რგოლისებრი შტამპის მასალები და წარმოების პროცესები

რგოლისებრი შტამპი გრანულების წისქვილის გულია. მისი მასალის შემადგენლობა და წარმოების ხარისხი პირდაპირ განსაზღვრავს გრანულების ხარისხს, წარმოების სიმძლავრეს, ენერგიის მოხმარებას და ტონაზე ღირებულების უმნიშვნელოვანეს მაჩვენებელს. როდესაც რგოლისებრი შტამპი ნაადრევად ცვდება, ხშირად იბლოკება ან არასტაბილურ გრანულებს წარმოქმნის, ძირითადი მიზეზი ხშირად მასალის შერჩევაში ან წარმოების რთულ გზებშია. ეს სტატია განიხილავს რგოლისებრი შტამპის მასალების ორ დომინანტურ ოჯახს: მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი (X46Cr13/4Cr13) და შენადნობი ფოლადი (20CrMnTi) და წარმოების პროცესებს, რომლებიც მასალის თვისებებს ოპერაციულ მაჩვენებლებში გარდაქმნის.
რატომ არის მნიშვნელოვანი რგოლისებრი შტამპის მასალა

გრანულების წარმოების დროს, რგოლისებრი შტამპი მუშაობს ერთდროულად მაღალი წნევის, მაღალი ხახუნის და ციკლური მექანიკური დატვირთვის ქვეშ. მკვებავი ბადაგი შტამპის ნახვრეტებში გადის პრესის ლილვაკებით, ხოლო ორთქლი, ტენიანობა, მინერალები და აბრაზიული ინგრედიენტები განუწყვეტლივ მოქმედებენ სამუშაო ზედაპირზე და ნახვრეტის კედლებზე. მასალის არასწორმა შერჩევამ შეიძლება გამოიწვიოს მრავალი პრობლემა: ნახვრეტის უფრო სწრაფი ცვეთა, შეკუმშვის სტაბილურობის დაქვეითება, გრანულების სიმტკიცის შემცირება, შტამპის ხშირი ბლოკირება, შიდა ზედაპირის ნაკაწრები და ბზარების გაზრდილი რისკი [1].

ეკონომიკური ფსონები მნიშვნელოვანია. უფრო იაფი შტამპი, რომელიც უფრო ხშირ ჩანაცვლებას საჭიროებს, იწვევს ქარხნის შეფერხების მეტ პერიოდს ან აუარესებს გრანულების ხარისხს, საკუთრების საერთო ღირებულებაში გაცილებით ძვირია, ვიდრე პრემიუმ კლასის შტამპი, რომელსაც უფრო ხანგრძლივი მომსახურების ვადა აქვს.
მატერიალური ოჯახები: შედარებითი მიმოხილვა

რგოლისებრი შტამპების ინდუსტრია ძირითადად ორ მასალის კატეგორიას იყენებს, რომელთა არჩევანიც განპირობებულია საკვების ფორმულირებით, ექსპლუატაციის პირობებით და კოროზიის რისკით.

პირველი კატეგორიაა მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი, რომლის ტიპური კლასებიც მოიცავს X46Cr13-ს და 4Cr13-ს, რაც HRC 52 60-ის სიმტკიცეს აღწევს. ძირითადი ძლიერი მხარეებია მაღალი სიმტკიცე, კოროზიისადმი მდგრადობა და ხანგრძლივი მომსახურების ვადა. მთავარი შეზღუდვა ერთეულის მაღალი ღირებულებაა. გავრცელებული გამოყენება მოიცავს ფრინველის, წყლის საკვებს და მაღალი ცვეთისადმი გამძლე ფორმულებს.

მეორე კატეგორიაა შენადნობი ფოლადი, რომლის ტიპიური კლასებია 20CrMnTi, 40Cr და 42CrMo, რაც HRC 55 60 სიმტკიცეს აღწევს. ძირითადი ძლიერი მხარეებია კარგი სიმტკიცე, ეკონომიური ფასი და შესანიშნავი მექანიკური სიმტკიცე. მთავარი შეზღუდვა კოროზიისადმი დაბალი წინააღმდეგობაა. გავრცელებული გამოყენებაა ფრინველის, მეცხოველეობის და სტანდარტული ბიომასის წარმოებაში. წყაროები: [1], [2].
X46Cr13 / 4Cr13: პრემიუმ კლასის რგოლოვანი შტამპების ინდუსტრიის სტანდარტი

X46Cr13 (DIN 1.4034, ჩინური აღნიშვნა 4Cr13) არის მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი და ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მასალა პროფესიონალური კვების კლასის რგოლური შტამპებისთვის. მისი დომინირება შემთხვევითი არ არის, არამედ თვისებების ხელსაყრელი ბალანსიდან გამომდინარეობს.

