebem revestimento duro soldado PTA em 1,0–1,5 mm. Os barris recebem revestimento fundido centrifugamente em 2,0–3,0 mm. A atualização ganha seu custo com compostos abrasivos ou corrosivos e desperdiça dinheiro com resina limpa e sem preenchimento.
Um parafuso chega à nossa fábrica com o voo pousado finalizado. O cliente utiliza 30% de náilon com enchimento de vidro. O parafuso é nitretado. Durou quatorze meses.
A mesma geometria na construção bimetálica, no mesmo composto, volta para inspeção anos depois e ainda mede tolerância.
Essa lacuna é o que um cilindro de parafuso bimetálico compra. Mas a lacuna só existe porque o composto é abrasivo. Execute PE limpo em ambos os parafusos e você teria dificuldade para diferenciá-los no final da vida útil - e teria desperdiçado dinheiro na atualização.
Este guia explica o que é a construção bimetálica, como ela é realmente fabricada (dois processos diferentes, que a maioria dos artigos erram), quais tipos de liga são importantes e – a parte que ninguém mais escreve – quando a atualização é um desperdício de seu orçamento.
Resposta rápida
- Bimetálicosignifica uma camada de liga resistente ao desgaste ligada metalurgicamente a uma base de aço - não um revestimento, não um revestimento.
- O parafuso e o cano são feitos de forma diferente.Os parafusos recebem revestimento duro soldado PTA (1,0–1,5 mm). Os barris recebem revestimento fundido centrifugamente (2,0–3,0 mm).
- Compre quando seu composto for abrasivo ou corrosivo:fibra de vidro, carga mineral, retardador de chama, PVC rígido, alimentação reciclada.
- Ignore-o para obter resina limpa e sem preenchimento.Nitretado lida com PP, PE, PS e ABS naturais por uma fração do custo.
- A nota importa mais do que a palavra.Pergunte o nome da classe, a espessura da camada e a dureza.
1. O que é um cilindro de parafuso bimetálico?
Um cilindro de parafuso bimetálico combina dois metais que realizam duas funções diferentes. O aço base fornece resistência estrutural, resistência à fadiga e estabilidade dimensional. Uma camada de liga separada, ligada às superfícies de trabalho, proporciona a resistência ao desgaste e à corrosão que o polímero exige.
"Bi" significa dois. Os dois metais sãofundido, não misturado. Uma mistura de metais é uma liga; uma peça bimetálica mantém seus dois materiais em camadas distintas com uma ligação metalúrgica entre eles.
Essa distinção é importante comercialmente. Um cano cromado não é bimetálico – o revestimento fica na superfície e pode lascar. Um barril nitretado não é bimetálico – a nitretação difunde o nitrogênioemo aço existente em vez de adicionar um novo material. UMbarril de parafuso bimetálicoadiciona liga real, com vários milímetros de espessura, que passa a fazer parte do componente.
Os aços básicos
| Aço Básico | Padrão | Onde é usado |
|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | O carro-chefe da nitretação de aço em toda a Ásia |
| 34CrAlNi7 | 1.8550 | Nitretos mais profundos e mais duros que 38CrMoAlA |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | Alta resistência, boa resistência à fadiga |
| 42CrMo | AISI4140 | Resistente, amplamente disponível |
| SKD61/SS316 | — | Serviço crítico para altas temperaturas e corrosão |
2. Dois processos diferentes: parafuso vs barril
É aqui que a maioria dos artigos sobre este tópico erram. Eles descrevem cilindros de parafuso bimetálicos como se um processo produzisse ambas as peças. Dois processos totalmente diferentes estão envolvidos, e saber qual deles informa se um fornecedor realmente fabrica internamente.
O parafuso: soldagem PTA (revestimento duro)
PTA significaarco transferido por plasma. Uma tocha de plasma derrete o pó da liga e o deposita nas áreas do parafuso como um cordão de solda. A liga depositada funde-se metalurgicamente com o aço base – isto é uma solda, não um spray.
Após a soldagem, o parafuso volta para o torno. O revestimento duro superdimensionado é usinado até a geometria e tolerância do voo final. O que resta é um1,0 a 1,5mmcamada de liga resistente ao desgaste exatamente onde o parafuso toca a parede do cano. As aterrissagens de vôo são onde um parafuso se desgasta, então o ponto principal é o revestimento duro.
