Giải thích chi tiết về vật liệu làm cánh xoắn ốc

Cánh xoắn ốc hoạt động trong môi trường cực kỳ khắc nghiệt: chịu mô-men xoắn lớn, ma sát mài mòn vật liệu mạnh (mài mòn do hạt mài, mài mòn do va đập), ăn mòn có thể xảy ra (từ độ ẩm, thành phần axit-bazơ trong vật liệu) và tải trọng va đập. Do đó, việc lựa chọn vật liệu là rất quan trọng, cần có độ bền cao, khả năng chống mài mòn cao, độ dẻo dai tốt và khả năng chống ăn mòn nhất định. Các vật liệu thường được sử dụng bao gồm:

Tấm thép chịu mài mòn cường độ cao (ví dụ: NM360, NM400, NM450, Hardox 400/450):

Đặc điểm: Đây là vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Thông qua xử lý nhiệt (làm nguội + ram) để đạt được độ cứng cao và khả năng chống mài mòn tốt, đồng thời duy trì độ dẻo dai và khả năng hàn nhất định. Độ cứng của NM400/NM450/Hardox 450 có thể đạt HBW 400-450, khả năng chống mài mòn tuyệt vời.

Ưu điểm: Hiệu suất tổng thể tốt (độ bền, độ cứng, độ dẻo dai, khả năng hàn), tỷ lệ hiệu suất trên giá thành cao, dễ mua và gia công (cắt, cán, hàn).

Ứng dụng: Lựa chọn hàng đầu trong hầu hết các điều kiện làm việc, đặc biệt thích hợp để xử lý rác thải sinh hoạt hỗn hợp, chất thải công nghiệp, rác thải xây dựng, gỗ và các vật liệu mài mòn vừa phải khác.

Gang đúc crom cao (High Chromium Cast Iron):

Đặc điểm: Chứa tỷ lệ crom cao (thường >15%) và cacbon, được hình thành thông qua đúc. Khả năng chống mài mòn của nó chủ yếu đến từ một lượng lớn cacbua có độ cứng cao (ví dụ: M7C3) trong nền. Độ cứng có thể đạt HRC 55-65, khả năng chống mài mòn cực kỳ tốt, cao hơn nhiều so với thép chịu mài mòn.

Ưu điểm: Khả năng chống mài mòn hàng đầu, đặc biệt thích hợp để xử lý các vật liệu có tính mài mòn cực cao (ví dụ: xỉ, xỉ lò, cát thạch anh, đá dăm, chất thải rắn công nghiệp chứa nhiều khoáng chất).

Nhược điểm: Độ dẻo dai kém, giòn, khả năng chống va đập yếu, dễ bị gãy khi va đập mạnh; quy trình đúc phức tạp, chi phí cao; khả năng hàn kém, thường cần đúc nguyên khối hoặc kết nối với trục bằng các phương pháp đặc biệt (ví dụ: rãnh đuôi én, bu lông), khó sửa chữa và thay thế.

Thép mangan cao (Hadfield Manganese Steel, ví dụ: Mn13, Mn18):

Đặc điểm: Mác điển hình ZGMn13. Khi chịu tác động hoặc ép mạnh, bề mặt sẽ bị hóa bền biến dạng đáng kể, độ cứng tăng lên đáng kể (độ cứng bề mặt có thể đạt trên HBW 500), do đó có được khả năng chống mài mòn do va đập tuyệt vời.

Ưu điểm: Khả năng chống va đập cực kỳ tốt, khả năng chống mài mòn vượt trội trong điều kiện va đập mạnh. Thích hợp để xử lý các vật liệu chứa nhiều vật cứng lớn, tạp chất kim loại (ví dụ: phế liệu ô tô, rác thải lớn), có thể chịu được tác động bất ngờ của vật liệu hoặc dao cụ.

Nhược điểm: Trong điều kiện ma sát trượt thuần túy không va đập hoặc va đập thấp, hiệu quả hóa bền biến dạng không rõ ràng, khả năng chống mài mòn không tốt bằng thép chịu mài mòn hoặc gang đúc crom cao; chi phí cao.

Thép xử lý làm cứng bề mặt (ví dụ: thép cacbon/thép hợp kim thấp + hàn đắp/phun phủ):

Đặc điểm: Sử dụng vật liệu nền có chi phí thấp hơn (ví dụ: Q345B), thực hiện xử lý tăng cường khả năng chống mài mòn cho các bộ phận dễ bị mài mòn của cánh (thường là mép ngoài của cánh và bề mặt đẩy).

Hàn đắp (Hardfacing): Phủ một hoặc nhiều lớp vật liệu hàn hợp kim có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao (ví dụ: vật liệu composite cacbua vonfram, que hàn/dây hàn gang đúc crom cao) lên bề mặt cánh. Khả năng chống mài mòn có thể điều chỉnh, hiệu quả đáng kể.

Phun phủ nhiệt (Thermal Spraying): Ví dụ: phun hồ quang, phun ngọn lửa cacbua vonfram, lớp phủ chống mài mòn bằng gốm, v.v.

Ưu điểm: Vật liệu nền đảm bảo độ bền và độ dẻo dai tổng thể, lớp chống mài mòn cung cấp khả năng bảo vệ chống mài mòn cao có mục tiêu; chi phí thấp hơn so với việc sử dụng vật liệu chịu mài mòn tổng thể; có thể sửa chữa sau khi bị mài mòn.

Nhược điểm: Quy trình phức tạp, yêu cầu kiểm soát chất lượng cao; lớp hàn đắp có thể phát sinh vết nứt hoặc nguy cơ bong tróc; khó xử lý đối với cánh có hình dạng phức tạp.