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WO2022069407A1 - Method for producing an extruder barrel - Google Patents

Method for producing an extruder barrel Download PDF

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WO2022069407A1
WO2022069407A1 PCT/EP2021/076497 EP2021076497W WO2022069407A1 WO 2022069407 A1 WO2022069407 A1 WO 2022069407A1 EP 2021076497 W EP2021076497 W EP 2021076497W WO 2022069407 A1 WO2022069407 A1 WO 2022069407A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wall
measure
extruder
surface layer
diffusion element
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2021/076497
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sarah Höhn
Mario Hamberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hans Weber Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Hans Weber Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hans Weber Maschinenfabrik GmbH filed Critical Hans Weber Maschinenfabrik GmbH
Priority to EP21785819.0A priority Critical patent/EP4221955A1/en
Publication of WO2022069407A1 publication Critical patent/WO2022069407A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/68—Barrels or cylinders
    • B29C48/685—Barrels or cylinders characterised by their inner surfaces, e.g. having grooves, projections or threads

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an extruder barrel, the extruder barrel comprising a receiving space delimited by at least one wall for receiving an extruder screw.
  • extruder cylinders are typically components that are used during operation of an extrusion device, i. H. in the context of processing extrudable plastic materials, special stresses, such as e.g. B. abrasion, corrosion, wear, etc., there is a need for practicable principles, which can be used to produce extruder barrels in an efficient and reliable manner with improved properties.
  • the invention is based on the object of specifying an improved method for producing an extruder barrel with improved properties.
  • a first aspect of the invention relates to a method for producing an extruder barrel.
  • the extruder cylinder comprises a receiving space, in particular cylindrical, delimited by at least one wall, for receiving an extruder screw.
  • the recording room is used in the operation of the Extruder cylinder typically equally for melting extrudable plastic material, which is typically fed to the extruder cylinder or a higher-level extrusion device comprising this in the form of granules.
  • the recording space can be divided into several functionally different zones; In particular, the receiving space can be divided into a feed zone, a compression zone and a metering zone.
  • At least one corresponding extruder barrel i. H. an extruder cylinder, which comprises a receiving space delimited by at least one wall, in particular cylindrical, for receiving an extruder screw.
  • the extruder cylinder is formed from a starting material or base material which is formed by thermochemical processes, i. H. in particular thermochemical diffusion processes, in its properties, d. H. especially in its mechanical as well as in its thermal properties can be modified.
  • the extruder cylinder can be made of an iron-based material or material, such as e.g. B. a steel, further in particular a non-alloyed or a low-alloyed steel.
  • an extruder cylinder with a wall delimiting the receiving space made of an iron-based base material, in particular a steel, more particularly a non-alloy or a low-alloy steel can therefore be used.
  • the entire extruder cylinder can also be formed from a corresponding starting or base material.
  • At least one measure is carried out to influence the surface properties of the at least one wall delimiting the receiving space, the measure involving at least one thermally induced diffusion process for inward diffusion at least one diffusion element included in the surface of the at least one wall.
  • at least one measure is therefore carried out by means of which the properties, ie in particular the mechanical and/or thermal properties, more particularly the thermomechanical properties, and/or the tribological properties and/or the corrosion properties and/or the oxidation properties ,
  • the at least one wall can be modified in a targeted manner.
  • edge layers can be formed with modified or improved properties compared to other areas of the respective wall(s) or to other areas of the extruder barrel, ie in particular with improved abrasion, corrosion and/or oxidation and/or wear properties.
  • the specific properties of correspondingly modified surface layers are essentially determined by the parameters specified in more detail below, such as e.g. B. duration, temperature, etc., which are used in the implementation of at least one measure.
  • the at least one measure includes at least one thermally induced diffusion process for diffusing in at least one diffusion element, i. H. e.g. B. aluminum or boron or chromium or silicon or vanadium, in the surface of the at least one wall; the at least one measure therefore results in diffusion processes and thus in diffusion of at least one diffusion element into the surface of the at least one wall.
  • the respective diffusion element can in particular diffuse into the lattice structure of the starting material or base material forming the at least one wall—this is, as mentioned, typically an iron-based material—and thus modify the properties.
  • the at least one measure is carried out in such a way that the diffusion element or elements diffuse in exclusively in the area of the wall(s) delimiting the receiving space. Consequently, there is typically a local modification of the properties of the Extruder cylinder only in the area of the receiving space delimiting wall (s) and thus only in the area of the extruder cylinder, which during operation special stresses such. B. abrasion, corrosion, wear, etc., is exposed. This represents an extremely efficient approach to making an extruder barrel.
  • the at least one measure can include the formation of a modified surface layer compared to an original surface layer of the at least one wall, in particular with regard to its chemical composition, or the formation of a surface layer of the at least one wall compared to an original surface layer Wall, in particular with regard to their chemical composition, modified surface layer result.
  • a correspondingly modified surface layer is characterized by improved properties compared to the original surface layer.
  • the at least one measure can be carried out at a temperature from a range between 700 and 1300°C, in particular between 750 and 1250°C, more particularly between 800 and 1200°C.
  • the specifically selected temperature is typically determined according to the respective diffusion element, which is intended to diffuse into the starting material or base material as part of the implementation of the measure, ie generally according to the thermochemical process on which the specifically implemented measure is based.
  • modified surface layers can be formed via the process parameters used in the course of carrying out the measure; it is therefore conceivable that the influence of temperature, e.g. B. on the penetration depth and / or the concentration of the respective diffusion element and thus generally influence on the specific properties of the modified surface layer can be taken.
  • the at least one measure can be carried out for a period of between 10 and 50 hours, in particular between 20 and 40 hours, more particularly for 30 hours.
  • the specifically selected duration is typically determined according to the respective diffusion element which is intended to diffuse into the starting material or base material as part of carrying out the measure, ie generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based.
  • modified surface layers can be formed via the process parameters used in the course of carrying out the measure; it is therefore conceivable that (also) over the long term influence e.g. B. on the penetration depth and / or the concentration of the respective diffusion element and thus generally influence on the specific properties of the modified surface layer can be taken.
  • the at least one measure results in at least one diffusion element diffusing into the surface of the at least one wall, with the respective diffusion element being incorporated into the lattice structure of the starting material or base material forming the at least one wall—this is, as mentioned, typically around an iron-based material - can diffuse in and thus modify the properties.
  • the at least one measure can include the formation of mixed crystals or compounds of the starting material or base material of the at least one wall with the at least one diffusion element or in a formation of mixed crystals or compounds of the starting material or base material of the at least one wall with the at least one Diffusion element result.
  • the formation of corresponding mixed crystals or corresponding compounds can result in the special properties of the respective modified surface layer.
  • the at least one measure can include the application of a particularly gaseous, liquid, viscous or solid substance containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element.
  • Composition on the include at least one wall.
  • the method can therefore, after the at least one extruder cylinder has been provided, first carry out a first partial step of applying a composition containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element, optionally also to be designated or considered as a dispensing agent, to the at least a wall and then, as a second sub-step, the temperature control of the respective wall or the extruder cylinder, which is necessary for initiating corresponding diffusion processes.
  • a corresponding composition containing the at least one diffusion element can be gaseous, liquid, pasty or viscous or solid; with a corresponding composition it can be z.
  • the respective composition can undergo a phase change during tempering.
  • z. B. aluminum, boron, chromium, silicon, vanadium can be used as a diffusion element.
  • at least one diffusion element from the group: aluminum, boron, chromium, silicon, vanadium can be used.
  • the at least one measure can therefore specifically include aluminizing, boriding, chroming or inchroming, or siliconizing, or vanadizing.
  • the at least one measure results in a modified surface layer with improved properties.
  • the improved properties of the modified surface layer can be based on an improved hardness compared to the starting or base material.
  • the at least one measure can, depending on the diffusion element, e.g. B. result in a modified surface layer with a hardness in a range between 700 and 3250 HV, in particular between 750 and 3000 HV.
  • the aforementioned hardness values are typically up to a temperature of at least 500° C., optionally at least 600° C., further optionally at least 700° C., further optionally at least 800°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 900°C, further optionally at least 1000°C, further optionally at least 1100°C; so that the at least one measure typically results in a modified surface layer with a high temperature stability.
  • an aluminum-containing composition such as e.g. B. Al-Si-Fe, z. B. in the form of granules or powder applied.
  • the application can also take place by introducing the extruder barrel into a bath of a corresponding composition. This is followed by tempering to a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure represents aluminizing.
  • a modified surface layer with aluminum mixed crystals and/or aluminum oxide (AI2O3) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally a Provides protection for low-carbon starting or base materials.
  • the modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a boron-containing composition such as e.g. B. B4C or KBF4, e.g. B. applied in the form of granules or powder or a paste.
  • a temperature in the range between 800 and 1100°C for a period of 30 hours temperature and duration can, as mentioned, vary depending on the desired penetration depth or concentration fundamentally vary.
  • the measure represents boriding.
  • a modified surface layer with iron boride (Fe2B / FeB) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally improved abrasion and tribooxidative features are formed.
  • the modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a silicon-containing composition such as e.g. B. Si-Cl, e.g. B. in the form of granules or powder or in particular a gas applied.
  • the extruder cylinder can B. be stored in an atmosphere containing a corresponding gas.
  • tempering to a temperature in a range between 950 and 1000° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure represents siliconization.
  • a modified surface layer with pure silicon and/or iron silicide (Fe2Si2) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 1300 HV even at temperatures above 500°C and generally improved abrasion properties as well as improved thermomechanical stability.
  • the modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a chromium-containing composition such as e.g. B. CrCh, e.g. B. in the form of granules or powder applied.
  • a temperature in a range between 950 and 1200° C. for a period of 30 h temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration.
  • the A measure in this respect is chroming (chroming).
  • a modified surface layer with iron-chromium mixed crystal compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally offers improved corrosion properties. are formed.
  • the modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a vanadium-containing composition such as e.g. B. vanadium oxide (V2O5), e.g. B. in the form of granules or powder applied.
  • V2O5 vanadium oxide
  • tempering to a temperature in a range between 1000 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure represents vanadium.
  • a modified surface layer with vanadium carbide (VC/V2C) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 3000 HV even at temperatures above 500°C and generally offers improved abrasion properties will.
