成型模具的使用壽命是生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備的使用修復(fù)周期的決定性因素，成型模具的材料和加工工藝對其使用壽命有著直接的影響。目前的生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備的成型模具所用的材料，主要以碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼為主，加工工藝一般由鍛壓、切削、鉆孔等工序制成，熱處理工藝主要包括正火、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、滲氮等。
碳素結(jié)構(gòu)鋼以45號鋼為代表，本身硬度不高，小于HRC28，淬火可以淬硬到HRC42～HRC46，不建議作滲碳淬火工藝。因為雖然其本身易切削加工，價格便宜，早期被許多成型設(shè)備廠家所使用。但因其熱處理后硬度偏低，其耐磨性和耐腐蝕性都相對較差'因此不建議作為成型模具磨損部位的主要材料。低合金鋼以20CrMo、20CrMnTi等為代表，都是性能良好的滲碳鋼，淬透性較高，經(jīng)滲碳或碳氮共滲后，表面硬度可以達(dá)到HRC58左右，表面以下1mm處硬度一般不超過HRC50，心部硬度可以達(dá)到HRC35～40。具有硬而耐磨的表面與堅韌的心部，有較高的低溫沖擊韌性，金相組織中抗磨相主要是鐵的碳化物，耐磨性不如不銹鋼，擔(dān)心部韌性很好。能較好地避免環(huán)模的早期開裂。
低合金鋼的優(yōu)點是韌性好，加工工藝性能也較好，熱處理后有較高的硬度，相對于碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較好的耐磨性和抗腐蝕性。
2、成型設(shè)備磨損現(xiàn)狀生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備的快速磨損問題是其推廣過程遇到的一個重要問題，不同類型的成型設(shè)備，磨損部位不一樣，使用材料不一樣，其磨損情況也不一樣。
對于螺旋擠壓式成型設(shè)備，其磨損的主要部位為螺旋桿頭部和成型管內(nèi)壁。由于螺旋桿與物料始終處于高速摩擦狀態(tài)，導(dǎo)致壓縮區(qū)（高溫、高壓）螺旋桿螺紋的磨損非常劇烈，尤其以螺旋桿頭部最后一圈螺旋葉片磨損最為嚴(yán)重。螺旋桿的材料，多以45號鋼為主，有部分采用合金鋼。為了延長螺旋桿的使用壽命，目前多采用表面硬化的方法對螺旋桿頭進行局部熱處理，如采用噴焊鎢鈷合金、碳化鎢焊條堆焊、局部炭化鎢噴涂或局部滲硼處理以及振動堆焊等方法對螺旋桿成型部位進行強化處理，在成本增加較大的同時，其使用修復(fù)周期改善有限，通常不大于100h。此外，還有把磨損最嚴(yán)重的螺旋桿前部用耐磨材料做成可拆卸的活動螺旋頭，磨損后更換，螺旋本體還可繼續(xù)使用。目前國內(nèi)外的工藝技術(shù)條件還沒有從根本上解決螺旋桿磨損問題。對于螺旋桿式成型設(shè)備，解決快速磨損的方法就是規(guī)�；a(chǎn)，定期批量更換維修配件。
對于活塞沖壓式成型設(shè)備，成型管是主要的磨損部件，物料在成型管內(nèi)受擠壓作用而成型。為了使物料成型時有足夠的壓力，成型筒通常設(shè)計成錐形管，此時錐角的選擇是關(guān)鍵。錐角過小，收縮度達(dá)不到，物料擠壓后不易成型或成型后產(chǎn)品的密度達(dá)不到要求；錐角過大，則成型阻力過大，存在積壓死區(qū)，易堵塞，且成型錐管所受的側(cè)壓力增大，磨損量增加，降低了成型錐管的使用壽命�；钊麤_壓式成型設(shè)備的成型管采用低合金耐磨鋼的較多，如20CrMnTi等。在一定的熱處理工藝后，其表面硬度可以達(dá)到HRC55以上，且韌性較好，能夠耐沖壓過程的沖擊。活塞沖壓式成型設(shè)備其使用修復(fù)周期相對較長，可以達(dá)到500 h。
對于環(huán)模及平模式成型設(shè)備，其快速磨損情況同樣十分嚴(yán)重。環(huán)模及平模式成型設(shè)備是依靠輥輪與秸稈之間的高速相對運動來實現(xiàn)生物質(zhì)壓縮的，在運動過程中摩擦產(chǎn)生的熱將纖維素、木質(zhì)素軟化，從而把秸稈擠壓入成型孔，實現(xiàn)成型。環(huán)模及平模式成型設(shè)備的主要磨損部件是壓輥及成型孔。壓輥在高速旋轉(zhuǎn)過程中與秸稈產(chǎn)生的摩擦熱，以及秸稈收集過程中帶入許多泥沙(Si02)，都加劇了壓輥及成型孔的磨損，如圖6.54和圖6. 55所示。
目前生產(chǎn)環(huán)模及平模式成型設(shè)備的廠家所用材料較為復(fù)雜，其修復(fù)使用周期也不一致。采用低碳合金鋼的廠家設(shè)備韌性好，耐沖擊，磨盤及成型孔不易發(fā)生開裂，但其耐磨性略低，使用修復(fù)周期一般不超過200h；部分生產(chǎn)廠家其主要磨損部件使用不銹鋼，硬度及耐磨性顯著增加，韌性也較好，平均使用修復(fù)周期可以達(dá)到300～400h。也有個別廠家采用局部磨損部位堆焊耐磨材料技術(shù)，如北京奧科瑞豐機電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的環(huán)模機，在其輥輪及成型孔的磨損部位采用了堆焊碳化鎢的技術(shù)，使其使用修復(fù)周期得到較大幅度的增加。
總體而言，隨著生物質(zhì)成型技術(shù)的不斷發(fā)展，生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備的使用穩(wěn)定性在不斷增強。但快速磨損問題仍然是一個亟待解決的問題，目前國內(nèi)市場上生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備使用修復(fù)周期一般不超過500h，個別生產(chǎn)廠家采用45號鋼不做任何熱處理，其使用時間甚至不超過50h。
生物質(zhì)顆粒燃料成型設(shè)備的快速磨損問題已經(jīng)成為制約其發(fā)展的一個瓶頸。
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