O Barril: Fundição Centrífuga
O furo do cano obtém sua liga porfundição centrífuga horizontal. A liga fundida é derramada no corpo do cilindro giratório; a força centrífuga o joga contra a parede interna, onde se solidifica como um revestimento denso e uniforme. A fundição sob atmosfera controlada mantém a porosidade afastada e o som da ligação.
O resultado é um2,0 a 3,0mmrevestimento de liga em todo o comprimento do furo. Por que mais grosso que o parafuso? Geometria e economia. O furo é a superfície contra a qual o parafuso passa ao longo de todo o seu comprimento, e um cilindro custa muito mais para substituir do que um parafuso.
| Componente | Processo | Camada de liga | O que protege |
|---|---|---|---|
| Parafuso | Soldagem PTA (revestimento duro) | 1,0 – 1,5mm | O vôo pousa - a superfície de contato deslizante |
| Barril | Fundição centrífuga | 2,0 – 3,0mm | Furo total – a superfície contra a qual o parafuso passa |
Um teste prático para fornecedores.Peça-lhes que descrevam como aplicam a liga ao parafuso e como a aplicam ao cano. Um verdadeiro fabricante nomeia dois processos diferentes sem hesitar. Uma empresa comercial dá uma resposta vaga sobre "revestimento".
3. Bimetálico vs Nitretado: O que realmente muda
A nitretação difunde o nitrogênio na superfície do aço, criando uma caixa rígida. Nenhum novo material é adicionado. O caso corre0,4 a 0,7 mmprofundo, e a superfície atinge aproximadamente HV 850–950 em 38CrMoAlA.
Esse caso é genuinamente difícil. Seu ponto fraco é que ele é fino e quimicamente limitado.
| Propriedade | Nitretado | Bimetálico |
|---|---|---|
| Tipo de camada | Caixa difusa (sem material adicionado) | Liga adicionada, ligada metalurgicamente |
| Profundidade da camada de parafuso | 0,4 – 0,7mm | 1,0 – 1,5mm |
| Profundidade da camada do barril | 0,4 – 0,7mm | 2,0 – 3,0mm |
| Dureza superficial | AT 850 – 950 | HRC 50 – 62 (dependendo do grau) |
| Resistência à abrasão | Moderado | Alto a excelente |
| Resistência à corrosão | Limitado | Bom a excelente (depende da nota) |
| Custo relativo | 1,0× | Maior – liga e processo agregam custo |
| Melhor dever | Resina limpa e sem preenchimento | Alimentos cheios, corrosivos ou reciclados |
Depois que o enchimento abrasivo corta uma caixa de nitreto, o núcleo de aço mais macio fica por baixo e sofre erosão rapidamente. É por isso que as peças nitretadas em compostos preenchidos com vidro não se degradam normalmente – elas resistem e depois falham rapidamente.
Uma camada bimetálica tem milímetros de profundidade para fornecer. Ele se desgasta lentamente e a taxa de desgaste permanece aproximadamente linear. Essa profundidade é onde reside a resistência ao desgaste - e é a razão pela qual a vida útil dos compostos abrasivos se separa tão nitidamente entre as duas construções.
4. As classes de liga – peça o número
A maioria dos fornecedores descreve sua liga como “à base de níquel” ou “carboneto de tungstênio”. Isso não diz quase nada. Ni60 e Colmonoy 83 são ambos à base de níquel e têm desempenho muito diferente.
Ligas de revestimento duro parafusadas (soldadas com PTA)
| Liga | Composição | Antidesgaste | Anticorrosão | Dureza |
|---|---|---|---|---|
| Ni60 | Ni+Cr+Fe+Si | ★★★ | ★★★★ | CDH 56–62 |
| Colmonoy 56 | Ni+Cr+Si+Fe | ★★★ | ★★★★ | CDH 53–58 |
| Colmonoy 83 | Ni+Wc+Cr+C | ★★★★ | ★★★★ | CDH 50–55 |
Ligas de fundição em barril (fundidas centrifugamente)
| Liga | Composição | Antidesgaste | Anticorrosão | Dureza | Temperatura máxima |
|---|---|---|---|---|---|
| EJS01 | Fe+Ni+Cr+B | ★★★ | ★★ | CDH 58–62 | ≤ 400°C |
| EJS02 | Ni+Cr+Co+B | ★★ | ★★★ | CDH 50–58 | ≤ 450°C |
| EJS03 | Ni+Cr+Co+V+B | ★★★ | ★★★ | CDH 55–60 | ≤ 450°C |
| EJS04 | Ni+Wc+Cr+B | ★★★★ | ★★★ | CDH 55–60 | ≤ 600°C |
O detalhe que confunde as pessoas
Veja Colmonoy 83. Sua dureza indicaCDH 50–55 — mais baixodo que Ni60 em HRC 56–62. No entanto, o Colmonoy 83 possui a melhor classificação antidesgaste.
