A barillet à vis bimétalliqueporte une couche distincte d’alliage résistant à l’usure liée métallurgiquement à une base en acier – pas un revêtement, pas un placage. Les vis sont soumises à un rechargement dur soudé au PTA à une épaisseur de 1,0 à 1,5 mm. Les barils reçoivent un revêtement moulé par centrifugation de 2,0 à 3,0 mm. La mise à niveau rapporte son coût sur les composés abrasifs ou corrosifs et gaspille de l'argent sur la résine propre non chargée.
Une vis revient à notre usine avec les atterrissages arrondis. Le client utilise 30 % de nylon chargé de verre. La vis est nitrurée. Cela a duré quatorze mois.
La même géométrie dans la construction bimétallique, sur le même composé, revient pour inspection des années plus tard et mesure toujours en tolérance.
Cet écart est ce qu’achète un barillet à vis bimétallique. Mais l’écart n’existe que parce que le composé est abrasif. Faites passer du PE propre à travers les deux vis et vous auriez du mal à les distinguer en fin de vie – et vous auriez gaspillé de l'argent pour la mise à niveau.
Ce guide explique ce qu'est la construction bimétallique, comment elle est réellement fabriquée (deux processus différents, sur lesquels la plupart des articles se trompent), quelles qualités d'alliage sont importantes et - la partie que personne d'autre n'écrit - quand la mise à niveau est un gaspillage de votre budget.
Réponse rapide
- Bimétalliquedésigne une couche d’alliage résistant à l’usure liée métallurgiquement à une base en acier – pas un revêtement, pas un placage.
- La vis et le canon sont fabriqués différemment.Les vis sont dotées d'un rechargement dur soudé en PTA (1,0 à 1,5 mm). Les fûts sont dotés d'un revêtement moulé par centrifugation (2,0 à 3,0 mm).
- Achetez-le lorsque votre composé est abrasif ou corrosif :fibre de verre, charge minérale, ignifuge, PVC rigide, alimentation recyclée.
- Évitez-le pour de la résine propre et non chargée.Nitrided gère le PP, PE, PS et ABS naturels à une fraction du coût.
- La note compte plus que le mot.Demandez le nom de la qualité, l'épaisseur de la couche et la dureté.
1. Qu'est-ce qu'un baril à vis bimétallique ?
Un corps de vis bimétallique combine deux métaux qui effectuent deux tâches différentes. L'acier de base offre une résistance structurelle, une résistance à la fatigue et une stabilité dimensionnelle. Une couche d'alliage séparée, liée aux surfaces de travail, offre la résistance à l'usure et à la corrosion exigée par le polymère.
"Bi" signifie deux. Les deux métaux sontfusionné, pas mélangé. Un mélange de métaux est un alliage ; une pièce bimétallique maintient ses deux matériaux en couches distinctes avec une liaison métallurgique entre elles.
Cette distinction est importante sur le plan commercial. Un corps chromé n'est pas bimétallique : le placage repose sur la surface et peut s'écailler. Un fût nitruré n'est pas bimétallique - la nitruration diffuse de l'azotedansl'acier existant plutôt que d'ajouter un nouveau matériau. UNbarillet à vis bimétalliqueajoute un véritable alliage, de plusieurs millimètres d'épaisseur, qui devient partie intégrante du composant.
Les aciers de base
| Acier de base | Standard | Où il est utilisé |
|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | L'acier nitrurant le plus performant en Asie |
| 34CrAlNi7 | 1.8550 | Nitrures plus profonds et plus durs que le 38CrMoAlA |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | Haute résistance, bonne résistance à la fatigue |
| 42CrMo | AISI4140 | Robuste, largement disponible |
| SKD61/SS316 | — | Service critique à haute température et à la corrosion |
2. Deux processus différents : vis ou baril
C'est ici que la plupart des articles sur ce sujet tournent mal. Ils décrivent les fûts à vis bimétalliques comme si un seul processus fabriquait les deux pièces. Deux processus totalement différents sont impliqués, et savoir lequel est celui qui vous indique si un fournisseur fabrique réellement en interne.
La vis : soudage PTA (rechargement dur)
PTA signifiearc transféré par plasma. Une torche à plasma fait fondre la poudre d'alliage et la dépose sur les plages de vis sous forme de cordon de soudure. L'alliage déposé fusionne métallurgiquement avec l'acier de base : il s'agit d'une soudure et non d'une pulvérisation.
Après soudage, la vis retourne au tour. Le rechargement surdimensionné est usiné jusqu'à la géométrie et la tolérance de vol finales. Ce qui reste est un1,0 à 1,5 mmcouche d'alliage résistant à l'usure exactement là où la vis touche la paroi du canon. Les atterrissements de vol sont l'endroit où une vis s'use, donc tout l'intérêt est de les recharger.