სიმტკიცე. ვაკუუმური თერმული დამუშავების შემდეგ, X46Cr13 სამუშაო ზედაპირზე აღწევს HRC 52 60-ს, ​​ამავდროულად ინარჩუნებს ბირთვის საკმარის სიმტკიცეს. მაგალითად, Shanbao-ს წარმოების სპეციფიკაცია მიზნად ისახავს HRC 52 55-ს, ხოლო Hongyang-ის პრემიუმ კლასის შტამპები აღწევს HRC 58 60-ს ოპტიმიზებული ვაკუუმური გამკვრივების გზით [2], [3].

კოროზიისადმი მდგრადობა. ქრომის შემცველობა (დაახლოებით 13%) უზრუნველყოფს მნიშვნელოვნად უკეთეს მდგრადობას ტენიანობის, ორთქლის და მსუბუქად კოროზიული შემავსებელი ინგრედიენტების მიმართ, ვიდრე შენადნობი ფოლადები. მაღალი ტენიანობის შემცველობის მქონე წყლის შემავსებელი ფორმულირებისთვის ან ნოტიო კლიმატში მომუშავე ქარხნებისთვის, კოროზიისადმი ეს მდგრადობა პირდაპირ ახანგრძლივებს შტამპის სიცოცხლის ხანგრძლივობას [1].

ცვეთისადმი მდგრადობა. მაღალი ნახშირბადის შემცველობისა და თერმული დამუშავების დროს წარმოქმნილი ქრომის კარბიდების კომბინაცია ქმნის ცვეთისადმი მდგრად ზედაპირს, რომელიც ინარჩუნებს ხვრელის გეომეტრიას ხანგრძლივი წარმოების ციკლის განმავლობაში. შედარებითი ტესტირებისას, X46Cr13 რგოლისებრი შტამპები მუდმივად აღემატება შენადნობის ფოლადის შტამპებს მაღალი ცვეთის მქონე ფრინველებისა და წყლის საკვების გამოყენებისას [1].

პრაქტიკული შერჩევის წესი. საკვების წისქვილებისთვის, სადაც ძირითადი გაუმართაობის რეჟიმი არის ხვრელის ცვეთა, შიდა ზედაპირის დაზიანება ან სიმძლავრის დაკარგვა, ვიდრე ქიმიური კოროზია, X46Cr13 წარმოადგენს ყველაზე ძლიერ, უნივერსალური მასალის ვარიანტს. ყაზახეთის ჰონგიანგში ჩატარებულმა კვლევამ X46Cr13-ის ეკვივალენტური შტამპებით რგოლისებრი შტამპის მომსახურების ვადა 880 საათი შეადგინა (შეცვლილი დანადგარზე 600 საათიანი ხანგრძლივობისგან მეტი), რაც 46.7%-იან გაუმჯობესებას წარმოადგენს [3].
20CrMnTi შენადნობი ფოლადი: ეკონომიური სამუშაო ძალა.

20CrMnTi არის კარბურიზაციის შენადნობი ფოლადი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება რგოლური შტამპებისთვის სტანდარტულ მეფრინველეობაში, მეცხოველეობაში და ბიომასის ზოგიერთ დარგში, სადაც კოროზიის რისკი დაბალია და ფასისა და ხარისხის თანაფარდობა მთავარი გასათვალისწინებელი ფაქტორია.

სიმტკიცე. 20CrMnTi უზრუნველყოფს შესანიშნავ სიმტკიცეს, რაც ფასდაუდებელია, როდესაც პელეტების წისქვილი მუშაობს ცვლადი დატვირთვის ქვეშ, როდესაც საკვების ფორმულები შეიცავს უხეშ ნაწილაკებს ან როდესაც ლილვაკის რეგულირება ყოველთვის ვერ შენარჩუნდება ოპტიმალური სიზუსტით [1].

სიმტკიცე. კარბურიზაციისა და გამაგრების შემდეგ, 20CrMnTi ზედაპირზე მყარი ბირთვით აღწევს HRC 55 60-ს. ეს კომბინაცია ეწინააღმდეგება ზედაპირის ცვეთას და ამავდროულად შთანთქავს დარტყმით დატვირთვებს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს უფრო მყიფე მასალის ბზარები [2].