Dureza e resistência à abrasão não são a mesma propriedade. A alta dureza superficial resiste à indentação; a resistência ao desgaste contra cargas abrasivas vem de partículas de metal duro incorporadas na liga. Colmonoy 83 carrega carboneto de tungstênio (o “Wc” em sua composição). Essas partículas de metal duro incorporadas fazem o trabalho contra a fibra de vidro, o mineral e a areia no reciclado, e a matriz ao redor delas pode ser mais macia sem prejudicar o resultado.
Portanto, quando um fornecedor cita apenas a dureza, ele está citando o número errado. Peça a composição.
Combinando a nota com o composto
| Seu composto | Liga de parafuso | Liga de barril | Por que |
|---|---|---|---|
| Nylon de fibra de vidro, com enchimento mineral | Colmonoy 83 | EJS01 ou EJS04 | O carboneto de tungstênio lida com a abrasão |
| PVC rígido | Ni60 ou Colmonoy 56 | EJS02 ou EJS03 | A corrosão por HCl leva, não à abrasão |
| Alimentação reciclada/pós-consumo | Colmonoy 83 | EJS01 ou EJS04 | Grãos de grão e metal agem como lixa |
| Compostos retardadores de chama | Colmonoy 56 | EJS02 ou EJS03 | Pacotes quimicamente agressivos |
| Polímeros de engenharia de alta temperatura | Colmonoy 83 | EJS04 | EJS04 tolera até cerca de 600°C |
| Limpe PP, PE, PS, ABS | A nitretação é suficiente | Sem abrasão, sem corrosão – economize dinheiro | |
5. Quando se paga
Cinco condições justificam a atualização. Qualquer um deles geralmente é suficiente.
- Enchimentos abrasivos.Fibra de vidro, carbonato de cálcio, talco, reforço mineral. Eles cortam uma caixa de nitreto como uma lixa corta madeira macia.
- Química corrosiva.O PVC rígido libera HCl à medida que se degrada. Muitas embalagens retardadoras de chama são quimicamente agressivas. Os fluoropolímeros atacam o aço diretamente.
- Alimentação reciclada e pós-consumo.A moagem carrega grãos, finos de metal e contaminação imprevisível – o material mais abrasivo que a maioria dos processadores utiliza.
- Alto rendimento onde o tempo de inatividade prejudica.Se uma troca de parafuso custa três dias de produção, a economia muda para a peça que precisa ser trocada com menos frequência.
- O histórico de desgaste diz que a nitretação foi a decisão errada.Uma peça nitretada que se desgastou rapidamente no seu composto está lhe dizendo algo. A substituição é o momento mais barato para corrigir a especificação.
O caso do custo total de propriedade é simples. O bimetálico custa mais antecipadamente. Em serviços abrasivos, a vida útil prolongada do cilindro da rosca reduz o custo por hora de funcionamento abaixo do nitretado, geralmente dentro do primeiro ciclo de substituição. A matemática exata depende de sua resina, carga de enchimento, rendimento e quanto custa uma hora de inatividade para sua linha - e é por isso que qualquer fornecedor que cita um multiplicador de vida útil universal sem perguntar sobre seu composto está adivinhando.
6. Quando você NÃO deve comprar bimetálicos
Nenhum concorrente escreve esta seção. Leia mesmo assim – você pode economizar dinheiro.
Resinas limpas e sem preenchimento não precisam de bimetálicos.Se você usar PP, PE, PS ou ABS natural sem enchimento abrasivo e sem aditivo corrosivo, um parafuso nitretado e um cilindro em 38CrMoAlA servirão bem e custarão muito menos. A proteção bimetálica fica ociosa. Você pagou por uma armadura contra um inimigo que nunca aparece.
