1、 实验设备和方法设备：ф16mm自制式挤出机，L/D=18：1，转速146-150转、分，机筒材质为45＃钢内表面渗硼处理，螺杆为两段组合式，杆部材质为38CrMoAl合金钢，表面经离子氮化处理。本文所指杆头系螺杆有效长度的1/3部分,即均化段和部分压缩段(根据实际观察磨损较严重部分)。原料：粉煤微珠分别由株洲电厂和永安电厂的粉煤中分选而得；其他原材料为常规要求。配方：PVC树脂100；粉煤灰微珠100；三盐基性硫酸铅5；硬脂酸铅1；硬脂酸钡1；硬脂酸1.实验方法：将按上述配方在常规混合设备中混合均匀的混合料；加入上述挤出机中。在通常PVC树脂的加工条件下，挤出混合料，测定螺杆头在通过一定重量物料前后重量变化值。2.实验结果粉煤灰微珠含珠量(球形颗粒含量)及粒径对螺杆磨损大小的影响见表1及表2.实验结果表明,粒径相似的粉煤微珠,含珠量相似的粉煤微珠,粒径越大,对螺杆的磨损亦越大。这种影响变化趋势无论株洲电厂的粉煤微珠（ZD系列），还是永安电厂的粉煤灰微珠（KY系列）都是相同的。因此为了减轻粉煤微珠对填充PVC树脂挤出加工时对设备的磨损，所用粉煤灰微珠的含珠量越高越好，粒径越小越好。目前我国粉煤灰分选工艺大致有干法湿法两大类。各科研单位的研究成果及小批量生产的实践表明，经过分选的粉煤灰微珠，含珠量可以达到90%以上，但考虑分选成本和对球形、非球形颗粒分辨技术水平限制，对用于塑料填充的粉煤灰微珠的含珠量不宜提出更高的要求。综上所述，结合粉煤灰含珠量和粒径对填充PVC树脂力学性能的影响实验结果，用于填充PVC树脂挤出成型加工的粉煤灰微珠其含珠量应高于90%，其粒径小于38μm，即400目筛全部通过。
2、目前国内生产的挤出机机筒和螺杆多采用38CrMoAl合金钢制造,并经表面氮化处理,其表面硬度H达900-1000,其硬度低于粉煤灰微珠,另一方面,经氮化处理的表面抗氮化氢腐蚀的能力较差.因此在混合料挤出加工时,使用具有表面硬度高氯化氢腐蚀能力强的螺杆和机筒是减轻设备被磨损的重要途径.1.试验方法设备、混合料配方同前用济宁电厂粉煤灰。螺杆杆头材质及表面处理方法编号如下：C1---2 45＃钢，不经任何处理C2---1 45＃钢，快速镍刷镀C3---1 45＃钢，镍、钨50刷镀C7---1 45＃钢，渗硼工艺HC12--1 45＃钢，硼铬复合渗C9---1 45＃钢，碳化钨喷涂C4---1 38CrMoAl合金钢,例子氮化C10 45＃钢，渗硼工艺AC11 45＃钢，渗硼工艺B2.试验结果及讨论(1)不同材质及表面处理方法制成的螺杆杆头磨损失重比较见表3所示.实验结果表明,用45＃钢制成的螺杆杆头表面渗硼处理(C7-1)或硼铬共渗(C12-1)处理抗磨损能力显著优于用38CrMoAl合金钢制成并经氮化处理的螺杆杆头。（2）渗硼工艺对螺杆头抗磨能力的影响间表4所示。实验结果表明，同样是渗硼处理，因处理工艺不同，螺杆杆头的抗磨损能力有显著差别。不同渗硼工艺可以得到单向Fe2B或双相Fe2B+FeB，而且随渗硼后的热处理工艺（正火或淬火）不同，其渗硼层的硬度与脆性也有所不同。一般来说，渗硼层表面硬度可高大Hv=1400-2300。渗硼层为梳齿状，呈针形插入集体材料之中，渗硼深度一般达150-200μm，随着从表层到材料内部的深入，其硬度逐渐下降，但较之基体材料硬度仍高得多。抗磨损效果最好的C12-1是用硼铬工渗同意处理的。单一渗硼工艺（工艺A,B和H）靠近渗硼层表面处存在一些疏松组织或孔洞，这些地方易成为裂纹源，在磨损应力作用下发展成为裂纹，沿硼脆弱界面向内部延伸。硼铬共渗工艺由于铬的渗入，填塞了疏松组织和孔洞，减少了裂纹源，从而抗磨损能力更佳。（3）不同材质及表面处理方法制成的螺杆杆头耐氯化氢腐蚀比较将经过磨损试验的各种不同材质及表面处理方法制成的螺杆杆头在0.1N盐酸中浸泡48小时和13天后分别称重，其失重情况见表5. 试验结果表明，渗硼处理和喷涂碳化钨处理45＃钢螺杆杆头较氮化钢螺杆杆头耐氯化氢腐蚀能力要高得多。3. ф90mm螺杆经渗硼处理后实际使用情况为了检验渗硼处理的螺杆在实际生产中的耐磨损情况，用45＃钢制成SJL-90塑料挤出造粒机的螺杆并经过表面渗硼处理，长径比为20：1，全长2197mm，并用上述混合料挤出造粒加工，螺杆转速12-36转/分,粉煤灰微珠填充份数为20phr。螺杆渗硼层厚度为0.150mm，硬度HV=1460.装机前螺杆平均外径为90.014mm，15吨粉煤灰填充PVC树脂通过后，其平均外径为89.980mm，单边磨损为0.0145mm，挤出机效率无明显下降。
3、结论1. 对螺杆磨损观察分析表明，粉煤灰微珠填充PVC树脂挤出加工时螺杆磨损属于低应力磨粒磨损，PVC树脂加工时降解产生的氯化氢具有腐蚀作用，使螺杆的磨损更为严重。2. 为减轻粉煤灰微珠填充PVC树脂挤出加工中螺杆的磨损，针对我国目前粉煤灰选技术水平，结合粉煤微珠含珠量和粒径对填充PVC树脂力学性能影响的实验结果，用于PVC树脂挤出成型加工的粉煤灰微珠粒径小于38μm（过400目），含珠量应不低于90%。3. 用普通钢材（45＃钢）制成并经表面渗硼处理的螺杆，具有较高的硬度和较强的抗氯化氢腐蚀的能力，适用于粉煤灰填充PVC树脂的挤出成型加工。