Le baril : coulée centrifuge
L'alésage du canon obtient son alliagecoulée centrifuge horizontale. L'alliage fondu est versé dans le corps du canon en rotation ; la force centrifuge le projette contre la paroi interne, où il se solidifie sous la forme d'un revêtement dense et uniforme. La coulée sous atmosphère contrôlée préserve la porosité et l'adhérence.
Le résultat est un2,0 à 3,0 mmalliage recouvrant toute la longueur de l'alésage. Pourquoi plus épais que la vis ? Géométrie et économie. L'alésage est la surface contre laquelle la vis repose sur toute sa longueur, et un canon coûte beaucoup plus cher à remplacer qu'une vis.
| Composant | Processus | Couche d'alliage | Ce qu'il protège |
|---|---|---|---|
| Vis | Soudage PTA (rechargement) | 1,0 – 1,5 mm | Le vol atterrit - la surface de contact glissante |
| Baril | Coulée centrifuge | 2,0 à 3,0 mm | Passage intégral – la surface contre laquelle la vis repose |
Un test pratique pour les fournisseurs.Demandez-leur de décrire comment ils appliquent l'alliage sur la vis et comment ils l'appliquent sur le canon. Un vrai fabricant nomme sans hésiter deux procédés différents. Une société commerciale vous donne une réponse vague sur le « revêtement ».
3. Bimétallique ou nitruré : ce qui change réellement
La nitruration diffuse de l'azote dans la surface de l'acier, créant ainsi une coque dure. Aucun nouveau matériel n'est ajouté. L'affaire court0,4 à 0,7 mmprofond et la surface atteint environ HV 850–950 sur 38CrMoAlA.
Cette affaire est vraiment difficile. Sa faiblesse est qu’il est mince et chimiquement limité.
| Propriété | Nitruré | Bimétallique |
|---|---|---|
| Type de calque | Boitier diffus (pas de matière ajoutée) | Alliage ajouté, lié métallurgiquement |
| Profondeur de la couche de vis | 0,4 – 0,7 mm | 1,0 – 1,5 mm |
| Profondeur de la couche de baril | 0,4 – 0,7 mm | 2,0 à 3,0 mm |
| Dureté superficielle | HT 850 – 950 | HRC 50 – 62 (en fonction du grade) |
| Résistance à l'abrasion | Modéré | Élevé à excellent |
| Résistance à la corrosion | Limité | Bon à excellent (selon la note) |
| Coût relatif | 1,0× | Plus élevé : l'alliage et le processus augmentent tous deux le coût |
| Meilleur devoir | Résine propre et non chargée | Aliments remplis, corrosifs ou recyclés |
Une fois que le mastic abrasif traverse un boîtier en nitrure, l'acier à noyau plus doux se trouve en dessous et s'érode rapidement. C'est pourquoi les pièces nitrurées sur les composés chargés de verre ne se dégradent pas facilement : elles résistent, puis échouent rapidement.
Une couche bimétallique a des millimètres de profondeur à donner. Il s’use lentement et le taux d’usure reste à peu près linéaire. C’est dans cette profondeur que réside la résistance à l’usure – et c’est la raison pour laquelle la durée de vie des composés abrasifs se sépare si nettement entre les deux constructions.
4. Les qualités d'alliage - Demandez le numéro
La plupart des fournisseurs décrivent leur alliage comme étant « à base de nickel » ou « carbure de tungstène ». Cela ne vous dit presque rien. Le Ni60 et le Colmonoy 83 sont tous deux à base de nickel et fonctionnent très différemment.
Alliages de rechargement dur pour vis (PTA-soudés)
| Alliage | Composition | Anti-usure | Anticorrosion | Dureté |
|---|---|---|---|---|
| Ni60 | Ni+Cr+Fe+Si | ★★★ | ★★★★ | HRC 56-62 |
| Colmonoy 56 | Ni+Cr+Si+Fe | ★★★ | ★★★★ | HRC 53-58 |
| Colmonoy 83 | Ni+Wc+Cr+C | ★★★★ | ★★★★ | HRC 50-55 |
Alliages de coulée de barils (coulés par centrifugation)
| Alliage | Composition | Anti-usure | Anticorrosion | Dureté | Température maximale |
|---|---|---|---|---|---|
| EJS01 | Fe+Ni+Cr+B | ★★★ | ★★ | HRC 58-62 | ≤ 400°C |
| EJS02 | Ni+Cr+Co+B | ★★ | ★★★ | HRC 50-58 | ≤ 450°C |
| EJS03 | Ni+Cr+Co+V+B | ★★★ | ★★★ | HRC 55-60 | ≤ 450°C |
| EJS04 | Ni+Wc+Cr+B | ★★★★ | ★★★ | HRC 55-60 | ≤ 600°C |
Le détail qui fait trébucher les gens
Regardez Colmonoy 83. Sa dureté se lit comme suit :HRC 50-55 — inférieurque Ni60 à HRC 56-62. Pourtant, Colmonoy 83 possède le meilleur indice anti-usure.