  • the modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • activators can also be used in addition to the respective dispensing agents, which promote the respective diffusion process.
  • the mechanical properties of the extruder cylinder can therefore be adjusted in a targeted manner after the production of appropriately modified surface layers. In a corresponding further measure, it can be z. B. to a heat treatment such. B. tempering, carburizing, martensitic hardening, etc. act.
  • a second aspect of the invention relates to an extruder barrel for an extrusion device for processing extrudable plastic material.
  • the extruder barrel was produced according to the method according to the first aspect of the invention and is therefore distinguished by a modified outer layer with special properties. All statements in connection with the method according to the first aspect of the invention apply analogously to the extruder barrel according to the second aspect of the invention and vice versa.
  • the extruder cylinder can be designed to be comparatively compact.
  • the extruder barrel can have a diameter in a range between 30 and 50 mm and, based thereon, a length-to-diameter (L/D) ratio of 10-30, in particular 15.
  • L/D length-to-diameter
  • the method is therefore particularly suitable for modifying the properties of the wall(s) delimiting a respective receiving space in correspondingly compact extruder cylinders.
  • a third aspect of the invention relates to an extrusion device with an extruder cylinder according to the second aspect of the invention. All statements made in connection with the method according to the first aspect of the invention therefore also apply analogously to the extrusion device according to the third aspect of the invention.
  • the extrusion device typically also includes an extruder screw accommodated in the receiving space of the extruder cylinder and a drive device, in particular a motor, assigned to the extruder screw.
  • the extrusion device can be used for the extrusion-based production of at least one three-dimensional object (not shown), such as e.g. B. a technical component or a technical component group set up.
  • the extrusion-based production of a three-dimensional object by means of the extrusion device can therefore be carried out at least in sections, optionally completely, in layers.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic representation of an extruder cylinder according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG 3 shows an enlarged view of a modified surface layer according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.
  • the method is used to produce an extruder barrel 1, as z. B. in Fig. 2 is shown in a perspective view.
  • the method can also be referred to or considered as a method for producing a modified surface layer in the area of a wall 3 delimiting a receiving space 2 of an extruder cylinder 1 .
  • a corresponding extruder cylinder 1 comprises a, in particular cylindrical, receiving space 2 delimited by one or more wall(s) 3 for receiving an extruder screw (not shown).
  • the receiving space 2 serves to melt extrudable plastic material, which is typically supplied in the form of granules to the extruder cylinder 1 or to a higher-level extrusion device (not shown) that encompasses it.
  • the receiving space 2 can be divided into several functionally different zones; In particular, the receiving space 2 can be divided into a feed zone, a compression zone and a metering zone.
  • a first step S1 of the method at least one corresponding extruder barrel 1, i. H. an extruder cylinder 1, which comprises a receiving space 2 delimited by one or more wall(s) 3 for receiving an extruder screw.
  • the extruder cylinder 1 is formed, at least in the area of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2, from a starting material or base material which is formed by thermochemical processes, i. H. in particular thermochemical diffusion processes, in its properties, d. H. especially in its mechanical as well as in its thermal properties can be modified.
  • the extruder cylinder 1 is made, for example, of an iron-based material or substance, at least in the region of the wall(s) 2 delimiting the receiving space 2.
  • B. a steel, further in particular a non-alloyed or a low-alloyed steel formed.
  • an extruder cylinder 1 made of an iron-based starting material or base material in particular a steel, more particularly a non-alloyed or a low-alloyed steel, can therefore be used.
  • a measure is carried out to influence the surface properties of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2, the measure including at least one thermally induced diffusion process for diffusing at least one diffusion element into the surface of the wall(s) 3 contains.
  • the second step S2 of the method is therefore at least a measure is carried out by means of which the properties, ie in particular the mechanical and/or thermal properties, further in particular the thermomechanical properties, and/or the tribological properties and/or the corrosion properties and/or the oxidation properties, of the wall(s) 3 are specifically modified will. In this way, edge layers 4 (cf. FIG.
  • modified edge layers 4 can be formed with modified or improved properties compared to other areas of the extruder cylinder 1, ie in particular with improved abrasion, corrosion and/or oxidation and/or wear properties.
  • the specific properties of corresponding modified edge layers 4 are essentially determined by the parameters specified in more detail below, such as e.g. B. Duration, temperature, etc., which are used in the implementation of the respective measure.
  • the measure includes at least one thermally induced diffusion process for diffusing in at least one diffusion element, i. H. e.g. B. aluminum or boron or chromium or silicon or vanadium, in the surface of the wall (s) 3; the measure therefore results in diffusion processes and thus at least one diffusion element diffusing into the surface of the wall(s) 3.
  • the respective diffusion element can, in particular, be incorporated into the lattice structure of the starting or base material forming the wall(s) 3 - this is , as mentioned, around an iron-based material - diffuse in and thus modify the properties.
  • the measure is carried out in such a way that the diffusion element or elements diffuse in only in the region of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2 . Consequently, there is a local modification of the properties of the extruder barrel 1 only in the region of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2 and thus only in the region of the extruder barrel 1 which is subject to special stresses during operation, such as e.g. B. abrasion, corrosion, wear, etc., is exposed.
  • the measure includes the formation of a surface layer 4 that is modified compared to the original surface layer of the wall(s) 3, in particular with regard to its chemical composition, or results in the formation of a surface layer of the wall that is compared to an original surface layer (en) 3, in particular with regard to its chemical composition, modified surface layer 4.
  • a correspondingly modified surface layer 4 is characterized by improved properties compared to the original surface layer.
  • the measure can be carried out at a temperature from a range between 700 and 1300°C, in particular between 750 and 1250°C, more particularly between 800 and 1200°C.
  • the specifically selected temperature is typically determined by the respective diffusion element, which is intended to diffuse into the starting or base material as part of carrying out the measure, i. H. generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based.
  • the at least one measure can be carried out for a period of between 10 and 50 hours, in particular between 20 and 40 hours, more particularly for 30 hours.
  • the specifically selected duration is typically determined by the particular diffusion element which is to diffuse into the starting or base material as part of carrying out the measure, i. H. generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based.
  • the at least one measure results in at least one diffusion element diffusing into the surface of the wall(s) 3, with the respective diffusion element diffusing into the lattice structure of the starting or base material forming the wall(s) 3 and thus modifying the properties can.
  • the measure can include the formation of mixed crystals or compounds of the starting or base material of the wall(s) 3 with the at least one diffusion element or in a formation of mixed crystals or compounds of the starting or Base material of the wall (s) 3 result with the at least one diffusion element.
  • the formation of corresponding mixed crystals or corresponding compounds can result in the special properties of the respective modified surface layer 4.
  • the measure can include applying a composition containing at least one diffusion element or a compound containing at least one diffusion element, in particular gaseous, liquid, viscous or solid, to the wall(s).
  • the method can therefore initially include a first partial step S2.1 of applying a composition containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element, optionally also to be designated or considered as a dispensing agent the wall(s) 3 and then, as a second partial step S.2.2, the temperature control of the respective wall(s) 3 or the extruder cylinder 1 required for initiating corresponding diffusion processes.
  • a corresponding composition containing the at least one diffusion element can be gaseous, liquid, pasty or viscous or solid; with a corresponding composition it can be z.
  • the respective composition can undergo a phase change during tempering.
  • the improved properties of the modified surface layer 4 can be based on or result from an improved hardness compared to the starting or base material.
  • the measure can, depending on the diffusion element z. B. result in a modified surface layer with a hardness in a range between 700 and 3250 HV, in particular between 750 and 3000 HV.
  • the aforementioned hardness values are typically up to a temperature of at least 500° C., optionally at least 600° C., further optionally from at least 700°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 900°C, further optionally at least 1000°C, further optionally at least 1100°C; so that the measure typically results in a modified surface layer 4 with high temperature stability.
  • an aluminum-containing composition such as e.g. B. Al-Si-Fe, z. B. in the form of granules or powder applied.
  • a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration.
  • the measure represents an aluminizing.
  • a modified surface layer 4 with aluminum mixed crystals and/or aluminum oxide (AhOsj compounds) can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally has a
  • the modified surface layer 4 can have a layer thickness d in a range between 0.1 and 0.3 mm resulting from the penetration depth.
  • a boron-containing composition such as e.g. B. B4C or KBF4, e.g. B. applied in the form of granules or powder or a paste.
  • a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure constitutes a borating
  • a modified surface layer 4 with iron boride (Fe2B/FeB) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved abrasion and tribo-oxidative properties .
  • the modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a silicon-containing composition such as e.g. B. SiCl, z. B. in the form of granules or powder or in particular a gas applied.
  • the extruder barrel 1 can do this, for. B. be stored in an atmosphere containing a corresponding gas.
  • tempering to a temperature in a range between 950 and 1000° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure represents siliconizing.
  • a modified surface layer 4 with pure silicon and/or iron silicide (Fe2Si2) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 1300 HV even at temperatures above 500° C. and generally improves it Abrasion properties and improved thermomechanical stability are formed.
  • the modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • a chromium-containing composition such as e.g. B. CrCh, e.g. B. in the form of granules or powder applied.
  • a temperature in a range between 950 and 1200° C. for a period of 30 h temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration.
  • the measure represents chroming (chroming).
  • a modified surface layer 4 with iron-chromium mixed-crystal compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved corrosion properties.
  • the modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • V2O5 vanadium oxide
  • tempering to a temperature in a range between 1000 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration).
  • the measure represents vanadizing.
  • a modified surface layer 4 with vanadium carbide (VC/V2C) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 3000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved abrasion properties. are formed.
  • the modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.
  • activators can also be used, which promote the respective diffusion process.
  • step S2 also indicates that after the measure, ie after step S2, optionally at least one further measure, cf. step S3, can be carried out to influence the mechanical properties of the wall(s) 3.
  • the mechanical properties of the extruder barrel 1 can therefore after Generation of corresponding modified edge layers 4 are specifically adjusted.
  • it can be z. B. to a heat treatment such. B. tempering, carburizing, martensitic hardening, etc. act.
  • the extruder barrel 1 can have a diameter in a range between 30 and 50 mm and based thereon a length-to-diameter ratio (L/D ratio) of 10-30, in particular 15.
  • L/D ratio length-to-diameter ratio
  • the method is therefore particularly suitable for modifying the properties of the wall(s) 3 delimiting a respective receiving space 2 in a correspondingly compact extruder cylinder 1.

