Przyczyny zużywania się układów uplastyczniających

Przyczyna 2 - Stale, z których wykonane są elementy układu

Stale do azotowania
Większość układów wykonana jest ze stali azotowanej, co w przypadku przetwórstwa przeważającej ilości tworzyw jest wystarczające. Praktycznie prawie każdą stal można w odpowiednich warunkach zaazotować. Odporność na zużycie w normalnych warunkach pracy układu przy zastosowaniu zwykłych tworzyw daje jednak tylko azotowanie głębokie - minimum 0,5-0,6 mm. Cienkie warstwy azotowane (np. 0,1 mm) mogą spełniać swoje zadanie, tylko jeżeli położone są na specjalnym materiale. Inaczej mogą pękać lub odpadać ze względu na słabe związanie z podłożem. Zwykła stal doazotowana nie jest odporna na korozję. Przy przetwórstwie tworzyw technicznych, w skrajnych parametrach pracy, układ azotowany wystarczy na kilka dni lub tygodni.

Specjalne układy odporne na ścieranie i korozję są zwykle dużo droższe, jednak gwarantują żywotność równą kilku zespołom azotowanym.

Stale do hartowania i stellity
Ślimaki odporne na ścieranie i korozję wykonuje się przede wszystkim z różnego rodzaju stali hartowanych. Odporność na zużycie nie wynika jednak tylko z twardości.Praktyka pokazuje, że najbardziej odporne na działanie dodatków mineralnych nie są ślimaki najtwardsze, ale te, których stal jest "śliska", przy czym niekoniecznie musi być ona bardzo twarda. Przy większych średnicach (i - co za tym idzie - długościach) hartowanie jest bardzo trudne lub nieopłacalne. Praktycznie jedynym rozwiązaniem sprawdzonym w praktyce jest wykonanie ślimaka ze stali azotowanej (najlepiej o wysokiej zawartości Cr) i opancerzenie zwojów materiałem specjalnym.

Najlepsze efekty daje napawanie zwojów metodą TIG. Napawanie zwojów proszkami niesie duże ryzyko wykruszania się materiału. Proszki dają warstwę twardszą i dlatego wiele firm je stosuje. Jednak w praktyce ślimak napawany zwykłym stellitem 12 o twardości zaledwie ok. 48 HRC, w optymalnych warunkach przetwórstwa pracuje dłużej. Poważną wadą ślimaków napawanych jest niska odporność rdzenia. Niestety przy większych rozmiarach nie ma alternatywy. Istnieją inne rozwiązania uodparniania większych ślimaków na ścieranie i korozję, jednak metody te słabo zdają egzamin w praktyce lub są za drogie i stosowanie ich jest nieopłacalne.

Niekiedy stosuje się dodatkowe nałożenie na ślimak powłoki Cr lub z azotków chromu lub tytanu, jednak praktyka dowodzi, że są to mało skuteczne rozwiązania. Chrom zwiększa odporność na korozję, niemniej jednak w przypadku mechanicznego uszkodzenia powłoki korozja postępuje w tempie przyspieszonym, powodując odpadanie powłoki w miejscu uszkodzenia. Warstwa azotków jest bardzo cienka i zazwyczaj szybko pęka w wyniku rozszerzalności cieplnej podłoża, w wyniku czego odpada. Skutecznym rozwiązaniem jest pokrycie ślimaka węglikiem wolframu pod warunkiem, że grubość warstwy wyniesie nie mniej niż 0,1 mm. Skuteczne są ślimaki wykonane z bi-metalu (tj. rdzeń miękki, powłoka części roboczej ze spieków). Ich koszt jest jednak za wysoki, a żywotność porównywalna do elementów hartowanych.