La dureté et la résistance à l’abrasion ne sont pas la même propriété. La dureté de surface élevée résiste à l'indentation ; la résistance à l'usure contre les charges abrasives provient des particules de carbure incorporées dans l'alliage. Colmonoy 83 contient du carbure de tungstène (le « Wc » dans sa composition). Ces particules de carbure incorporées agissent contre la fibre de verre, les minéraux et les grains contenus dans le recyclage, et la matrice qui les entoure peut être plus douce sans nuire au résultat.
Ainsi, lorsqu’un fournisseur vous indique uniquement la dureté, il indique un mauvais chiffre. Demandez la composition.
Faire correspondre la qualité au composé
| Votre composé | Vis Alliage | Alliage de baril | Pourquoi |
|---|---|---|---|
| Nylon en fibre de verre, chargé de minéraux | Colmonoy 83 | EJS01 ou EJS04 | Le carbure de tungstène gère l'abrasion |
| PVC rigide | Ni60 ou Colmonoy 56 | EJS02 ou EJS03 | La corrosion HCl entraîne, pas l'abrasion |
| Aliments recyclés/post-consommation | Colmonoy 83 | EJS01 ou EJS04 | Les grains et les fines métaux agissent comme du papier de verre |
| Composés ignifuges | Colmonoy 56 | EJS02 ou EJS03 | Colis chimiquement agressifs |
| Polymères techniques à haute température | Colmonoy 83 | EJS04 | EJS04 tolère jusqu'à environ 600°C |
| Nettoyer PP, PE, PS, ABS | La nitruration suffit | Pas d'abrasion, pas de corrosion - économisez de l'argent | |
5. Quand cela s’amortit
Cinq conditions justifient la mise à niveau. N’importe lequel d’entre eux suffit généralement.
- Charges abrasives.Fibre de verre, carbonate de calcium, talc, renfort minéral. Ceux-ci coupent un boîtier en nitrure comme du papier de verre coupe du bois résineux.
- Chimie corrosive.Le PVC rigide libère du HCl lors de sa dégradation. De nombreux emballages ignifuges sont chimiquement agressifs. Les polymères fluorés attaquent directement l’acier.
- Aliments recyclés et post-consommation.Le rebroyé transporte des particules, des fines métalliques et une contamination imprévisible – le matériau le plus abrasif utilisé par la plupart des transformateurs.
- Débit élevé là où les temps d’arrêt font mal.Si un changement de vis coûte trois jours de production, l’économie se tourne vers la pièce qui doit être changée le moins souvent.
- L'historique d'usure indique que la nitruration n'était pas la bonne décision.Une pièce nitrurée qui s'use rapidement sur votre composé vous dit quelque chose. Le remplacement est le moment le moins cher pour corriger les spécifications.
Le cas du coût total de possession est simple. Le bimétallique coûte plus cher au départ. En ce qui concerne les tâches abrasives, la durée de vie prolongée du barillet de vis réduit le coût par heure de fonctionnement en dessous de la nitruration, généralement au cours du premier cycle de remplacement. Les calculs exacts dépendent de votre résine, du chargement des charges, du débit et du coût d'une heure d'arrêt de votre ligne. C'est pourquoi tout fournisseur qui propose un multiplicateur de durée de vie universelle sans poser de questions sur votre composé est en train de deviner.
6. Quand vous ne devriez PAS acheter de bimétallique
Aucun concurrent n'écrit cette section. Lisez-le quand même – cela peut vous faire économiser de l’argent.
Les résines propres et non chargées n'ont pas besoin d'être bimétalliques.Si vous utilisez du PP, PE, PS ou ABS naturel sans charge abrasive ni additif corrosif, une vis et un corps nitrurés en 38CrMoAlA vous serviront bien et coûteront beaucoup moins cher. La protection bimétallique reste inutilisée. Vous avez payé pour une armure contre un ennemi qui ne se présente jamais.
Lignes à faible débit ou intermittentes.Si la machine fonctionne quelques heures par semaine, l’usure s’accumule lentement, quelle que soit la construction. La période de récupération s’étend au-delà du point où cela a du sens.
