Nei settori della gomma, della plastica e dei materiali compositi, il miscelatore interno è uno dei componenti più critici. Il suo rotore, operando costantemente ad alta temperatura, alta pressione e intense forze di taglio, è esposto a una forte usura abrasiva. Nel tempo, le pale del rotore subiscono un'usura progressiva, affaticamento del substrato e riduzione della durezza superficiale. Con l'aumentare del gioco e l'instabilità del flusso di materiale, il miscelatore interno può essere soggetto a maggiori consumi energetici, vibrazioni e persino arresti imprevisti.
Pertanto, migliorare le prestazioni della superficie del rotore, aumentare la resistenza all'usura e prolungare la durata utile delle apparecchiature sono diventati obiettivi essenziali sia nella produzione che nella rigenerazione.
Condizioni di lavoro e sfide dei rotori dei miscelatori interni
I rotori dei miscelatori interni, come i modelli Banbury e Intermix, devono resistere a condizioni estreme durante la miscelazione della gomma:
- Particelle abrasive come il nerofumo, la silice, l'ossido di zinco e gli additivi colpiscono e macinano costantemente le superfici delle pale del rotore.
- Il rotore è sottoposto simultaneamente a un elevato sforzo di taglio, a temperature elevate e a un contatto stretto con la parete della camera di miscelazione, con conseguenti cricche da fatica e scheggiature superficiali.
- I metodi di riparazione tradizionali, tra cui la saldatura locale o il trattamento termico, offrono una durata limitata e richiedono una manutenzione frequente.
Queste sfide evidenziano la necessità di un metodo di rinforzo superficiale che offra elevata durezza, tenacità, resistenza al taglio e stabilità operativa a lungo termine.
Che cos'è la saldatura PTA (Plasma Transferred Arc)?
Saldatura ad arco trasferito al plasma (PTA)è una tecnologia avanzata di legatura e rinforzo superficiale.
Utilizzando un arco al plasma ad alta energia, le polveri metalliche, come leghe a base di Ni, leghe a base di Co o compositi WC/Ni, vengono fuse e depositate con precisione sulla superficie del rotore. Una volta solidificato, il materiale forma uno strato di lega denso e privo di difetti, con un forte legame metallurgico con il substrato del rotore.
Principali vantaggi della saldatura PTA
- Forte legame metallurgico tra rivestimento e substrato;
- Spessore del rivestimento regolabile, in genere 0,8–3 mm;
- Basso tasso di diluizione e microstruttura uniforme;
- Compatibilità con sistemi automatizzati o robotizzati per una produzione stabile.
La saldatura PTA è quindi diventata una delle tecniche di rinforzo superficiale più affidabili per migliorare la durata dei rotori dei miscelatori interni.
Limitazioni dei metodi tradizionali di riparazione del rotore
Sebbene la saldatura di sovrapposizione, la spruzzatura termica e l'indurimento superficiale siano comunemente utilizzati per migliorare la resistenza all'usura del rotore, questi metodi spesso presentano i seguenti problemi:
Debole legame meccanico, che rende il rivestimento soggetto a sfaldamento sotto carichi elevati;
•Elevata diluizione, riduzione della durezza della lega e resistenza all'usura;
•Deformazione termica, che influisce sulla precisione dimensionale;
•Durata di vita relativamente breve, con conseguenti ripetute riparazioni e costosi tempi di fermo.
Queste limitazioni incoraggiano il settore ad adottare una soluzione di rinforzo più avanzata ed economica.
Principi applicativi della saldatura PTA sui rotori dei miscelatori interni
La saldatura PTA viene applicata alle aree più critiche e soggette a usura del rotore:
•Bordi d'attacco e superfici laterali delle pale elicoidali;
•Estremità del rotore che entrano in contatto con la camera di miscelazione;
•Zone ad alto attrito e ad alto impatto, dove il flusso del materiale è più aggressivo.
Durante la lavorazione, la polvere di lega viene immessa nell'arco al plasma, fusa all'istante e fusa sulla superficie del rotore.
Il rivestimento risultante offre elevata durezza, migliore resistenza al taglio e qualità superficiale costante, garantendo un funzionamento stabile del rotore durante i cicli di miscelazione continui.
Benefici prestazionali del rafforzamento PTA
Il rinforzo superficiale PTA migliora significativamente le prestazioni complessive dei rotori dei miscelatori interni:
- Durezza superficiale: HRC 55–65, personalizzabile tramite la selezione della lega;
- Resistenza all'usura: durata utile prolungata da 3 a 6 volte;
- Resistenza all'adesione: superiore a 70 MPa, garantendo un'adesione a lungo termine;
- Efficienza operativa: le superfici più lisce del rotore migliorano il flusso del materiale, migliorando l'efficienza di miscelazione di circa il 10%.
Grazie alla superficie rinforzata con PTA, il rotore rimane stabile anche in ambienti operativi estremi, riducendo la frequenza degli arresti e abbassando i costi di manutenzione.
Conclusione
Per i rotori dei miscelatori interni sottoposti a condizioni di usura e taglio intense, la saldatura ad arco trasferito al plasma PTA offre una soluzione di rinforzo superficiale potente ed economica.
Sia che venga utilizzata per la produzione di nuovi rotori o per la rigenerazione di componenti usurati, la tecnologia PTA garantisce miglioramenti sostanziali in termini di resistenza all'usura, stabilità operativa e durata utile.
Shanghai Duomu Industrial Co., Ltd.forniscesoluzioni personalizzate per la saldatura di superfici PTA, offrendo sistemi di leghe su misura e parametri di processo ottimizzati per aiutare i clienti a massimizzare l'efficienza delle apparecchiature e l'affidabilità a lungo termine.
Data di pubblicazione: 14-11-2025