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Abstract

Method for producing an extruder barrel (1), the extruder barrel (1) comprising a receiving chamber (2), delimited by at least one wall (3), for receiving an extruder screw, and the method comprising the following steps: providing at least one extruder barrel (1), the extruder barrel (1) comprising a receiving chamber (2), delimited by at least one wall (3), for receiving an extruder screw, and carrying out at least one measure to influence the surface properties of the at least one wall (3) delimiting the receiving chamber (2), the measure including at least one thermally induced diffusion process for diffusing at least one diffusion element into the surface of the at least one wall (3).

Description

BESCH REI BU N G DESCRIPTION

Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders Process for manufacturing an extruder barrel

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders, wobei der Extruderzylinder einen durch wenigstens eine Wandung begrenzten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfasst. The invention relates to a method for producing an extruder barrel, the extruder barrel comprising a receiving space delimited by at least one wall for receiving an extruder screw.

Verfahren zur Herstellung entsprechender Extruderzylinder, welche üblicherweise einen durch wenigstens eine Wandung begrenzten Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfassen, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungen dem Grunde nach bekannt. Methods for producing corresponding extruder barrels, which usually comprise a receiving space delimited by at least one wall for receiving an extruder screw, are basically known in various designs from the prior art.

Da es sich bei entsprechenden Extruderzylindern typischerweise um Bauteile handelt, welche im Betrieb einer Extrusionseinrichtung, d. h. im Rahmen der Verarbeitung von extrudierbaren Kunststoffmaterialien, besonderen Beanspruchungen, wie z. B. Abrasion, Korrosion, Verschleiß, etc., ausgesetzt sind, besteht ein Bedarf nach praktikablen Prinzipien, über welche sich Extruderzylinder in effizienter und zuverlässiger Weise mit verbesserten Eigenschaften herstellen lassen. Since the corresponding extruder cylinders are typically components that are used during operation of an extrusion device, i. H. in the context of processing extrudable plastic materials, special stresses, such as e.g. B. abrasion, corrosion, wear, etc., there is a need for practicable principles, which can be used to produce extruder barrels in an efficient and reliable manner with improved properties.

Der Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders mit verbesserten Eigenschaften anzugeben. Proceeding from this, the invention is based on the object of specifying an improved method for producing an extruder barrel with improved properties.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders gemäß Anspruch 1 gelöst. Die hierzu abhängigen Ansprüche betreffen mögliche Ausführungsformen des Verfahrens. The object is achieved by a method for producing an extruder barrel according to claim 1. The claims dependent on this relate to possible embodiments of the method.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders. Der Extruderzylinder umfasst einen durch wenigstens eine Wandung begrenzten, insbesondere zylindrischen, Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Extruderschnecke. Der Aufnahmeraum dient im Betrieb des Extruderzylinders typischerweise gleichermaßen zum Aufschmelzen von extrudierbarem Kunststoffmaterial, welches dem Extruderzylinder bzw. einer diesen umfassenden übergeordneten Extrusionseinrichtung typischerweise in Form eines Granulats zugeführt wird. Der Aufnahmeraum kann dabei in mehrere funktional unterschiedliche Zonen aufgeteilt sein; insbesondere kann der Aufnahmeraum in eine Einzugszone, eine Kompressionszone und eine Meteringzone aufgeteilt sein. A first aspect of the invention relates to a method for producing an extruder barrel. The extruder cylinder comprises a receiving space, in particular cylindrical, delimited by at least one wall, for receiving an extruder screw. The recording room is used in the operation of the Extruder cylinder typically equally for melting extrudable plastic material, which is typically fed to the extruder cylinder or a higher-level extrusion device comprising this in the form of granules. The recording space can be divided into several functionally different zones; In particular, the receiving space can be divided into a feed zone, a compression zone and a metering zone.

In einem ersten Schritt des Verfahrens wird wenigstens ein entsprechender Extruderzylinder, d. h. ein Extruderzylinder, welcher einen durch wenigstens eine Wandung begrenzten, insbesondere zylindrischen, Aufnahmeraum zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfasst, bereitgestellt. In a first step of the process, at least one corresponding extruder barrel, i. H. an extruder cylinder, which comprises a receiving space delimited by at least one wall, in particular cylindrical, for receiving an extruder screw.

Der Extruderzylinder ist zumindest im Bereich der den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung(en) aus einem Ausgangs- oder Grundmaterial gebildet, welches sich durch thermochemische Prozesse, d. h. insbesondere thermochemische Diffusionsprozesse, in seinen Eigenschaften, d. h. insbesondere in seinen mechanischen wie auch in seinen thermischen Eigenschaften, modifizieren lässt. Beispielsweise kann der Extruderzylinder zumindest im Bereich der den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung(en) aus einem Eisen-basierten Material bzw. Werkstoff, wie z. B. einem Stahl, weiter insbesondere einem nicht-legierten oder einem niedrig-legierten Stahl, gebildet sein. Verfahrensgemäß kann sonach ein Extruderzylinder mit einer den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung aus einem Eisen-basierten Grundmaterial, insbesondere einem Stahl, weiter insbesondere einem nichtlegierten oder einem niedrig-legierten Stahl, verwendet werden. Selbstverständlich kann auch der gesamte Extruderzylinder aus einem entsprechenden Ausgangs- bzw. Grundmaterial gebildet sein. At least in the region of the wall(s) delimiting the receiving space, the extruder cylinder is formed from a starting material or base material which is formed by thermochemical processes, i. H. in particular thermochemical diffusion processes, in its properties, d. H. especially in its mechanical as well as in its thermal properties can be modified. For example, the extruder cylinder can be made of an iron-based material or material, such as e.g. B. a steel, further in particular a non-alloyed or a low-alloyed steel. According to the method, an extruder cylinder with a wall delimiting the receiving space made of an iron-based base material, in particular a steel, more particularly a non-alloy or a low-alloy steel, can therefore be used. Of course, the entire extruder cylinder can also be formed from a corresponding starting or base material.

In einem zweiten Schritt des Verfahrens erfolgt ein Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der wenigstens einen den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung, wobei die Maßnahme wenigstens einen thermisch induzierten Diffusionsvorgang zum Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der wenigstens einen Wandung beinhaltet. In dem zweiten Schritt des Verfahrens wird sonach wenigstens eine Maßnahme durchgeführt, vermittels welcher die Eigenschaften, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften, weiter insbesondere die thermomechanischen Eigenschaften, und/oder die tribologischen Eigenschaften und/oder die Korrosionseigenschaften und/oder die Oxidationseigenschaften, der wenigstens einen Wandung gezielt modifiziert werden. Derart lassen sich Randschichten mit im Vergleich zu übrigen Bereichen der jeweiligen Wandung(en) bzw. zu übrigen Bereichen des Extruderzylinders modifizierten bzw. verbesserten Eigenschaften, d. h. insbesondere mit verbesserten Abrasions-, Korrosions- und/oder Oxidations- und/oder Verschleißeigenschaften, bilden. Die konkreten Eigenschaften entsprechender modifizierter Randschichten bestimmen sich im Wesentlichen über die im Weiteren näher spezifizierten Parameter, wie z. B. Dauer, Temperatur, etc., welche im Rahmen der Durchführung der wenigstens einen Maßnahme angewendet werden. In a second step of the method, at least one measure is carried out to influence the surface properties of the at least one wall delimiting the receiving space, the measure involving at least one thermally induced diffusion process for inward diffusion at least one diffusion element included in the surface of the at least one wall. In the second step of the method, at least one measure is therefore carried out by means of which the properties, ie in particular the mechanical and/or thermal properties, more particularly the thermomechanical properties, and/or the tribological properties and/or the corrosion properties and/or the oxidation properties , The at least one wall can be modified in a targeted manner. In this way, edge layers can be formed with modified or improved properties compared to other areas of the respective wall(s) or to other areas of the extruder barrel, ie in particular with improved abrasion, corrosion and/or oxidation and/or wear properties. The specific properties of correspondingly modified surface layers are essentially determined by the parameters specified in more detail below, such as e.g. B. duration, temperature, etc., which are used in the implementation of at least one measure.

