一种锥形螺杆的制作方法

本实用新型涉及一种螺杆制作领域，尤其指一种锥形螺杆。

背景技术：

现有一种申请号为cn201810683150.5名称为《一种挤出螺杆》的中国发明专利申请公开了一种挤出螺杆，包括直径逐渐减小的锥形杆体和设置在锥形杆体上的螺棱，螺棱分为进料段，熔融段，均化段和挤料段，其特征在于：进料段与熔融段之间设置有过渡一段，熔融段与均化段之间设置有过渡二段，进料段、过渡一段以及熔融段的螺棱间距依次减小，所述过渡二段的螺棱间距大于或等于熔融段的螺棱间距，所述均化段的螺棱间距大于过渡二段的螺棱间距，所述挤料段的螺棱间距小于均化段的螺棱间距而大于过渡二段的螺棱间距，所述进料段，过渡一段，熔融段，过渡二段，均化段和挤料段的螺棱相互间断设置，且任意两个相邻的螺棱段的间断距离为20～40mm。该发明的优点在于：能充分挤压和剪切物料，具有物料处理效果好，处理效率高，出料均匀且不易堵料。然而，该挤出螺杆进料段螺棱间距较宽，物料受到的挤压力上升速度较慢，物料很难快速进入熔融状态，物料加工效果不理想，为了改善加工效果需要增加螺杆的长度，成本较高，因此该挤出螺杆的结构还需进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种进料段螺棱间距小，能快速增加物料挤压力使物料更快地进入熔融状态，加工效果理想的锥形螺杆。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：本锥形螺杆，包括直径逐渐减小的锥形杆体和设置在锥形杆体上的螺棱，所述螺棱分为进料段，熔融段，出料段，所述进料段与熔融段之间设置有过渡段，所述进料段，过渡段，熔融段，出料段的螺棱相互间断设置，其特征在于：进料段的长度与锥形杆体上螺棱段长度的比值为0.35～0.45，所述进料段分为进料一段、进料二段与进料三段，进料一段、进料二段与进料三段的螺棱依次首尾连接，且进料一段，进料二段与进料三段的螺棱间距依次减小，进料一段的螺棱间距为21.5～25mm，进料二段的螺棱间距为18.5～21mm，进料三段的螺棱间距为15～18mm。

作为改进，所述进料段的长度为630～700mm，进料一段的长度大于进料三段的长度，进料三段的长度大于进料二段的长度，进料一段的螺旋倾角为5～8°，进料二段的螺旋倾角为5～8°，进料三段的螺旋倾角为6～9°。

进一步改进，进料一段的长度为330mm，进料二段的长度为125mm，进料三段的长度为210mm；进料一段的螺棱间距为22mm，进料二段的螺棱间距为19mm，进料三段的螺棱间距为18mm。

进一步改进，进料一段的螺棱宽度为7～7.5mm，进料一段的法向倾角为0.5～1.5°，进料二段的螺棱宽度为5.5～6mm，进料二段的法向倾角为2～3°，进料三段的螺棱宽度为5.5～6mm，进料三段的法向倾角为2～3°。

作为改进，在进料三段上均匀分布有螺旋状的混炼槽，所述混炼槽的数量为3～8个，混炼槽的槽底至锥形杆体表面的距离为3～5mm，混炼槽的宽度为8～12mm，混炼槽的长度为150～160mm，混炼槽的首端与深度逐渐减小的退刀槽相连通，退刀槽的长度为50～60mm。

作为改进，出料段的螺棱为均匀分布在锥形杆体上的旋向相同的三根螺棱，所述出料段分为出料一段与出料二段，出料段的长度与锥形杆体上螺棱段长度的比值为0.25～0.32，出料一段的长度为140～180mm，出料二段的长度为290～330mm，出料一段的螺棱间距为120～130mm，出料二段的螺棱间距为124～134mm。