Quand le vrai problème est autre chose.L'usure prématurée provient parfois d'une vis mal alignée, d'un arbre plié, d'une contamination de la matière première ou d'un processus s'exécutant bien au-dessus de la température de conception. La construction bimétallique ne résoudra aucun de ces problèmes – elle s’usera simplement plus lentement tandis que le défaut sous-jacent persistera. Diagnostiquez avant de procéder à la mise à niveau.
Les fournisseurs honnêtes vous le diront. Demandez à un fabricant si votre composé justifie le bimétallique et faites attention s'il vous demande ce que vous utilisez réellement avant de répondre.
7. Comment vérifier que vous avez réellement reçu du bimétallique
Le mot « bimétallique » apparaît sur de nombreuses factures. L'alliage n'apparaît pas toujours sur la pièce. Quatre chèques vous protègent.
Liste de contrôle de vérification
- Demandez la nuance d'alliage par écrit, sur le devis.Il ne s'agit pas d'un « alliage à base de nickel » – le nom de la qualité. Ni60, Colmonoy 56, Colmonoy 83 ou la désignation propre du fabricant avec composition publiée.
- Demandez l'épaisseur de la couche par écrit.Le rechargement des vis doit être de 1,0 à 1,5 mm. Le revêtement du canon doit être de 2,0 à 3,0 mm. Un fournisseur qui cite 0,5 mm sur un canon vous vend autre chose.
- Demandez le certificat de matériau pour l'acier de base.Chaque lot doit être accompagné d'un certificat d'essai en usine démontrant les propriétés chimiques et mécaniques. Vérifiez le numéro de chaleur.
- Lors de la première commande, faites analyser un échantillon.Un laboratoire métallurgique peut sectionner un coupon et confirmer l'épaisseur de la couche, la chimie de l'alliage et la qualité de la liaison. Le coût est insignifiant par rapport à un conteneur de vis.
Un fabricant qui fabrique des bimétalliques en interne répond à ces quatre critères sans friction. EJS fournit un rapport d'inspection et un certificat de matériau avec chaque barillet de vis, et appose un numéro d'identification traçable sur chaque pièce pendant la production. Les hésitations sur l’un ou l’autre de ces points méritent d’être notées.
8. Comment spécifier un devis
Les barillets à vis sont proches de 100 % de pièces personnalisées. Il n'existe pas de prix catalogue : un fabricant établit le devis à partir de vos spécificités, de sorte que la qualité de votre demande détermine la qualité de la réponse.
Envoyez ces six articles ainsi qu'un devis d'usine sérieux dans un délai d'un jour ouvrable :
- Marque et modèle de la machine.Les pièces sont construites par dessin ou par marque et code de machine.
- Diamètre de la vis, rapport L/D et longueur totale.
- Votre composé, honnêtement déclaré."PP" et "PP avec 25 % de talc plus 15 % de rebroyé" sont des problèmes d'usure différents avec des réponses d'alliage différentes. Cette seule ligne détermine la recommandation métallurgique plus que tout ce que vous envoyez.
- Plage de température du processus.Les alliages de fûts se couvrent à différentes limites : EJS01 à environ 400°C, EJS04 à environ 600°C.
- Dessiner si vous en avez un.Sans dessin, envoyez des photos du produit ainsi que les principales dimensions : diamètre, longueur, détails de la bride.
- Nouvelle construction ou remplacement ?Pour un remplacement, des mesures d'usure et des photos de la pièce usée permettent à l'usine de juger si une remise à neuf vaut une fabrication neuve.
EJS fabrique des vis et des fûts dans son usine de Zhoushan depuis 1992 et construit en interne des constructions bimétalliques – soudage PTA pour les vis, coulée centrifuge pour les fûts – sur des géométries à vis unique (Ø12–500 mm), jumelles parallèles, jumelles coniques, injection et caoutchouc. La production s'effectue dans un délai de 20 à 70 jours après confirmation du dessin, avec une garantie d'un an sur les plastiques purs.
9. Questions fréquemment posées
De quoi est fait un canon à vis bimétallique ?
Un corps de vis bimétallique combine une base en acier avec une couche séparée en alliage résistant à l'usure liée aux surfaces de travail. Les aciers de base courants comprennent le 38CrMoAlA, le 34CrAlNi7, le 31CrMoV9 et le 42CrMo. La couche d'alliage sur les vis est généralement du Ni60, du Colmonoy 56 ou du Colmonoy 83, appliquée par soudage PTA à une épaisseur de 1,0 à 1,5 mm. La couche d'alliage à l'intérieur des barillets est un alliage de coulée à base de nickel ou de fer, appliqué par coulée centrifuge à une épaisseur de 2,0 à 3,0 mm. Les deux matériaux restent en couches distinctes avec une liaison métallurgique entre eux.
