SiC陶瓷内襯套

　　随着塑膠擠出領域裏各類擠出機的心髒部件耐磨損耐腐蝕的特定要求越來越高，我公司原先在國内首先研制的雙金屬機筒和雙金屬螺杆，在某些應用方面顯得捉襟見肘，勉爲其難。深入研發新的材料作爲替代，這個題目已經非常清晰而日益緊迫地擺在了我們的面前，于是我們想到了SiC複合陶瓷。歐美市場的擠出機針對極端工況，某些高端機型已經在采用陶瓷内襯套形式的單螺杆機筒和雙螺杆機筒，我們爲什麽不能?

　　然而，我們曾經一度止步于陶瓷材料的昂貴成本，及其難以切削的加工成本。經過多年不懈的努力，我們成功地開發出了采用等靜壓工藝成型，鋁合金包覆形式的各規格SiC複合陶瓷橢圓内襯套(右圖)，成功地在滿足特定耐磨損和耐腐蝕要求的前提下，有效地控制了成本，爲市場的推廣應用掃清了障礙。

　　SiC複合陶瓷具有優異的抗摩擦磨損性能，這是任何金屬類材料，即使通過多種硬化手段也無法比拟的。SiC複合陶瓷更具有優異的化學穩定性，它幾乎能耐所有無機酸和堿液、鹽的腐蝕。甚至我們研發的這種SiC複合陶瓷，還能夠在一定程度上抵抗住氫氟酸類的腐蝕磨損。實驗表明，即使我們的SiC複合陶瓷與氫氟酸和硝酸的混合液接觸，也僅僅在SiC複合陶瓷表面生成了一層薄薄的氧化矽，該緻密的氧化矽層阻止了基體内部SiC被繼續氧化，從而使得SiC複合陶瓷抵抗氫氟酸和硝酸混合液的能力增強。

　　由于我公司研發的SiC複合陶瓷橢圓内襯套具有極高的抗磨損性能和同時兼具的高耐腐蝕性能，特别适用于高比例填充和高比例增強的高分子材料配混改性的極端工況，尤其适用于在擠出工況中有腐蝕氣體逸出但是同時材料中又添加有高比例填充和高比例增強的工況條件中。

　　我公司研發的碳化矽SiC複合陶瓷橢圓内襯套材料的物理化學性能爲：

　　主體成份：SiC，爲了達到增韌的目的而添加有其他成份，故稱之爲“SiC複合陶瓷材料”

　　密度Density ( ρ )：3.08～3.10g/cm3

　　正彈性模量Normal Elastic Modulus ( Ε )：410MPa

　　硬度Hardness ( HRC ): 89~92

　　抗彎強度Buckling Strength ( σbb ) : 380MPa

　　抗壓強度 Pressive Strength ( σbc ): 3970MPa

　　平面應變斷裂韌度Plane Strain Toughness ( Κic )：4MPa/mm3/2

　　熱膨脹系數Coefficient of Heat Expansion ( α1 )：4.0×10-6 / °F

　　熱傳導率Thermal conductivity ( λ )：Φ30~35 W/(m•K)

　　高溫抗氧化性Inoxidability under High Temperature：在高達1500℃溫度下，金屬減重速度尚極緩慢。

　　SiC複合陶瓷橢圓内襯套的外表面包覆有一層鋁合金保護層(右圖)。采取該措施的優勢在于：

　　1)SiC複合陶瓷橢圓内襯套工作于機筒内部，而機筒金屬材料的線脹系數要大于SiC陶瓷材料的線脹系數，将鋁合金包覆于襯套外層起到了線膨脹系數差異的緩沖作用。當機筒的金屬材料受熱膨脹時就不會對SiC陶瓷襯套産生直接的拉應力，而當機筒金屬材料冷卻至常溫時，因SiC陶瓷的抗壓強度遠大于金屬材料的包覆壓力，故襯套不會受壓力而變形，或産生裂紋或被壓碎;

　　2)相比較于全部材料均采用SiC複合陶瓷材料，鋁合金包覆可以大幅提升陶瓷内襯套在襯入機筒後的熱傳導效率;

　　3)方便在橢圓形陶瓷内襯套的平面中心位置加工用于襯套襯入組合機筒後其徑向位置的定位螺絲孔;

　　4)相比較于全部材料均采用SiC複合陶瓷材料，鋁合金包覆可以降低大約40%左右的材料成本和制造成本，爲極端擠出工況的市場大幅度應用帶來了福音。與國外平行産品例如日本東洋鋼闆公司(TOYO KOHAN)動辄10倍以上代價的陶瓷襯套型機筒相比較，我公司僅僅3倍左右代價的陶瓷襯套型機筒在深圳富士康公司的使用，其使用壽命是普通材料機筒的五倍左右，足以證明鋁合金包覆型SiC複合陶瓷内襯套是用戶相當高性價比的選擇;

　　5)我公司生産的鋁合金包覆陶瓷内襯套，可以幫助到用戶一旦陶瓷襯套磨損後的自行簡單易行的更換;

　　6)這個結構性優化措施還可以保護相對昂貴的SiC複合陶瓷襯套在整個加工、運輸和安裝過程中的安全性。