进一步改进，出料一段的螺棱宽度为12.2mm，出料一段的法向倾角为11°，出料二段的螺棱宽度为12.5mm，出料二段的法向倾角为11°。

作为改进，过渡段的长度为35～45mm，过渡段的螺棱间距为23mm，过渡段的螺棱宽度为8.2mm，过渡段的法向倾角为3°。

作为改进，熔融段的长度为230～240mm，熔融段的螺棱为均匀分布在锥形杆体上的旋向相同的三根螺棱，熔融段的螺棱间距为145mm，熔融段的螺棱宽度为14mm，熔融段的法向倾角为10°，熔融段的螺旋倾角为25°。

作为改进，在本锥形螺杆的表面设置有深度为0.4～0.6mm，硬度大于hv800的氮化层，所述氮化层的制作方法为，包括以下步骤，

一、将本锥形螺杆置于氮化炉中，将氮化炉内的温度升高至400～600℃，向氮化炉中通入氨气与氮气，氨气的流量为60～80l/min，氨气的分解率为18～25％，并保持氮化炉中的气体压力为500～700p，使锥形螺杆在氮化炉中氮化保持70～80小时；

二、将锥形螺杆在氮化炉中反应至70～80小时后，停止向氮化炉供气与加热，使锥形螺杆在氮化炉内自然冷却24小时；

三、经冷却24小时后锥形螺杆，再次在氮化炉中加热，同时向氮化炉中通入氨气与氮气，并保持氮化炉内气压与温度与步骤一中相同，再通入丙烷气体，丙烷气体通入流量为50～200ml/min，通入丙烷的持续时间至3～8小时；

四，在氮化炉在通入丙烷的持续至3～8小时后终止通入丙烷、氨气和氮气，改为向氮化炉中通入氢气与氧气，使氮化炉中的氢气体积百分数为80～95％，氧气的体积百分数为5～20％，保持氮化炉温度为550～600℃，使锥形螺杆在氮化炉保持120～140min；

五，将锥形螺杆冷却至室温完成氮化层的加工操作。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：进料一段的螺棱间距为21.5～25mm，进料二段的螺棱间距为18.5～21mm，进料三段的螺棱间距为15～18mm，本螺杆进料段的螺棱间距远小于现有技术中的螺棱间距，物料在进入进料段后能迅速受到挤压作用，加快物料的变形和流动，使物料更快达到熔融状态；进料一段、进料二段与进料三段的螺棱依次首尾连接，且进料一段，进料二段与进料三段的螺棱间距依次减小，螺棱的连续性好，实现物料在进料一段、进料二段与进料三段的顺滑过渡；在进料三段上还可以增加混炼槽，提高物料的混炼次数，进一步提高物料进入熔融状态的效率；在锥形螺杆的表面覆盖有一层氮化层，氮化层耐磨耐腐蚀，能有效延长锥形螺杆的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的正面投影图；

图2为图1中沿e-e线的剖面图；

图3是图1中沿f-f线的剖面图；

图4是图1中沿g-g线的剖面图；

图5是图1中沿j-j线的剖面图；

图6是图1中进料一段螺棱的法向剖面图；

图7是图1中进料二段螺棱的法向剖面图；

图8是图1中进料三段螺棱的法向剖面图；

图9是图1中过渡段螺棱的法向剖面图；

图10是图1中熔融段螺棱的法向剖面图；

图11是图1中出料一段螺棱的法向剖面图；

图12是图1中出料二段螺棱的法向剖面图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图12所示，本实施例的锥形螺杆，包括直径逐渐减小的锥形杆体1和设置在锥形杆体1上的螺棱，所述螺棱分为进料段a，熔融段c，出料段d，所述进料段a与熔融段c之间设置有过渡段b，所述进料段a，过渡段b，熔融段c，出料段d的螺棱相互间断设置，进料段a的长度与锥形杆体1上螺棱段长度l1的比值为0.35～0.45，所述进料段a分为进料一段a1、进料二段a2与进料三段a3，进料一段a1、进料二段a2与进料三段a3的螺棱依次首尾连接，且进料一段a1，进料二段a2与进料三段a3的螺棱间距依次减小，进料一段的螺棱间距s1为21.5～25mm，进料二段的螺棱间距s2为18.5～21mm，进料三段的螺棱间距s3为15～18mm。

