Verschleißuntersuchung an Schneckenelementen eines gleichläufigen, dichtkämmenden Doppelschneckenextruders

In der vorliegenden Arbeit wurden die Verschleißformen in einem gleichläufigen, dichtkämmenden Doppelschneckenextruder, welche bei der Extrusion mit Füllstoffanteilen, bis zu 80 Gewichtsprozent auftreten, untersucht und schriftlich festgehalten. Die zu untersuchenden Bauteile sind Förderelemente, Knetblöcke und Einschraubdüsen. Sie sind aus zwei verschiedenen Werkstoffen hergestellt, jedes Bauteil liegt in doppelter Ausführung vor, einmal aus jedem Werkstoff gefertigt. Pro Extrusion werden nur Bauteile des gleichen Werkstoffes eingesetzt. Die Extrusion verläuft bei beiden Werkstoffen immer unter den gleichen Parametern und Bedingungen ab. Die Werkstoffe sind Saramet10 und Sarameet26 aus der Gruppe der pulvermetallurgischen Stähle.
Zur Bestimmung der Verschleißformen werden die Bauteile vor und nach den Versuchen an festgelegten Messpositionen vermessen. Bei den Förderelementen und Knetblöcken wird der radiale Abtrag in Form von Höhendifferenzen und breiter werdenden Stegen vermessen, bei den Einschraubdüsen wird der Einlauf- und Auslaufdurchmesser und das Gewicht vor und nach der Extrusion verglichen. Anschließend werden Aufnahmen von der Oberfläche der Bauteile gemacht und mit Oberflächenaufnahmen von nicht in der Extrusion eingesetzten Bauteilen, verglichen.
Die Auswertung der Messungen und Aufnahmen zeigt, dass die hauptsächlich auftretende Verschleißform, der Abrasionsverschleiß ist. Der größte Materialabtrag findet dabei auf den Stegen der Förderelemente und der Knetblöcke statt. Bei den Einschraubdüsen vergrößert ich der Durchmesser auf der Eintrittsseite stärker als auf der Austrittsseite. Zusätzlich zum Abrasionsverschleiß kann ein Korrosionsverschleiß überlagern, welcher die Abrasion verstärkt. Diese Verschleißform ist nicht mit einer optischen Auswertung durch Aufnahmen nachzuweisen, jedoch deutet das Werkstoffverhalten der beiden Stähle darauf hin. In den Bereichen, wo Korrosion auftreten kann, schützt der Saramet26 besser vor Verschleiß, dieser hat einen besseren Korrosionsschutz auf Grund eines hohen Chromanteils. Den größeren Schutz vor reiner Abrasion bietet der Saramet10.
Die Verschleißuntersuchungen zeigen, dass nur das Fertigen von Bauteilen aus verschleißschützenden Werkstoffen nicht ausreicht. Um einen besseren Verschleißschutz zu erhalten, müssen die betroffenen Bauteiloberflächen durch Beschichtungen so modifiziert werden, dass sie vor allem der Abrasion entgegenwirken.