Combien de temps dure un canon à vis bimétallique par rapport à un canon nitruré ?
Assez longtemps pour avoir de l'importance sur les composés abrasifs, et pas assez longtemps pour avoir de l'importance sur les composés propres. Sur les aliments chargés en verre, chargés en minéraux ou recyclés, la différence de durée de vie est substantielle, car le boîtier en nitrure n'a que 0,4 à 0,7 mm de profondeur tandis que le bimétallique donne 1,0 à 1,5 mm sur la vis et 2,0 à 3,0 mm dans le canon, dans un matériau plus dur et plus résistant chimiquement. Sur de la résine propre et non chargée, les deux constructions peuvent fonctionner pendant des années et la mise à niveau rapporte peu. Tout fournisseur proposant un multiplicateur fixe sans vous demander ce que vous traitez est en train de deviner.
Un canon à vis bimétallique est-il identique à un canon chromé ?
Le chromage dépose une fine couche sur la surface, qui peut s'écailler sous l'effet des cycles thermiques et des contraintes mécaniques. La construction bimétallique fusionne plusieurs millimètres d'alliage à l'acier de base par soudage ou moulage, de sorte que la couche fait partie du composant et ne peut pas se décoller. Le chromage répond à des objectifs spécifiques tels que le démoulage et une légère protection contre la corrosion, mais il ne constitue pas une solution d'usure pour les composés abrasifs.
Une vis bimétallique peut-elle être réparée lorsqu'elle est usée ?
Oui, dans de nombreux cas. Une vis bimétallique usée peut être ressoudée avec un rechargement PTA frais et réusinée selon sa géométrie d'origine. Un alésage de canon usé peut être ré-alésé et regarni par coulée centrifuge. La remise à neuf conserve l'arbre, la rainure de clavette, le tourillon et le boîtier d'origine, ce qui en fait souvent la solution économique lorsque la pièce OEM est abandonnée ou que le délai de livraison est long. Envoyez des photos et des mesures d'usure pour obtenir une évaluation de remise à neuf ou de remplacement.
Ai-je besoin de bimétallique pour la vis, le canon, ou les deux ?
Les deux, dans la plupart des cas, car ils se portent par paire. Le jeu entre les paliers d'envol et l'alésage est une propriété du système. Une nouvelle vis bimétallique à l'intérieur d'un alésage surdimensionné usé fonctionne toujours avec un jeu élargi, de sorte que le débit reste faible et la nouvelle vis s'use contre une surface irrégulière. Si vous en mettez à niveau un, mesurez l’autre. Le remplacement de seulement la moitié de la paire d'usure transfère le problème à la nouvelle pièce.
Un barillet à vis bimétallique fonctionne-t-il pour le PVC ?
Oui, mais la qualité de l’alliage compte plus que l’étiquette. Le PVC rigide pose un problème de corrosion avant d’être un problème d’abrasion, car le polymère libère du chlorure d’hydrogène lors de sa dégradation. Cela signifie que vous voulez un alliage anticorrosion : Ni60 ou Colmonoy 56 sur la vis, et EJS02 ou EJS03 dans le canon. Une qualité de carbure de tungstène comme le Colmonoy 83 est conçue pour l'abrasion et n'est pas la bonne solution pour le PVC à moins que le composé ne contienne également une charge lourde.
Quelle est la limite de température d'un baril bimétallique ?
Cela dépend de l'alliage de coulée et varie d'environ 400 à 600 degrés Celsius. EJS01 est évalué à environ 400. EJS02 et EJS03 atteignent environ 450. EJS04, la nuance de carbure de tungstène, tolère jusqu'à environ 600. Si votre processus fonctionne à chaud, la limite de température devient une spécification de déclenchement, alors indiquez à votre fabricant les températures réelles de la zone plutôt que les valeurs de conception.
EJS peut-il fournir des barillets à vis bimétalliques pour ma machine ?
Oui. EJS fabrique en interne des vis et des fûts bimétalliques, avec un rechargement dur soudé au PTA sur les vis et un revêtement moulé par centrifugation dans les fûts, pour les géométries à vis unique, à double vis parallèle, à double conique, de moulage par injection et de caoutchouc. Les pièces sont construites par dessin ou par ingénierie inverse à partir du modèle et du code de la machine lorsqu'aucun dessin n'existe. Le devis suit dans un délai d’un jour ouvrable une fois que les spécifications sont claires.