Die wenigstens eine Maßnahme beinhaltet wenigstens einen thermisch induzierten Diffusionsvorgang zum Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements, d. h. z. B. Aluminium oder Bor oder Chrom oder Silicium oder Vanadium, in die Oberfläche der wenigstens einen Wandung; die wenigstens eine Maßnahme resultiert sonach in Diffusionsprozessen und damit einem Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der wenigstens einen Wandung. Das jeweilige Diffusionselement kann insbesondere in die Gitterstruktur des die wenigstens eine Wandung bildenden Ausgangs- bzw. Grundmaterials - bei diesem handelt es sich, wie erwähnt, typischerweise um einen Eisen-basierten Werkstoff - eindiffundieren und so die Eigenschaften modifizieren. The at least one measure includes at least one thermally induced diffusion process for diffusing in at least one diffusion element, i. H. e.g. B. aluminum or boron or chromium or silicon or vanadium, in the surface of the at least one wall; the at least one measure therefore results in diffusion processes and thus in diffusion of at least one diffusion element into the surface of the at least one wall. The respective diffusion element can in particular diffuse into the lattice structure of the starting material or base material forming the at least one wall—this is, as mentioned, typically an iron-based material—and thus modify the properties.

Typischerweise wird die wenigstens eine Maßnahme so durchgeführt, dass ein Eindiffundieren des oder der jeweiligen Diffusionselemente ausschließlich im Bereich der den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung(en) erfolgt. Mithin erfolgt typischerweise ein lokales Modifizieren der Eigenschaften des Extruderzylinders nur im Bereich der den Aufnahmeraum begrenzenden Wandung(en) und somit nur in dem Bereich des Extruderzylinders, welcher im Betrieb besonderen Beanspruchungen, wie z. B. Abrasion, Korrosion, Verschleiß, etc., ausgesetzt ist. Dies stellt einen äußerst effizienten Ansatz zur Herstellung eines Extruderzylinders dar. Typically, the at least one measure is carried out in such a way that the diffusion element or elements diffuse in exclusively in the area of the wall(s) delimiting the receiving space. Consequently, there is typically a local modification of the properties of the Extruder cylinder only in the area of the receiving space delimiting wall (s) and thus only in the area of the extruder cylinder, which during operation special stresses such. B. abrasion, corrosion, wear, etc., is exposed. This represents an extremely efficient approach to making an extruder barrel.

Insgesamt liegt damit ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders mit verbesserten Eigenschaften vor. Overall, there is therefore an improved method for producing an extruder barrel with improved properties.

Die wenigstens eine Maßnahme kann, wie erwähnt, die Bildung in einer im Vergleich zu einer ursprünglichen Randschicht der wenigstens einen Wandung, insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht beinhalten oder in der Bildung in einer im Vergleich zu einer ursprünglichen Randschicht der wenigstens einen Wandung, insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht resultieren. Eine entsprechende modifizierte Randschicht zeichnet sich, wie ebenso erwähnt, gegenüber der ursprünglichen Randschicht in verbesserten Eigenschaften aus. As mentioned, the at least one measure can include the formation of a modified surface layer compared to an original surface layer of the at least one wall, in particular with regard to its chemical composition, or the formation of a surface layer of the at least one wall compared to an original surface layer Wall, in particular with regard to their chemical composition, modified surface layer result. As also mentioned, a correspondingly modified surface layer is characterized by improved properties compared to the original surface layer.

Die wenigstens eine Maßnahme kann bei einer Temperatur aus einem Bereich zwischen 700 und 1300°C, insbesondere zwischen 750 und 1250°C, weiter insbesondere zwischen 800 und 1200°C, durchgeführt werden. Die konkrete ausgewählte Temperatur bestimmt sich typischerweise nach dem jeweiligen Diffusionselement, welches im Rahmen der Durchführung der Maßnahme in das Ausgangs- bzw. Grundmaterial diffundieren soll, d. h. im Allgemeinen nach dem der konkret durchgeführten Maßnahme zugrunde liegenden thermochemischen Prozess. Grundsätzlich gilt, wie oben angedeutet, dass sich über die im Rahmen der Durchführung der Maßnahme angewandten Prozessparameter modifizierte Randschichten ausbilden lassen; mithin ist es denkbar, dass über die Temperatur Einfluss z. B. auf die Eindringtiefe und/oder die Konzentration des jeweiligen Diffusionselements und damit im Allgemeinen Einfluss auf die konkreten Eigenschaften der modifizierten Randschicht genommen werden kann. Die wenigstens eine Maßnahme kann für eine Dauer aus einem Bereich zwischen 10 und 50 h, insbesondere zwischen 20 und 40 h, weiter insbesondere für 30 h, durchgeführt werden. Die konkrete ausgewählte Dauer bestimmt sich typischerweise nach dem jeweiligen Diffusionselement, welches im Rahmen der Durchführung der Maßnahme in das Ausgangs- bzw. Grundmaterial diffundieren soll, d. h. im Allgemeinen nach dem der konkret durchgeführten Maßnahme zugrunde liegenden thermochemischen Prozess. Grundsätzlich gilt, wie oben angedeutet, dass sich über die im Rahmen der Durchführung der Maßnahme angewandten Prozessparameter modifizierte Randschichten ausbilden lassen; mithin ist es denkbar, dass (auch) über die Dauer Einfluss z. B. auf die Eindringtiefe und/oder die Konzentration des jeweiligen Diffusionselements und damit im Allgemeinen Einfluss auf die konkreten Eigenschaften der modifizierten Randschicht genommen werden kann. The at least one measure can be carried out at a temperature from a range between 700 and 1300°C, in particular between 750 and 1250°C, more particularly between 800 and 1200°C. The specifically selected temperature is typically determined according to the respective diffusion element, which is intended to diffuse into the starting material or base material as part of the implementation of the measure, ie generally according to the thermochemical process on which the specifically implemented measure is based. In principle, as indicated above, modified surface layers can be formed via the process parameters used in the course of carrying out the measure; it is therefore conceivable that the influence of temperature, e.g. B. on the penetration depth and / or the concentration of the respective diffusion element and thus generally influence on the specific properties of the modified surface layer can be taken. The at least one measure can be carried out for a period of between 10 and 50 hours, in particular between 20 and 40 hours, more particularly for 30 hours. The specifically selected duration is typically determined according to the respective diffusion element which is intended to diffuse into the starting material or base material as part of carrying out the measure, ie generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based. In principle, as indicated above, modified surface layers can be formed via the process parameters used in the course of carrying out the measure; it is therefore conceivable that (also) over the long term influence e.g. B. on the penetration depth and / or the concentration of the respective diffusion element and thus generally influence on the specific properties of the modified surface layer can be taken.

Wie erwähnt, resultiert die wenigstens eine Maßnahme in einem Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der wenigstens einen Wandung, wobei das jeweilige Diffusionselement in die Gitterstruktur des die wenigstens eine Wandung bildenden Ausgangs- bzw. Grundmaterials - bei diesem handelt es sich, wie erwähnt, typischerweise um einen Eisen-basierten Werkstoff - eindiffundieren und so die Eigenschaften modifizieren kann. Insbesondere kann die wenigstens eine Maßnahme die Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der wenigstens einen Wandung mit dem wenigstens einen Diffusionselement beinhaltet oder in einer Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der wenigstens einen Wandung mit dem wenigstens einen Diffusionselement resultieren. Die Bildung entsprechender Mischkristalle bzw. entsprechender Verbindungen kann in den besonderen Eigenschaften der jeweiligen modifizierten Randschicht resultieren. As mentioned, the at least one measure results in at least one diffusion element diffusing into the surface of the at least one wall, with the respective diffusion element being incorporated into the lattice structure of the starting material or base material forming the at least one wall—this is, as mentioned, typically around an iron-based material - can diffuse in and thus modify the properties. In particular, the at least one measure can include the formation of mixed crystals or compounds of the starting material or base material of the at least one wall with the at least one diffusion element or in a formation of mixed crystals or compounds of the starting material or base material of the at least one wall with the at least one Diffusion element result. The formation of corresponding mixed crystals or corresponding compounds can result in the special properties of the respective modified surface layer.

Die wenigstens eine Maßnahme kann in allen Ausführungsformen des Verfahrens ein Aufbringen einer das wenigstens eine Diffusionselement oder eine das wenigstens eine Diffusionselement enthaltenden Verbindung beinhaltenden, insbesondere gasförmigen, flüssigen, viskosen oder festen, Zusammensetzung auf die wenigstens eine Wandung beinhalten. Das Verfahren kann sonach nach dem Bereitstellen des wenigstens einen Extruderzylinders, zunächst einen ersten Teilschritt des Aufbringens einer das wenigstens eine Diffusionselement oder eine das wenigstens eine Diffusionselement enthaltenden Verbindung beinhaltenden, gegebenenfalls auch als auch als Spendermittel zu bezeichnende bzw. zu erachtende, Zusammensetzung auf die wenigstens eine Wandung und sodann als zweiten Teilschritt das zum Initiieren entsprechender Diffusionsprozesse erforderliche Temperieren der jeweiligen Wandung bzw. des Extruderzylinders beinhalten. Eine entsprechende das wenigstens eine Diffusionselement beinhaltende Zusammensetzung kann gasförmig, flüssig, pastös bzw. viskos oder fest sein; bei einer entsprechenden Zusammensetzung kann es sich sonach z. B. um ein Gas, eine Flüssigkeit, eine Paste, ein Gel oder einen Festkörper, wie z. B. ein Granulat oder ein Pulver, handeln. Je nach seinem ursprünglichen Aggregatzustand, kann die jeweilige Zusammensetzung im Rahmen des Temperierens einen Phasenwechsel vollziehen. In all embodiments of the method, the at least one measure can include the application of a particularly gaseous, liquid, viscous or solid substance containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element. Composition on the include at least one wall. The method can therefore, after the at least one extruder cylinder has been provided, first carry out a first partial step of applying a composition containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element, optionally also to be designated or considered as a dispensing agent, to the at least a wall and then, as a second sub-step, the temperature control of the respective wall or the extruder cylinder, which is necessary for initiating corresponding diffusion processes. A corresponding composition containing the at least one diffusion element can be gaseous, liquid, pasty or viscous or solid; with a corresponding composition it can be z. B. to a gas, a liquid, a paste, a gel or a solid such. B. a granulate or a powder act. Depending on its original state of aggregation, the respective composition can undergo a phase change during tempering.