Linhas de baixo rendimento ou intermitentes.Se a máquina funcionar algumas horas por semana, o desgaste acumula-se lentamente, independentemente da construção. O período de retorno vai além do ponto em que faz sentido.
Quando o verdadeiro problema é outra coisa.O desgaste prematuro às vezes vem de um parafuso desalinhado, um eixo torto, contaminação na matéria-prima ou um processo que funciona muito acima da temperatura projetada. A construção bimetálica não resolverá nada disso – apenas se desgastará mais lentamente enquanto a falha subjacente persistir. Diagnosticar antes de atualizar.
Fornecedores honestos lhe dirão isso. Pergunte ao fabricante se o seu composto justifica o bimetálico e preste atenção se ele pergunta o que você realmente executa antes de responder.
7. Como verificar se você realmente recebeu bimetálico
A palavra "bimetálico" aparece em muitas faturas. A liga nem sempre aparece na peça. Quatro verificações protegem você.
Lista de verificação de verificação
- Solicite o grau da liga por escrito, no orçamento.Não é “liga à base de níquel” – o nome da classe. Ni60, Colmonoy 56, Colmonoy 83 ou a designação do próprio fabricante com composição publicada.
- Solicite a espessura da camada por escrito.O revestimento duro do parafuso deve ser de 1,0–1,5 mm. O revestimento do cano deve ter 2,0–3,0 mm. Um fornecedor que cita 0,5 mm em um barril está vendendo outra coisa.
- Solicite o certificado de material do aço base.Cada lote deve possuir um certificado de teste de moinho mostrando propriedades químicas e mecânicas. Verifique o número do calor.
- No primeiro pedido, mande analisar uma peça de amostra.Um laboratório metalúrgico pode seccionar um cupom e confirmar a espessura da camada, a química da liga e a qualidade da ligação. O custo é trivial em relação a um recipiente de parafusos.
Um fabricante que fabrica bimetálicos internamente responde a todas as quatro questões sem atrito. A EJS fornece um relatório de inspeção e um certificado de material com cada cilindro de rosca e carimba um número de identificação rastreável em cada peça durante a produção. Vale a pena notar hesitação em qualquer um desses pontos.
8. Como especificar uma cotação
Os barris de parafuso são quase 100% peças personalizadas. Não existe preço de tabela – um fabricante cria a cotação a partir de suas especificações, portanto, a qualidade da sua consulta define a qualidade da resposta.
Envie estes seis itens e cotações sérias de fábrica em um dia útil:
- Marca e modelo da máquina.As peças são construídas por desenho ou por marca e código da máquina.
- Diâmetro do parafuso, relação L/D e comprimento total.
- Seu composto, declarado honestamente."PP" e "PP com 25% de talco mais 15% de material reciclado" são problemas de desgaste diferentes com respostas de liga diferentes. Esta linha impulsiona a recomendação de metalurgia mais do que qualquer outra coisa que você enviar.
- Faixa de temperatura do processo.As ligas de barril atingem limites diferentes - EJS01 a cerca de 400°C, EJS04 a cerca de 600°C.
- Desenho se você tiver um.Sem desenho, envie fotos do produto e dimensões principais - diâmetro, comprimento, detalhes do flange.
- Nova construção ou substituição?Para uma substituição, as medições de desgaste e as fotos da peça desgastada permitem que a fábrica avalie se a reforma supera a nova fabricação.
A EJS fabrica parafusos e cilindros em sua fábrica em Zhoushan desde 1992 e constrói internamente construções bimetálicas - soldagem PTA para parafusos, fundição centrífuga para cilindros - em geometrias de parafuso único (Ø12–500 mm), gêmeo paralelo, gêmeo cônico, injeção e borracha. A produção ocorre de 20 a 70 dias após a confirmação do desenho, com garantia de um ano para plásticos puros.
9. Perguntas frequentes
Do que é feito um cilindro de parafuso bimetálico?
Um cilindro de parafuso bimetálico combina uma base de aço com uma camada separada de liga resistente ao desgaste, colada às superfícies de trabalho. Os aços básicos comuns incluem 38CrMoAlA, 34CrAlNi7, 31CrMoV9 e 42CrMo. A camada de liga nos parafusos é normalmente Ni60, Colmonoy 56 ou Colmonoy 83, aplicada por soldagem PTA com espessura de 1,0 a 1,5 mm. A camada de liga dentro dos barris é uma liga fundida à base de níquel ou ferro, aplicada por fundição centrífuga de 2,0 a 3,0 mm. Os dois materiais permanecem em camadas distintas com uma ligação metalúrgica entre eles.
