文/上海原元康機械設備有限公司 總工程師辦公室
這是一個大的題目，奉上陋見旨在拋磚引玉吧。
要探討阻燃材料的腐蝕工況，我們就先要了解阻燃材料的應用及其成份。眾所周知的阻燃材料可分為含鹵阻燃和無鹵阻燃二大類。含鹵阻燃劑( 特別是溴系阻燃劑) 被廣泛應用于高分子阻燃材料的生產, 但是由于鹵系阻燃高分子材料在燃燒過程中會產生有毒、腐蝕氣體和煙霧, 破壞環境巨大, 對人身危害嚴重，于是無鹵阻燃的高分子材料應運而生，其因環保、安全、抑煙、無毒和價廉而深受市場喜愛。
困難的是，由于含鹵的嗅系和氯系阻燃劑與其它阻燃劑相比，其阻燃性、加工性、物性等綜合性能優良，價格也適中，因此仍然沒有退出市場的跡象。更有許多特殊用途，需要添加大量鹵系元素而改姓的高聚物材料的生產，例如杜邦公司的含鹵HPN材料等，這些材料的生產對擠出機均構成嚴重威脅，是我們需要認真對待的。
那么我們先看看什么是鹵素。鹵素是鹵族元素的簡稱，指周期系的
ⅦA族元素，它包括
氟（F）、
氯（Cl）、
溴（Br）、
碘（I）、
砹（At）等元素。可怕的是，這些元素有一個共性，即均能與H2發生反應生成相應鹵化氫。鹵化氫易溶于水，其溶液叫氫鹵酸，也稱無氧酸。鹵素和水反應則生成次鹵酸（氟除外），它們在水中都以離子形式存在，且都是酸。
再讓我們看看這個無鹵阻燃劑。大部分無鹵阻燃劑也均含有酸類腐蝕性材料，例如磷氮系無鹵阻燃劑，即由酸源產生能酯化多元醇和可作為脫水劑的酸。這些阻燃劑受熱即分解，產生磷酸，偏磷酸，聚偏磷酸。同時無鹵無機阻燃劑中占有較大比例的氫氧化鋁（AIOH3）和氫氧化鎂（MgOH2）等鹽類，也是無鹵阻燃高分子材料生產中面對的一大危害。
具有酸類腐蝕共性的含鹵或無鹵阻燃劑的加入，我們得到的是新型阻燃高分子材料，失去的是擠出機心臟部件寶貴的使用壽命。例如一家國內知名企業使用上述杜邦公司的含鹵HPN材料注塑鏡片，擠出LED片基等，普通滲氮機筒螺桿的使用壽命就不超過一個星期。
因此，我們急切地需要研發能夠勝任高聚物生產中添加鹵系阻燃和無鹵阻燃材料的擠出機心臟部件，來應對這些阻燃高分子材料在生產過程中的腐蝕磨耗工況。我們需要有針對性地研發新的既耐磨損又耐腐蝕的材料來制造擠出機核心部件，制造這些機筒和螺桿。
可以用來對抗各種酸類腐蝕的機械零部件制造材料有許多，我們有著比較多的選擇余地。例如鈷-鉻-鎢合金材料，鎳-鉻-鎢合金材料，鎳基鉻-鉬-鎢合金的哈斯C系材料，我公司研發的SiC復合陶瓷材料等，這些材料在對抗阻燃劑中的氫鹵酸，次鹵酸，磷酸，氯酸等各類酸類腐蝕介質磨損中，均有著不同程度的優異表現。在對抗阻燃劑中的氫氧化鈉和氫氧化鎂等鹽類腐蝕中也均表現優越。
而我們上海原元康公司技術人員們（請關注公司微信公眾號【擠出機使用壽命方案】）更需要討論的題目是，針對單螺桿擠出機的機筒和螺桿，針對平行雙螺桿配混擠出機的不同形態的機筒和螺桿，我們應該選擇什么樣的材料和制造工藝才能夠追求到更高的性價比？
例如就平行雙螺桿擠出機的組合機筒橢圓內襯套而言，如果采用上述各類合金材料的整塊料來制造這個橢圓套，材料的利用率低，耗損大，成本高，尤其對于較大規格的橢圓套制造，并不是最佳的選擇。相對而言，在橢圓內襯套二個平行雙孔的工作表面另外添加以上材料的合金保護層（如圖所示），則性價比就更高。這樣成型的橢圓內襯套，可稱之為“雙金屬橢圓套”。雙金屬橢圓套合金層成型工藝方法一般有二種，一種是普通的燒結成型工藝，另外一種是“粉末冶金高溫等靜壓”方法，即PM-HIP工藝方法。采用這種方法成型的合金保護層，其材料成份更均勻，致密性高，與基材結合強度高，抗磨損性能更優越。
我們上海原元康公司目前正在嘗試這種特殊HIP成型工藝方法，也在以往成功開發了單螺桿擠出機的SiC復合陶瓷襯套基礎上，深入研發復合陶瓷材料的雙孔橢圓內襯套，鎖定的目標是高的性價比。相信我們孜孜不倦的努力將對行業阻燃高分子材料的生產能夠作出一定的貢獻。
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