Wie erwähnt, kann z. B. Aluminium, Bor, Chrom, Silicium, Vanadium als Diffusionselement verwendet werden. Verfahrensgemäß kann sonach wenigstens ein Diffusionselement aus der Gruppe: Aluminium, Bor, Chrom, Silicium, Vanadium verwendet werden. Die wenigstens eine Maßnahme kann konkret sonach ein Aluminieren, ein Borieren, ein Chromieren bzw. Inchromieren, oder ein Silizieren, oder ein Vanadieren beinhalten. As mentioned, z. B. aluminum, boron, chromium, silicon, vanadium can be used as a diffusion element. According to the method, at least one diffusion element from the group: aluminum, boron, chromium, silicon, vanadium can be used. The at least one measure can therefore specifically include aluminizing, boriding, chroming or inchroming, or siliconizing, or vanadizing.

Wie erwähnt, resultiert die wenigstens eine Maßnahme in einer modifizierten Randschicht mit verbesserten Eigenschaften. Die verbesserten Eigenschaften der modifizierten Randschicht können einer im Vergleich zu dem Ausgangs- bzw. Grundmaterial verbesserten Härte zugrunde liegen. Die wenigstens eine Maßnahme kann je nach Diffusionselement z. B. in einer modifizierten Randschicht mit einer Härte in einem Bereich zwischen 700 und 3250 HV, insbesondere zwischen 750 und 3000 HV, resultieren. Die vorgenannten Härtewerte sind, je nach verwendetem Diffusionselement, typischerweise bis zu einer Temperatur von wenigstens 500°C, gegebenenfalls von wenigstens 600°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 700°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 800°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 800°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 900°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 1000°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 1100°C, gegeben; sodass die wenigstens eine Maßnahme typischerweise in einer modifizierten Randschicht mit einer hohen Temperaturstabilität resultiert. As mentioned, the at least one measure results in a modified surface layer with improved properties. The improved properties of the modified surface layer can be based on an improved hardness compared to the starting or base material. The at least one measure can, depending on the diffusion element, e.g. B. result in a modified surface layer with a hardness in a range between 700 and 3250 HV, in particular between 750 and 3000 HV. Depending on the diffusion element used, the aforementioned hardness values are typically up to a temperature of at least 500° C., optionally at least 600° C., further optionally at least 700° C., further optionally at least 800°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 900°C, further optionally at least 1000°C, further optionally at least 1100°C; so that the at least one measure typically results in a modified surface layer with a high temperature stability.

Nachfolgend werden in nicht abschließender Aufzählung konkrete Beispiel für Ausführungsformen des Verfahrens gegeben. Concrete examples of embodiments of the method are given below in a non-exhaustive list.

Gemäß einem ersten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum des bereitgestellten Extruderzylinders begrenzenden Wandung(en) aus einem Stahl eine Aluminium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Al-Si- Fe, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Das Aufbringen kann auch durch Einbringen des Extruderzylinders in ein Bad aus einer entsprechenden Zusammensetzung erfolgen. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 800 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Aluminieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht mit Aluminium-Mischkristallen und/oder Aluminiumoxid (AI2O3)- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen einen Schutz für Kohlenstoff-arme Ausgangs- oder Grundmaterialien bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a first example, an aluminum-containing composition (dispenser), such as e.g. B. Al-Si-Fe, z. B. in the form of granules or powder applied. The application can also take place by introducing the extruder barrel into a bath of a corresponding composition. This is followed by tempering to a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents aluminizing. In this way, a modified surface layer with aluminum mixed crystals and/or aluminum oxide (AI2O3) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally a Provides protection for low-carbon starting or base materials. The modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem zweiten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum des bereitgestellten Extruderzylinders begrenzenden Wandung(en) aus einem Stahl eine Bor enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. B4C oder KBF4, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers oder einer Paste, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 800 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Borieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht mit Eisenborid (Fe2B / FeB)-Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasions- und tribooxidative Eigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a second example, a boron-containing composition (dispenser), such as e.g. B. B4C or KBF4, e.g. B. applied in the form of granules or powder or a paste. This is followed by tempering to a temperature in the range between 800 and 1100°C for a period of 30 hours (temperature and duration can, as mentioned, vary depending on the desired penetration depth or concentration fundamentally vary). In this respect, the measure represents boriding. In this way, a modified surface layer with iron boride (Fe2B / FeB) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally improved abrasion and tribooxidative features are formed. The modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem dritten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum des bereitgestellten Extruderzylinders begrenzenden Wandung(en) aus einem Stahl eine Silicium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Si-Cl, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers oder insbesondere eines Gases, aufgebracht. Der Extruderzylinder kann hierfür z. B. in einer ein entsprechendes Gas enthaltenden Atmosphäre gelagert werden. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 950 und 1000°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Silizieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht mit reinem Silicium und/oder Eisensilizid(Fe2Si2)-Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 1300 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasionseigenschaften sowie eine verbesserte thermomechanische Stabilität bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a third example, a silicon-containing composition (dispenser), such as e.g. B. Si-Cl, e.g. B. in the form of granules or powder or in particular a gas applied. For this purpose, the extruder cylinder can B. be stored in an atmosphere containing a corresponding gas. This is followed by tempering to a temperature in a range between 950 and 1000° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents siliconization. In this way, a modified surface layer with pure silicon and/or iron silicide (Fe2Si2) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 1300 HV even at temperatures above 500°C and generally improved abrasion properties as well as improved thermomechanical stability. The modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem vierten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum des bereitgestellten Extruderzylinders begrenzenden Wandung(en) aus einem Stahl eine Chrom enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. CrCh, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 950 und 1200°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Chromieren (Inchromieren) dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht mit Eisen-Chrom-Mischkristallen-Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Korrosionseigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a fourth example, a chromium-containing composition (dispenser), such as e.g. B. CrCh, e.g. B. in the form of granules or powder applied. This is followed by tempering to a temperature in a range between 950 and 1200° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). the A measure in this respect is chroming (chroming). In this way, a modified surface layer with iron-chromium mixed crystal compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500°C and generally offers improved corrosion properties. are formed. The modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem fünften Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum des bereitgestellten Extruderzylinders begrenzenden Wandung(en) aus einem Stahl eine Vanadium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Vanadiumoxid (V2O5), z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1000 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Vanadieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht mit Vanadiumcarbid (VC / V2C)- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 3000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasionseigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a fifth example, a vanadium-containing composition (dispenser), such as e.g. B. vanadium oxide (V2O5), e.g. B. in the form of granules or powder applied. This is followed by tempering to a temperature in a range between 1000 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents vanadium. In this way, a modified surface layer with vanadium carbide (VC/V2C) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 3000 HV even at temperatures above 500°C and generally offers improved abrasion properties will. The modified surface layer can have a layer thickness resulting from the penetration depth in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Für alle vorgenannten Beispiele gilt, dass neben den jeweiligen Spendermitteln auch Aktivatoren verwendet werden können, welche den jeweiligen Diffusionsvorgang begünstigen. For all of the aforementioned examples, activators can also be used in addition to the respective dispensing agents, which promote the respective diffusion process.

Einzelne, mehrere oder sämtliche der vorgenannten Beispiele können zudem, z. B. durch zeitlich gestaffelte Abfolge, kombiniert werden. Individual, several or all of the above examples can also, for. B. be combined by staggered sequence.

Für alle Ausführungsformen des Verfahrens gilt, dass nach der wenigstens einen Maßnahme wenigstens eine weitere Maßnahme zur Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften der wenigstens einen Wandung, insbesondere der wenigstens einen modifizierten Randschicht, durchgeführt werden kann. Die mechanischen Eigenschaften des Extruderzylinders können sonach nach Erzeugung entsprechender modifizierter Randschichten gezielt eingestellt werden. Bei einer entsprechenden weiteren Maßnahme kann es sich z. B. um eine Wärmebehandlung, wie z. B. Anlassen, Aufkohlen, martensitisches Härten, etc., handeln. Applies to all embodiments of the method that after the at least one measure, at least one further measure for influencing the mechanical properties of the at least one wall, in particular the at least one modified surface layer, can be carried out. The mechanical properties of the extruder cylinder can therefore be adjusted in a targeted manner after the production of appropriately modified surface layers. In a corresponding further measure, it can be z. B. to a heat treatment such. B. tempering, carburizing, martensitic hardening, etc. act.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft einen Extruderzylinder für eine Extrusionseinrichtung zur Verarbeitung von extrudierbarem Kunststoffmaterial. Der Extruderzylinder wurde gemäß dem Verfahren nach dem ersten Aspekt der Erfindung hergestellt und zeichnet sich sonach durch eine modifizierte Randschicht mit besonderen Eigenschaften aus. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelten analog für den Extruderzylinder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und umgekehrt. A second aspect of the invention relates to an extruder barrel for an extrusion device for processing extrudable plastic material. The extruder barrel was produced according to the method according to the first aspect of the invention and is therefore distinguished by a modified outer layer with special properties. All statements in connection with the method according to the first aspect of the invention apply analogously to the extruder barrel according to the second aspect of the invention and vice versa.