მომსახურების ვადის მონაცემები. საველე ექსპლუატაციის დროს, 20CrMnTi რგოლისებრი შტამპები სტანდარტულ მარცვლეულზე დაფუძნებულ ფრინველის საკვებზე 2000-3000 საათს აღწევს, ხოლო საშუალო ცვეთის მქონე ხის გრანულების წარმოებაზე - 1200-1800 საათს. მაღალი აბრაზიული მასალების, როგორიცაა ბრინჯის ქერქის (მოჰსის სიმტკიცე 7 სილიციუმის შემცველობის გამო), მომსახურების ვადა შეიძლება შემცირდეს 800-1500 საათამდე [4].

შეზღუდვები. ძირითადი სისუსტე კოროზიისადმი მდგრადობაა. მაღალი ტენიანობის, მარილის ან მჟავე კომპონენტების შემცველ ფორმულირებებში, 20CrMnTi მგრძნობიარეა ჟანგისა და ქიმიური ზემოქმედების მიმართ, რაც აუხეშებს კრისტალის ნახვრეტის ზედაპირებს, ზრდის ხახუნს, ამცირებს გამტარუნარიანობას და ამცირებს ეფექტურ მომსახურების ვადას მექანიკური ცვეთის მახასიათებლების მიუხედავად [1].
მასალები არ არის შესაფერისი პროფესიონალური საკვების კლასის რგოლური შტამპებისთვის

მნიშვნელოვანია განვმარტოთ გავრცელებული მცდარი წარმოდგენა. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი ზოგადი პელეტების წისქვილი რგოლისებრი შტამპების მასალებად საყრდენ ფოლადებს (მაგალითად, GCr15 / 52100) იყენებს, ისინი ძირითადად შესაფერისია მცირე მასშტაბის ბიომასის ოპერაციებში ბრტყელი შტამპებისთვის. GCr15-ს აქვს თერმული გაფართოების განსხვავებული მახასიათებლები და არ გააჩნია კოროზიისადმი მდგრადობა და დარტყმისადმი სიმტკიცე, რაც საჭიროა პროფესიონალური საკვების დონის რგოლისებრი შტამპებისთვის, რომლებიც მუშაობენ მდგრად სამრეწველო პირობებში. პროფესიონალური საკვების პელეტების წისქვილებმა რგოლისებრი შტამპებისთვის უნდა გამოიყენონ X46Cr13/4Cr13 მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი ან 20CrMnTi შენადნობი ფოლადი [1].
წარმოების პროცესი: სადაც მასალა ხვდება სიზუსტეს

მასალის შერჩევა აუცილებელია, მაგრამ არასაკმარისი. წარმოების პროცესი განსაზღვრავს, აისახება თუ არა მასალის თეორიული თვისებები ოპერაციულ მახასიათებლებზე.

ჭედვა. ხარისხიანი რგოლისებრი შტამპის წარმოება იწყება ნედლი ცალ-ცალკე. პრემიუმ მწარმოებლები იყენებენ მაღალი ქრომის შემცველობის ნედლეულით და კონტროლირებადი ცალ-ცალკე სიმტკიცის მქონე ინდივიდუალურ ცალ-ცალკე ნაწილებს (HB 180 220). სათანადო ჭედვა აუმჯობესებს მარცვლის სტრუქტურას, გამორიცხავს შიდა სიცარიელეებს და შეუძლია გაახანგრძლივოს შტამპის საბოლოო ვადა დაახლოებით 15%-ით, არაჭედილ ალტერნატივებთან შედარებით [5].

თოფის ბურღვა. ჭაბურღილები მზადდება ავტომატური CNC თოფის ბურღვის მანქანების გამოყენებით, რომლებიც მუშაობენ 15,000 ბრ/წთ-მდე სიჩქარით. ჭაბურღილების სიგლუვე კრიტიკული ხარისხის პარამეტრია: უფრო უხეში ჭაბურღილები ზრდის ხახუნს, ამცირებს გამტარუნარიანობას და აჩქარებს ცვეთას. პრემიუმ მწარმოებლები შიდა ჭაბურღილის კედელზე აღწევენ Ra 0.4 0.8 µm ზედაპირის დამუშავებას, რაც უახლოვდება სარკისებური გაპრიალების ხარისხს [5].