Quanto mais dura um cilindro de parafuso bimetálico do que nitretado?
Tempo suficiente para causar impacto em compostos abrasivos e não o suficiente para causar impacto em compostos limpos. Em alimentação com enchimento de vidro, enchimento com mineral ou reciclada, a diferença na vida útil é substancial, porque o invólucro de nitreto tem apenas 0,4 a 0,7 mm de profundidade, enquanto o bimetálico dá 1,0 a 1,5 mm no parafuso e 2,0 a 3,0 mm no cano, em um material mais duro e quimicamente mais resistente. Em resina limpa e sem preenchimento, ambas as construções podem durar anos e a atualização rende pouco. Qualquer fornecedor que cote um multiplicador fixo sem perguntar o que você processa está adivinhando.
Um cano de parafuso bimetálico é igual a um cromado?
Não. O revestimento cromado deposita uma fina camada na superfície, que pode descascar sob ciclos térmicos e carga mecânica. A construção bimetálica funde vários milímetros de liga ao aço base por meio de soldagem ou fundição, de modo que a camada se torna parte do componente e não pode descascar. A cromagem serve a propósitos específicos, como liberação e proteção contra corrosão leve, mas não é uma solução contra desgaste para compostos abrasivos.
Um parafuso bimetálico pode ser consertado quando estiver desgastado?
Sim, em muitos casos. Um parafuso bimetálico desgastado pode ser soldado novamente com revestimento duro PTA novo e reusinado de volta à geometria original. Um furo desgastado pode ser perfurado e revestido novamente por fundição centrífuga. A reforma mantém o eixo, rasgo de chaveta, munhão e alojamento originais, o que muitas vezes o torna o caminho econômico quando a peça OEM é descontinuada ou o prazo de entrega é longo. Envie fotos e medidas de desgaste para obter uma avaliação de reforma ou substituição.
Preciso de bimetálico para o parafuso, o cano ou ambos?
Ambos, na maioria dos casos, porque usam como par. A folga entre os pousos de vôo e o furo é uma propriedade do sistema. Um novo parafuso bimetálico dentro de um furo desgastado e superdimensionado ainda funciona com folga aumentada, de modo que a produção permanece baixa e o novo parafuso se desgasta em uma superfície irregular. Se você estiver atualizando um, meça o outro. Substituir apenas metade do par de desgaste transfere o problema para a peça nova.
Um cilindro de parafuso bimetálico funciona para PVC?
Sim, mas o grau da liga é mais importante do que o rótulo. O PVC rígido é um problema de corrosão antes de ser um problema de abrasão, porque o polímero libera cloreto de hidrogênio à medida que se degrada. Isso significa que você deseja uma liga anticorrosiva: Ni60 ou Colmonoy 56 no parafuso e EJS02 ou EJS03 no cano. Uma classe de carboneto de tungstênio como Colmonoy 83 é construída para abrasão e não é a resposta certa para PVC, a menos que o composto também contenha enchimento pesado.
Qual é o limite de temperatura de um barril bimetálico?
Depende da liga de fundição e varia de cerca de 400 a 600 graus Celsius. EJS01 é classificado para cerca de 400. EJS02 e EJS03 atingem cerca de 450. EJS04, a classe de carboneto de tungstênio, tolera até cerca de 600. Se o seu processo funcionar a quente, o limite de temperatura se tornará uma especificação de controle, portanto, informe ao fabricante as temperaturas reais da zona em vez dos valores de projeto.
A EJS pode fornecer cilindros de parafuso bimetálicos para minha máquina?
Sim. A EJS fabrica internamente parafusos e cilindros bimetálicos, com revestimento duro soldado PTA nos parafusos e revestimento fundido centrifugamente nos cilindros, para geometrias de parafuso único, gêmeo paralelo, gêmeo cônico, moldagem por injeção e borracha. As peças são construídas de acordo com desenho ou engenharia reversa a partir do modelo e código da máquina quando não existe nenhum desenho. A cotação segue dentro de um dia útil assim que a especificação estiver clara.