Der Extruderzylinder kann im Hinblick auf seine geometrischen Abmessungen vergleichsweise kompakt ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Extruderzylinder einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 30 und 50 mm und hierauf basierend ein Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis (L/D-Verhältnis) von 10 - 30, insbesondere von 15, aufweisen. Das Verfahren eignet sich sonach insbesondere für die Modifizierung der Eigenschaften der einen jeweiligen Aufnahmeraum begrenzenden Wandung(en) entsprechend kompakt ausgeführter Extruderzylinder. With regard to its geometric dimensions, the extruder cylinder can be designed to be comparatively compact. For example, the extruder barrel can have a diameter in a range between 30 and 50 mm and, based thereon, a length-to-diameter (L/D) ratio of 10-30, in particular 15. The method is therefore particularly suitable for modifying the properties of the wall(s) delimiting a respective receiving space in correspondingly compact extruder cylinders.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft eine Extrusionseinrichtung mit einem Extruderzylinder gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung. Sämtliche Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung gelten sonach ebenso analog für die Extrusionseinrichtung gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. Die Extrusionseinrichtung umfasst neben dem Extruderzylinder typischerweise noch eine in dem Aufnahmeraum des Extruderzylinders aufgenommene Extruderschnecke sowie eine der Extruderschnecke zugeordnete, insbesondere motorische, Antriebseinrichtung. Die Extrusionseinrichtung kann zur extrusionsbasierten Herstellung wenigstens eines dreidimensionalen Objekts (nicht gezeigt), wie z. B. eines technischen Bauelements oder einer technischen Bauelementgruppe, eingerichtet sein. Die extrusionsbasierte Herstellung eines dreidimensionalen Objekts vermittels der Extrusionseinrichtung kann sonach zumindest abschnittsweise, gegebenenfalls vollständig, lagen- bzw. schichtweise erfolgen. A third aspect of the invention relates to an extrusion device with an extruder cylinder according to the second aspect of the invention. All statements made in connection with the method according to the first aspect of the invention therefore also apply analogously to the extrusion device according to the third aspect of the invention. In addition to the extruder cylinder, the extrusion device typically also includes an extruder screw accommodated in the receiving space of the extruder cylinder and a drive device, in particular a motor, assigned to the extruder screw. The extrusion device can be used for the extrusion-based production of at least one three-dimensional object (not shown), such as e.g. B. a technical component or a technical component group set up. The extrusion-based production of a three-dimensional object by means of the extrusion device can therefore be carried out at least in sections, optionally completely, in layers.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen; dabei zeigt: Further advantages, features and details of the invention result from the following description of the drawings; shows:

Fig. 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention;

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Extruderzylinders gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und 2 shows a schematic representation of an extruder cylinder according to an exemplary embodiment of the invention; and

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht einer modifizierten Randschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 3 shows an enlarged view of a modified surface layer according to an exemplary embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention.

Das Verfahren dient der Herstellung eines Extruderzylinders 1 , wie er z. B. in Fig. 2 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist. Wie sich im Weiteren ergibt, kann das Verfahren auch als Verfahren zur Erzeugung einer modifizierten Randschicht im Bereich einer einen Aufnahmeraum 2 eines Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung 3 bezeichnet bzw. erachtet werden. The method is used to produce an extruder barrel 1, as z. B. in Fig. 2 is shown in a perspective view. As follows, the method can also be referred to or considered as a method for producing a modified surface layer in the area of a wall 3 delimiting a receiving space 2 of an extruder cylinder 1 .

Anhand von Fig. 2 ist ersichtlich, dass ein entsprechender Extruderzylinder 1 einen durch eine oder mehrere Wandung(en) 3 begrenzten, insbesondere zylindrischen, Aufnahmeraum 2 zur Aufnahme einer Extruderschnecke (nicht gezeigt) umfasst. Der Aufnahmeraum 2 dient im Betrieb des Extruderzylinders 1 gleichermaßen zum Aufschmelzen von extrudierbarem Kunststoffmaterial, welches dem Extruderzylinder 1 bzw. einer diesen umfassenden übergeordneten Extrusionseinrichtung (nicht gezeigt) typischerweise in Form eines Granulats zugeführt wird. Der Aufnahmeraum 2 kann dabei in mehrere funktional unterschiedliche Zonen aufgeteilt sein; insbesondere kann der Aufnahmeraum 2 in eine Einzugszone, eine Kompressionszone und eine Meteringzone aufgeteilt sein. It can be seen from FIG. 2 that a corresponding extruder cylinder 1 comprises a, in particular cylindrical, receiving space 2 delimited by one or more wall(s) 3 for receiving an extruder screw (not shown). When the extruder cylinder 1 is in operation, the receiving space 2 serves to melt extrudable plastic material, which is typically supplied in the form of granules to the extruder cylinder 1 or to a higher-level extrusion device (not shown) that encompasses it. The receiving space 2 can be divided into several functionally different zones; In particular, the receiving space 2 can be divided into a feed zone, a compression zone and a metering zone.

Bezugnehmend auf das Flussdiagramm in Fig. 1 erfolgt in einem ersten Schritt S1 des Verfahrens wird wenigstens ein entsprechender Extruderzylinder 1 , d. h. ein Extruderzylinder 1 , welcher einen durch eine oder mehrere Wandung(en) 3 begrenzten Aufnahmeraum 2 zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfasst, bereitgestellt. Referring to the flow chart in Fig. 1, in a first step S1 of the method, at least one corresponding extruder barrel 1, i. H. an extruder cylinder 1, which comprises a receiving space 2 delimited by one or more wall(s) 3 for receiving an extruder screw.

Der Extruderzylinder 1 ist zumindest im Bereich der den Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Ausgangs- oder Grundmaterial gebildet, welches sich durch thermochemische Prozesse, d. h. insbesondere thermochemische Diffusionsprozesse, in seinen Eigenschaften, d. h. insbesondere in seinen mechanischen wie auch in seinen thermischen Eigenschaften, modifizieren lässt. In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Extruderzylinder 1 zumindest im Bereich der den Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 2 beispielhaft aus einem Eisen-basierten Material bzw. Werkstoff, wie z. B. einem Stahl, weiter insbesondere einem nicht-legierten oder einem niedrig-legierten Stahl, gebildet. Verfahrensgemäß kann sonach ein Extruderzylinder 1 aus einem Eisen-basierten Ausgangs- bzw. Grundmaterial, insbesondere einem Stahl, weiter insbesondere einem nicht-legierten oder einem niedrig-legierten Stahl, verwendet werden. The extruder cylinder 1 is formed, at least in the area of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2, from a starting material or base material which is formed by thermochemical processes, i. H. in particular thermochemical diffusion processes, in its properties, d. H. especially in its mechanical as well as in its thermal properties can be modified. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the extruder cylinder 1 is made, for example, of an iron-based material or substance, at least in the region of the wall(s) 2 delimiting the receiving space 2. B. a steel, further in particular a non-alloyed or a low-alloyed steel formed. According to the method, an extruder cylinder 1 made of an iron-based starting material or base material, in particular a steel, more particularly a non-alloyed or a low-alloyed steel, can therefore be used.

In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens erfolgt ein Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der den Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 3, wobei die Maßnahme wenigstens einen thermisch induzierten Diffusionsvorgang zum Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der Wandung(en) 3 beinhaltet. In dem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird sonach wenigstens eine Maßnahme durchgeführt, vermittels welcher die Eigenschaften, d. h. insbesondere die mechanischen und/oder thermischen Eigenschaften, weiter insbesondere die thermomechanischen Eigenschaften, und/oder die tribologischen Eigenschaften und/oder die Korrosionseigenschaften und/oder die Oxidationseigenschaften, der Wandung(en) 3 gezielt modifiziert werden. Derart lassen sich Randschichten 4 (vgl. Fig. 3) mit im Vergleich zu übrigen Bereichen des Extruderzylinders 1 modifizierten bzw. verbesserten Eigenschaften, d. h. insbesondere mit verbesserten Abrasions-, Korrosions- und/oder Oxidations- und/oder Verschleißeigenschaften, bilden. Die konkreten Eigenschaften entsprechender modifizierter Randschichten 4 bestimmen sich im Wesentlichen über die im Weiteren näher spezifizierten Parameter, wie z. B. Dauer, Temperatur, etc., welche im Rahmen der Durchführung der jeweiligen Maßnahme angewendet werden. In a second step S2 of the method, at least one measure is carried out to influence the surface properties of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2, the measure including at least one thermally induced diffusion process for diffusing at least one diffusion element into the surface of the wall(s) 3 contains. In the second step S2 of the method is therefore at least a measure is carried out by means of which the properties, ie in particular the mechanical and/or thermal properties, further in particular the thermomechanical properties, and/or the tribological properties and/or the corrosion properties and/or the oxidation properties, of the wall(s) 3 are specifically modified will. In this way, edge layers 4 (cf. FIG. 3) can be formed with modified or improved properties compared to other areas of the extruder cylinder 1, ie in particular with improved abrasion, corrosion and/or oxidation and/or wear properties. The specific properties of corresponding modified edge layers 4 are essentially determined by the parameters specified in more detail below, such as e.g. B. Duration, temperature, etc., which are used in the implementation of the respective measure.

Die Maßnahme beinhaltet wenigstens einen thermisch induzierten Diffusionsvorgang zum Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements, d. h. z. B. Aluminium oder Bor oder Chrom oder Silicium oder Vanadium, in die Oberfläche der Wandung(en) 3; die Maßnahme resultiert sonach in Diffusionsprozessen und damit einem Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der Wandung(en) 3. Das jeweilige Diffusionselement kann insbesondere in die Gitterstruktur des die Wandung(en) 3 bildenden Ausgangs- bzw. Grundmaterials - bei diesem handelt es sich, wie erwähnt, um einen Eisen-basierten Werkstoff - eindiffundieren und so die Eigenschaften modifizieren. The measure includes at least one thermally induced diffusion process for diffusing in at least one diffusion element, i. H. e.g. B. aluminum or boron or chromium or silicon or vanadium, in the surface of the wall (s) 3; the measure therefore results in diffusion processes and thus at least one diffusion element diffusing into the surface of the wall(s) 3. The respective diffusion element can, in particular, be incorporated into the lattice structure of the starting or base material forming the wall(s) 3 - this is , as mentioned, around an iron-based material - diffuse in and thus modify the properties.