进料段a的长度为630～700mm，进料一段a1的长度大于进料三段a3的长度，进料三段a3的长度大于进料二段a2的长度，进料一段的螺旋倾角b1为5～8°，进料二段的螺旋倾角b2为5～8°，进料三段的螺旋倾角b3为6～9°。进料一段a1的长度为330mm，进料二段a2的长度为125mm，进料三段a3的长度为210mm；进料一段的螺棱间距s1为22mm，进料二段的螺棱间距s2为19mm，进料三段的螺棱间距s3为18mm。进料一段的螺棱宽度t1为7～7.5mm，进料一段的法向倾角a1为0.5～1.5°，进料二段的螺棱宽度t2为5.5～6mm，进料二段的法向倾角a2为2～3°，进料三段的螺棱宽度t3为5.5～6mm，进料三段的法向倾角a3为2～3°。

在进料三段a3上均匀分布有螺旋状的混炼槽11，所述混炼槽11的数量为3～8个，混炼槽11的槽底至锥形杆体1表面的距离h为3～5mm，混炼槽的宽度l4为8～12mm，混炼槽的长度l2为150～160mm，混炼槽11的首端与深度逐渐减小的退刀槽相连通，退刀槽的长度l3为50～60mm。

出料段d的螺棱为均匀分布在锥形杆体1上的旋向相同的三根螺棱，所述出料段d分为出料一段d1与出料二段d2，出料段d的长度与锥形杆体1上螺棱段长度l1的比值为0.25～0.32，出料一段d1的长度为140～180mm，出料二段d2的长度为290～330mm，出料一段的螺棱间距s4为120～130mm，出料二段的螺棱间距s5为124～134mm。出料一段的螺棱宽度t4为12.2mm，出料一段的法向倾角a4为11°，出料二段的螺棱宽度t5为12.5mm，出料二段的法向倾角a5为11°。

过渡段b的长度为35～45mm，过渡段的螺棱间距s6为23mm，过渡段的螺棱宽度t6为8.2mm，过渡段的法向倾角a6为3°。

熔融段c的长度为230～240mm，熔融段c的螺棱为均匀分布在锥形杆体1上的旋向相同的三根螺棱，熔融段的螺棱间距s7为145mm，熔融段的螺棱宽度t7为14mm，熔融段的法向倾角a7为10°，熔融段的螺旋倾角b4为25°。

在本锥形螺杆的表面设置有深度为0.4～0.6mm，硬度大于hv800的氮化层12，所述氮化层12的制作方法为，包括以下步骤，

一、将本锥形螺杆置于氮化炉中，将氮化炉内的温度升高至400～600℃，向氮化炉中通入氨气与氮气，氨气的流量为60～80l/min，氨气的分解率为18～25％，并保持氮化炉中的气体压力为500～700pa，使锥形螺杆在氮化炉中氮化保持70～80小时；

二、将锥形螺杆在氮化炉中反应至70～80小时后，停止向氮化炉供气与加热，使锥形螺杆在氮化炉内自然冷却24小时；

三、经冷却24小时后锥形螺杆，再次在氮化炉中加热，同时向氮化炉中通入氨气与氮气，并保持氮化炉内气压与温度与步骤一中相同，再通入丙烷气体，丙烷气体通入流量为50～200ml/min，通入丙烷的持续时间至3～8小时；

四，在氮化炉在通入丙烷的持续至3～8小时后终止通入丙烷、氨气和氮气，改为向氮化炉中通入氢气与氧气，使氮化炉中的氢气体积百分数为80～95％，氧气的体积百分数为5～20％，保持氮化炉温度为550～600℃，使锥形螺杆在氮化炉保持120～140min；

五，将锥形螺杆冷却至室温完成氮化层12的加工操作。