ვაკუუმური თერმული დამუშავება. თერმული დამუშავება დამუშავების ყველაზე კრიტიკული ეტაპია. ვაკუუმური გამკვრივება, ატმოსფერული ან მარილის აბაზანის მეთოდებისგან განსხვავებით, უზრუნველყოფს ერთგვაროვანი სიმტკიცის მიღწევას ზედაპირის დაჟანგვის ან დეკარბურიზაციის გარეშე. პროცესის მიზანია სამუშაო ზედაპირზე HRC 52 60-ის განთავსება, ამავდროულად ინარჩუნებს ბირთვის სიმტკიცეს, რათა გაუძლოს მოტეხილობას მაღალი ბოჭკოვანი რაციონისთვის დამახასიათებელი ციკლური დატვირთვის პირობებში [5], [3].

CNC დამუშავება. თერმული დამუშავების შემდეგ, შტამპი გადის CNC დამუშავებას, შიდა ხვრელის დამუშავებას და დაფქვას. დამუშავება ხორციელდება ავტომატური CNC დამუშავების მანქანებით, რათა უზრუნველყოფილი იყოს ხვრელის ერთგვაროვანი შესასვლელი პროფილები, ხოლო შიდა ხვრელი დამუშავდება ზუსტი განზომილებიანი ტოლერანტობებით, რაც უზრუნველყოფს ლილვაკისა და შტამპის თანმიმდევრულ უფსკრულს მთელ წრეწირზე [5].

ხარისხის შემოწმება. პრემიუმ ხარისხის მწარმოებლები გადაზიდვამდე ამოწმებენ სიმტკიცეს, ხვრელის დიამეტრის ტოლერანტობას (±0.15 მმ მაღალი სიზუსტის შტამპებისთვის), ზედაპირის დამუშავებას და შეკუმშვის კოეფიციენტს. ზოგიერთი მწარმოებელი ლაზერით ამუშავებს შეკუმშვის კოეფიციენტს და ახარისხებს მასალას პირდაპირ შტამპის ტანზე ოპერატორის მითითებისთვის [3].
სწორი მასალის შერჩევა: გადაწყვეტილების მიღების ჩარჩო

მასალის შერჩევის გადაწყვეტილების ჩარჩო შემდეგია. მშრალ გარემოში ფრინველის ან პირუტყვის სტანდარტული საკვებისთვის რეკომენდებულია 20CrMnTi, როგორც ეკონომიური არჩევანი. ნოტიო ან ცვალებადი ტენიანობის პირობებში ფრინველის ან პირუტყვის საკვებისთვის რეკომენდებულია X46Cr13 ან 4Cr13. მაღალი ტენიანობის მქონე წყლის საკვებისთვის (თევზი/კრევეტები) რეკომენდებულია X46Cr13 ან 4Cr13. დაბალი კოროზიის რისკის მქონე ხის გრანულებისთვის რეკომენდებულია 20CrMnTi. მინერალების ან სილიციუმის შემცველი მაღალი აბრაზიული ფორმულირებისთვის რეკომენდებულია X46Cr13 ან 4Cr13. მაქსიმალური მომსახურების ხანგრძლივობისთვის რეკომენდებულია X46Cr13 ან 4Cr13 ვაკუუმური თერმული დამუშავებით HRC 58 60 სტანდარტის შესაბამისად. ბიუჯეტით შეზღუდული სტანდარტული ფორმულის გამოყენებისთვის რეკომენდებულია 20CrMnTi.
დასკვნა

რგოლისებრი შტამპის მასალის შერჩევა საინჟინრო გადაწყვეტილებაა პირდაპირი ფინანსური შედეგებით. X46Cr13 მარტენსიტული უჟანგავი ფოლადი თავისი დაბალანსებული სიმტკიცით, ცვეთისადმი მდგრადობით და კოროზიისადმი მდგრადობით წარმოადგენს პრემიუმ კლასის საკვების გრანულების წისქვილის რგოლისებრი შტამპების ინდუსტრიის სტანდარტს. 20CrMnTi შენადნობი ფოლადი გთავაზობთ ეკონომიურ ალტერნატივას სტანდარტული გამოყენებისთვის დაბალი კოროზიის რისკით. წარმოების პროცესი, განსაკუთრებით ვაკუუმური თერმული დამუშავება და პისტოლეტის ბურღვის სიზუსტე, თანაბრად მნიშვნელოვანია მასალის თვისებების ოპერაციულ შესრულებაში გადასაყვანად. ქარხნებისთვის, რომლებიც ცდილობენ შეამცირონ ტონაზე ხარჯები და გაზარდონ შტამპის შეცვლის ინტერვალები, მასალის ხარისხსა და წარმოების სიზუსტეში ინვესტირება, როგორც წესი, იძლევა შემოსავალს, რომელიც გაცილებით აღემატება შესყიდვის დამატებით ხარჯებს.