Die Maßnahme wird so durchgeführt, dass ein Eindiffundieren des oder der jeweiligen Diffusionselemente ausschließlich im Bereich der den Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 3 erfolgt. Mithin erfolgt ein lokales Modifizieren der Eigenschaften des Extruderzylinders 1 nur im Bereich der den Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 3 und somit nur in dem Bereich des Extruderzylinders, 1 welcher im Betrieb besonderen Beanspruchungen, wie z. B. Abrasion, Korrosion, Verschleiß, etc., ausgesetzt ist. Die Maßnahme beinhaltet, wie erwähnt, die Bildung in einer im Vergleich zu der ursprünglichen Randschicht der Wandung(en) 3, insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht 4 oder resultiert in der Bildung in einer im Vergleich zu einer ursprünglichen Randschicht der Wandung(en) 3, insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht 4. Eine entsprechende modifizierte Randschicht 4 zeichnet sich, wie ebenso erwähnt, gegenüber der ursprünglichen Randschicht in verbesserten Eigenschaften aus. The measure is carried out in such a way that the diffusion element or elements diffuse in only in the region of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2 . Consequently, there is a local modification of the properties of the extruder barrel 1 only in the region of the wall(s) 3 delimiting the receiving space 2 and thus only in the region of the extruder barrel 1 which is subject to special stresses during operation, such as e.g. B. abrasion, corrosion, wear, etc., is exposed. As mentioned, the measure includes the formation of a surface layer 4 that is modified compared to the original surface layer of the wall(s) 3, in particular with regard to its chemical composition, or results in the formation of a surface layer of the wall that is compared to an original surface layer (en) 3, in particular with regard to its chemical composition, modified surface layer 4. As also mentioned, a correspondingly modified surface layer 4 is characterized by improved properties compared to the original surface layer.

Die Maßnahme kann bei einer Temperatur aus einem Bereich zwischen 700 und 1300°C, insbesondere zwischen 750 und 1250°C, weiter insbesondere zwischen 800 und 1200°C, durchgeführt werden. Die konkrete ausgewählte Temperatur bestimmt sich typischerweise nach dem jeweiligen Diffusionselement, welches im Rahmen der Durchführung der Maßnahme in das Ausgangs- bzw. Grundmaterial diffundieren soll, d. h. im Allgemeinen nach dem der konkret durchgeführten Maßnahme zugrunde liegenden thermochemischen Prozess. The measure can be carried out at a temperature from a range between 700 and 1300°C, in particular between 750 and 1250°C, more particularly between 800 and 1200°C. The specifically selected temperature is typically determined by the respective diffusion element, which is intended to diffuse into the starting or base material as part of carrying out the measure, i. H. generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based.

Die wenigstens eine Maßnahme kann für eine Dauer aus einem Bereich zwischen 10 und 50 h, insbesondere zwischen 20 und 40 h, weiter insbesondere für 30 h, durchgeführt werden. Die konkrete ausgewählte Dauer bestimmt sich typischerweise nach dem jeweiligen Diffusionselement, welches im Rahmen der Durchführung der Maßnahme in das Ausgangs- bzw. Grundmaterial diffundieren soll, d. h. im Allgemeinen nach dem der konkret durchgeführten Maßnahme zugrunde liegenden thermochemischen Prozess. The at least one measure can be carried out for a period of between 10 and 50 hours, in particular between 20 and 40 hours, more particularly for 30 hours. The specifically selected duration is typically determined by the particular diffusion element which is to diffuse into the starting or base material as part of carrying out the measure, i. H. generally according to the thermochemical process on which the measure actually carried out is based.

Wie erwähnt, resultiert die wenigstens eine Maßnahme in einem Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der Wandung(en) 3, wobei das jeweilige Diffusionselement in die Gitterstruktur des die Wandung(en) 3 bildenden Ausgangs- bzw. Grundmaterials eindiffundieren und so die Eigenschaften modifizieren kann. Die Maßnahme kann dabei die Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der Wandung(en) 3 mit dem wenigstens einen Diffusionselement beinhalten bzw. in einer Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der Wandung(en) 3 mit dem wenigstens einen Diffusionselement resultieren. Die Bildung entsprechender Mischkristalle bzw. entsprechender Verbindungen kann in den besonderen Eigenschaften der jeweiligen modifizierten Randschicht 4 resultieren. As mentioned, the at least one measure results in at least one diffusion element diffusing into the surface of the wall(s) 3, with the respective diffusion element diffusing into the lattice structure of the starting or base material forming the wall(s) 3 and thus modifying the properties can. The measure can include the formation of mixed crystals or compounds of the starting or base material of the wall(s) 3 with the at least one diffusion element or in a formation of mixed crystals or compounds of the starting or Base material of the wall (s) 3 result with the at least one diffusion element. The formation of corresponding mixed crystals or corresponding compounds can result in the special properties of the respective modified surface layer 4.

Zurückkommend das Flussdiagram in Fig. 1 , ist ersichtlich, dass die Maßnahme ein Aufbringen einer das wenigstens eine Diffusionselement oder eine das wenigstens eine Diffusionselement enthaltenden Verbindung beinhaltenden, insbesondere gasförmigen, flüssigen, viskosen oder festen, Zusammensetzung auf die Wandung(en) beinhalten kann. Das Verfahren kann sonach nach dem Bereitstellen des Extruderzylinders 1 , zunächst einen ersten Teilschritt S2.1 des Aufbringens einer das wenigstens eine Diffusionselement oder eine das wenigstens eine Diffusionselement enthaltenden Verbindung beinhaltenden, gegebenenfalls auch als auch als Spendermittel zu bezeichnenden bzw. zu erachtenden, Zusammensetzung auf die Wandung(en) 3 und sodann als zweiten Teilschritt S.2.2 das zum Initiieren entsprechender Diffusionsprozesse erforderliche Temperieren der jeweiligen Wandung(en) 3 bzw. des Extruderzylinders 1 beinhalten. Eine entsprechende das wenigstens eine Diffusionselement beinhaltende Zusammensetzung kann gasförmig, flüssig, pastös bzw. viskos oder fest sein; bei einer entsprechenden Zusammensetzung kann es sich sonach z. B. um ein Gas, eine Flüssigkeit, eine Paste, ein Gel oder einen Festkörper, wie z. B. ein Granulat oder ein Pulver, handeln. Je nach seinem ursprünglichen Aggregatzustand, kann die jeweilige Zusammensetzung im Rahmen des Temperierens einen Phasenwechsel vollziehen. Coming back to the flow chart in FIG. 1 , it can be seen that the measure can include applying a composition containing at least one diffusion element or a compound containing at least one diffusion element, in particular gaseous, liquid, viscous or solid, to the wall(s). After the extruder cylinder 1 has been provided, the method can therefore initially include a first partial step S2.1 of applying a composition containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element, optionally also to be designated or considered as a dispensing agent the wall(s) 3 and then, as a second partial step S.2.2, the temperature control of the respective wall(s) 3 or the extruder cylinder 1 required for initiating corresponding diffusion processes. A corresponding composition containing the at least one diffusion element can be gaseous, liquid, pasty or viscous or solid; with a corresponding composition it can be z. B. to a gas, a liquid, a paste, a gel or a solid such. B. a granulate or a powder act. Depending on its original state of aggregation, the respective composition can undergo a phase change during tempering.

Die verbesserten Eigenschaften der modifizierten Randschicht 4 können einer im Vergleich zu dem Ausgangs- bzw. Grundmaterial verbesserten Härte zugrunde liegen bzw. aus einer solche resultieren. Die Maßnahme kann je nach Diffusionselement z. B. in einer modifizierten Randschicht mit einer Härte in einem Bereich zwischen 700 und 3250 HV, insbesondere zwischen 750 und 3000 HV, resultieren. Die vorgenannten Härtewerte sind, je nach verwendetem Diffusionselement, typischerweise bis zu einer Temperatur von wenigstens 500°C, gegebenenfalls von wenigstens 600°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 700°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 800°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 800°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 900°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 1000°C, weiter gegebenenfalls von wenigstens 1100°C, gegeben; sodass die Maßnahme typischerweise in einer modifizierten Randschicht 4 mit einer hohen Temperaturstabilität resultiert. The improved properties of the modified surface layer 4 can be based on or result from an improved hardness compared to the starting or base material. The measure can, depending on the diffusion element z. B. result in a modified surface layer with a hardness in a range between 700 and 3250 HV, in particular between 750 and 3000 HV. Depending on the diffusion element used, the aforementioned hardness values are typically up to a temperature of at least 500° C., optionally at least 600° C., further optionally from at least 700°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 800°C, further optionally at least 900°C, further optionally at least 1000°C, further optionally at least 1100°C; so that the measure typically results in a modified surface layer 4 with high temperature stability.

