一種高強(qiáng)度螺桿的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種高強(qiáng)度螺桿，包括送料段、剪切段、屏障段和混煉段，所述螺桿設(shè)有空孔芯部，所述送料段、剪切段、屏障段和混煉段外表面及空孔芯部均設(shè)有一層石墨烯覆蓋層。本發(fā)明強(qiáng)度高、耐磨、不容易燒焦、冷卻效果好，整根螺桿的溫度均衡、不會(huì)產(chǎn)生急冷現(xiàn)象、電能消耗小、成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種高強(qiáng)度螺桿
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及塑料管材擠出機(jī)的單螺桿領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度螺桿。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的塑料擠出機(jī)的行業(yè)中，擠出螺桿一般需要氮化處理，或者在螺桿的表面鍍一層硬鉻合金，以提高螺桿的強(qiáng)度。但是，該種工藝處理方法并沒(méi)有解決螺桿的耐磨問(wèn)題，適應(yīng)范圍也沒(méi)有針對(duì)性，對(duì)一些磨損性強(qiáng)，腐蝕性大的塑料，可能無(wú)法兩方面兼顧，會(huì)造成浪費(fèi)原料、提高生產(chǎn)成本、使用效果較差的問(wèn)題，螺桿的硬度問(wèn)題還滿足不了日益發(fā)展的塑料材料的要求，同時(shí)，螺桿各段在所受的剪切力不同，產(chǎn)生的剪切熱也不一樣，如果不迅速使螺桿的熱量達(dá)到均衡一致，塑料就會(huì)在料溫高的地方燒焦或者碳化。所以該螺桿的制作方法還需要改進(jìn)。
[0003]此外，由于擠出機(jī)在工作過(guò)程中，螺桿與粉料的摩擦產(chǎn)生較多的熱量而使螺桿產(chǎn)生大量的溫度，因此需及時(shí)對(duì)其進(jìn)行冷卻，而傳統(tǒng)的冷卻方式有兩種:一種采用簡(jiǎn)單地將水或油通過(guò)管道流向螺桿的端部，然后再流回管道，在螺桿芯孔間的環(huán)形空間排出；另一種為自循環(huán)式，即在螺桿內(nèi)孔中密封冷卻介質(zhì)，利用介質(zhì)的蒸發(fā)和冷凝進(jìn)行溫控。上述兩種冷卻方式雖然在一定程度啟動(dòng)冷卻的作用，但是仍存在其缺陷，第一種方式易造成急冷且冷卻效果差；第二種冷卻方式的缺點(diǎn)為無(wú)法實(shí)現(xiàn)外部控制，因此，上述的冷卻方式已無(wú)法適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)的需要。而且，該裝置需要配置昂貴的芯部模具油溫機(jī)，增加了生產(chǎn)的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)硬度不夠、耐磨性不強(qiáng)、容易燒焦、冷卻效果差等缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種傳熱效果好的高強(qiáng)度螺桿。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種高強(qiáng)度螺桿，包括送料段、剪切段、屏障段和混煉段，所述螺桿設(shè)有空孔芯部，所述送料段、剪切段、屏障段和混煉段外表面及空孔芯部均設(shè)有一層石墨烯覆蓋層。
[0006]進(jìn)一步地，所述空孔芯部設(shè)至螺桿的混煉段。
[0007]石墨烯具有非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使得其具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，它的抗拉強(qiáng)度可達(dá)50-200GPa，是鋼的100倍，密度是鋼的1/6，此外，它的彈性模量可達(dá)lTPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍，是目前可制備出具有最高比力學(xué)強(qiáng)度的材料；也是一種全新的導(dǎo)熱散熱材料，具有獨(dú)特的晶粒取向，沿兩個(gè)方向均勻?qū)幔?50-1500 ff/m-K范圍內(nèi)的超高導(dǎo)熱性能。
[0008]利用石墨烯的特點(diǎn)，分別在螺桿的送料段、剪切段、屏障段和混煉段外表面及空孔芯部均設(shè)有一層石墨烯覆蓋層，使得本發(fā)明的螺桿具有高強(qiáng)度的同時(shí)能均衡整根螺桿的溫度。當(dāng)螺桿在高速轉(zhuǎn)動(dòng)和塑化的時(shí)候，產(chǎn)生大量的剪切熱，利用石墨烯這種導(dǎo)熱性能，把剪切熱瞬間傳遞到螺桿的其他溫度相對(duì)該剪切段較低的地方，從而達(dá)到整根螺桿的溫度均衡。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
(1)提高了螺桿的強(qiáng)度，降低斷螺桿的情況出現(xiàn)，加快了螺桿各段之間溫度的傳遞，避免塑料出現(xiàn)碳化或者燒焦的情況出現(xiàn)；
(2)冷卻效果好，整根螺桿的溫度均衡，不會(huì)產(chǎn)生急冷現(xiàn)象；
(3)電能消耗小、成本低。
[0010]說(shuō)明書(shū)附圖
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；1、送料段；2、剪切段；3、屏障段；4、混煉段；5、空孔芯部?！揪唧w實(shí)施方式】【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)闡述，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。
[0012]實(shí)施例1
如圖1所示，一種高強(qiáng)度螺桿，包括送料段1、剪切段2、屏障段3和混煉段4，所述螺桿設(shè)有空孔芯部5，所述送料段1、剪切段2、屏障段3和混煉段4外表面及空孔芯部5均設(shè)有一層石墨烯覆蓋層，所述空孔芯部5設(shè)至螺桿的混煉段4。
[0013]石墨烯具有非常穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使得其具有十分優(yōu)異的力學(xué)性能，它的抗拉強(qiáng)度可達(dá)50-200GPa，是鋼的100倍，密度是鋼的1/6，此外，它的彈性模量可達(dá)lTPa，與金剛石的彈性模量相當(dāng)，約為鋼的5倍，是目前可制備出具有最高比力學(xué)強(qiáng)度的材料；也是一種全新的導(dǎo)熱散熱材料，具有獨(dú)特的晶粒取向，沿兩個(gè)方向均勻?qū)幔?50-1500 ff/m-K范圍內(nèi)的超高導(dǎo)熱性能。利用石墨烯這種材料特性，在螺桿表面鍍上一層石墨烯覆蓋層，使螺桿的送料段
1、剪切段2、屏障段3和混煉段4的強(qiáng)度增大，使螺桿的強(qiáng)度超出傳統(tǒng)任何一種氮化或者鍍鉻的螺桿，降低了斷螺桿的情況出現(xiàn)；螺桿在高速轉(zhuǎn)動(dòng)剪切時(shí)，螺桿剪切段、送料段、屏障段和混煉段的熱量不一致，容易導(dǎo)致燒料或者碳化，而石墨烯螺桿的高傳導(dǎo)熱量的特性，使石墨烯螺桿的熱量在送料段1、剪切段2、屏障段3和混煉段4迅速均衡的傳遞開(kāi)，避免了塑料碳化或者燒料的情況出現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度螺桿，包括送料段、剪切段、屏障段和混煉段，其特征在于，所述螺桿設(shè)有空孔芯部，所述送料段、剪切段、屏障段和混煉段外表面及空孔芯部均設(shè)有一層石墨烯覆蓋層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度螺桿，其特征在于，所述空孔芯部設(shè)至螺桿的混煉段。
【文檔編號(hào)】B29C47/60GK103737891SQ201310742742
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】蔡炳然, 甄煥財(cái) 申請(qǐng)人:廣東聯(lián)塑機(jī)器制造有限公司