Nachfolgend werden in nicht abschließender Aufzählung konkrete Ausführungsbeispiele des Verfahrens gegeben. Concrete exemplary embodiments of the method are given below in a non-exhaustive list.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird auf die den Aufnahmeraum 2 des bereitgestellten Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Stahl eine Aluminium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Al-Si-Fe, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 800 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Aluminieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht 4 mit Aluminium-Mischkristallen und/oder Aluminiumoxid (AhOsj-Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen einen Schutz für Kohlenstoff-arme Ausgangsmaterialien bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht 4 kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke d in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a first exemplary embodiment, an aluminum-containing composition (dispenser), such as e.g. B. Al-Si-Fe, z. B. in the form of granules or powder applied. This is followed by tempering to a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents an aluminizing. In this way, a modified surface layer 4 with aluminum mixed crystals and/or aluminum oxide (AhOsj compounds) can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally has a The modified surface layer 4 can have a layer thickness d in a range between 0.1 and 0.3 mm resulting from the penetration depth.

Gemäß einem zweiten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum 2 des bereitgestellten Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Stahl eine Bor enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. B4C oder KBF4, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers oder einer Paste, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 800 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Borieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht 4 mit Eisenborid (Fe2B / FeB)- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasions- und tribooxidative Eigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht 4 kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke d in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a second example, a boron-containing composition (dispenser), such as e.g. B. B4C or KBF4, e.g. B. applied in the form of granules or powder or a paste. This is followed by tempering to a temperature in a range between 800 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure constitutes a borating In this way, a modified surface layer 4 with iron boride (Fe2B/FeB) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved abrasion and tribo-oxidative properties . The modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem dritten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum 2 des bereitgestellten Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Stahl eine Silicium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Si- Cl, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers oder insbesondere eines Gases, aufgebracht. Der Extruderzylinder 1 kann hierfür z. B. in einer ein entsprechendes Gas enthaltenden Atmosphäre gelagert werden. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 950 und 1000°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Silizieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht 4 mit reinem Silicium und/oder Eisensilizid(Fe2Si2)- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 1300 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasionseigenschaften sowie eine verbesserte thermomechanische Stabilität bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht 4 kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke d in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a third example, a silicon-containing composition (dispenser), such as e.g. B. SiCl, z. B. in the form of granules or powder or in particular a gas applied. The extruder barrel 1 can do this, for. B. be stored in an atmosphere containing a corresponding gas. This is followed by tempering to a temperature in a range between 950 and 1000° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents siliconizing. In this way, a modified surface layer 4 with pure silicon and/or iron silicide (Fe2Si2) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 1300 HV even at temperatures above 500° C. and generally improves it Abrasion properties and improved thermomechanical stability are formed. The modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem vierten Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum 2 des bereitgestellten Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Stahl eine Chrom enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. CrCh, z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 950 und 1200°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Chromieren (Inchromieren) dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht 4 mit Eisen-Chrom-Mischkristallen- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 2000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Korrosionseigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht 4 kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke d in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a fourth example, a chromium-containing composition (dispenser), such as e.g. B. CrCh, e.g. B. in the form of granules or powder applied. This is followed by tempering to a temperature in a range between 950 and 1200° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents chroming (chroming). In this way, a modified surface layer 4 with iron-chromium mixed-crystal compounds can be formed, which has a hardness of approx. 2000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved corrosion properties. The modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Gemäß einem fünften Beispiel wird auf die den Aufnahmeraum 2 des bereitgestellten Extruderzylinders 1 begrenzenden Wandung(en) 3 aus einem Stahl eine Vanadium enthaltende Zusammensetzung (Spendermittel), wie z. B. Vanadiumoxid (V2O5), z. B. in Form eines Granulats oder Pulvers, aufgebracht. Sodann erfolgt ein Temperieren auf eine Temperatur in einem Bereich zwischen 1000 und 1100°C für einen Zeitraum von 30 h (Temperatur und Dauer können, wie erwähnt, je nach der gewünschten Eindringtiefe bzw. Konzentration grundsätzlich variieren). Die Maßnahme stellt insoweit ein Vanadieren dar. Derart kann eine modifizierte Randschicht 4 mit Vanadiumcarbid (VC / V2C)- Verbindungen gebildet werden, welche auch bei Temperaturen oberhalb von 500°C eine Härte von ca. 3000 HV aufweist und im Allgemeinen verbesserte Abrasionseigenschaften bietet, gebildet werden. Die modifizierte Randschicht 4 kann eine sich aus der Eindringtiefe ergebende Schichtdicke d in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,3 mm aufweisen. According to a fifth example, a composition containing vanadium (dispenser), such as e.g. B. vanadium oxide (V2O5), e.g. B. in the form of granules or powder applied. This is followed by tempering to a temperature in a range between 1000 and 1100° C. for a period of 30 h (temperature and duration can, as mentioned, vary in principle depending on the desired penetration depth or concentration). In this respect, the measure represents vanadizing. In this way, a modified surface layer 4 with vanadium carbide (VC/V2C) compounds can be formed, which has a hardness of approx. 3000 HV even at temperatures above 500° C. and generally offers improved abrasion properties. are formed. The modified edge layer 4 can have a layer thickness d, which results from the penetration depth, in a range between 0.1 and 0.3 mm.

Für alle vorgenannten Ausführungsbeispiele gilt, dass neben den jeweiligen Spendermitteln auch Aktivatoren verwendet werden können, welche den jeweiligen Diffusionsvorgang begünstigen. For all of the aforementioned exemplary embodiments, in addition to the respective dispensing means, activators can also be used, which promote the respective diffusion process.

Einzelne, mehrere oder sämtliche der vorgenannten Beispiele können zudem, z. B. durch zeitlich gestaffelte Abfolge, kombiniert werden. Individual, several or all of the above examples can also, for. B. be combined by staggered sequence.

In Fig. 1 ist ferner angedeutet, dass nach der Maßnahme, d. h. nach Schritt S2, optional wenigstens eine weitere Maßnahme, vgl. Schritt S3, zur Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften der Wandung(en) 3 durchgeführt werden kann. Die mechanischen Eigenschaften des Extruderzylinders 1 können sonach nach Erzeugung entsprechender modifizierter Randschichten 4 gezielt eingestellt werden. Bei einer entsprechenden weiteren Maßnahme kann es sich z. B. um eine Wärmebehandlung, wie z. B. Anlassen, Aufkohlen, martensitisches Härten, etc., handeln. 1 also indicates that after the measure, ie after step S2, optionally at least one further measure, cf. step S3, can be carried out to influence the mechanical properties of the wall(s) 3. The mechanical properties of the extruder barrel 1 can therefore after Generation of corresponding modified edge layers 4 are specifically adjusted. In a corresponding further measure, it can be z. B. to a heat treatment such. B. tempering, carburizing, martensitic hardening, etc. act.

Im Zusammenhang mit dem verfahrensgemäß herstellbaren bzw. hergestellten Extruderzylinder 1 gilt, dass dieser im Hinblick auf seine geometrischen Abmessungen vergleichsweise kompakt ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann der Extruderzylinder 1 einen Durchmesser in einem Bereich zwischen 30 und 50 mm und hierauf basierend ein Länge-zu-Durchmesser-Verhältnis (L/D- Verhältnis) von 10 - 30, insbesondere von 15, aufweisen. Das Verfahren eignet sich sonach insbesondere für die Modifizierung der Eigenschaften der einen jeweiligen Aufnahmeraum 2 begrenzenden Wandung(en) 3 entsprechend kompakt ausgeführter Extruderzylinder 1. In connection with the extruder cylinder 1 that can be produced or produced according to the method, it applies that it can be made comparatively compact with regard to its geometric dimensions. For example, the extruder barrel 1 can have a diameter in a range between 30 and 50 mm and based thereon a length-to-diameter ratio (L/D ratio) of 10-30, in particular 15. The method is therefore particularly suitable for modifying the properties of the wall(s) 3 delimiting a respective receiving space 2 in a correspondingly compact extruder cylinder 1.

Claims

PATEN TAN SPRÜ C H E GODFATHER TAN SAYINGS 1. Verfahren zur Herstellung eines Extruderzylinders (1), wobei der Extruderzylinder (1) einen durch wenigstens eine Wandung (3) begrenzten Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfasst, gekennzeichnet durch die Schritte: 1. A method for producing an extruder barrel (1), wherein the extruder barrel (1) comprises a receiving space (2) delimited by at least one wall (3) for receiving an extruder screw, characterized by the steps: - Bereitstellen wenigstens eines Extruderzylinders (1), wobei der Extruderzylinder (1) einen durch wenigstens eine Wandung (3) begrenzten Aufnahmeraum (2) zur Aufnahme einer Extruderschnecke umfasst, - Providing at least one extruder cylinder (1), the extruder cylinder (1) comprising a receiving space (2) delimited by at least one wall (3) for receiving an extruder screw, - Durchführen wenigstens einer Maßnahme zur Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften der wenigstens einen den Aufnahmeraum (2) begrenzenden Wandung (3), wobei die Maßnahme wenigstens einen thermisch induzierten Diffusionsvorgang zum Eindiffundieren wenigstens eines Diffusionselements in die Oberfläche der wenigstens einen Wandung (3) beinhaltet. - Carrying out at least one measure to influence the surface properties of the at least one wall (3) delimiting the receiving space (2), the measure including at least one thermally induced diffusion process for diffusing at least one diffusion element into the surface of the at least one wall (3). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme die Bildung in einer im Vergleich zu einer ursprünglichen Randschicht der wenigstens einen Wandung (3), insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht (4) beinhaltet oder in der Bildung in einer im Vergleich zu einer ursprünglichen Randschicht der wenigstens einen Wandung (3), insbesondere im Hinblick auf ihre chemische Zusammensetzung, modifizierten Randschicht (4) resultiert. 2. The method according to claim 1, characterized in that the at least one measure includes the formation in a compared to an original surface layer of the at least one wall (3), in particular with regard to its chemical composition, modified surface layer (4) or in the Formation in a compared to an original surface layer of the at least one wall (3), in particular with regard to its chemical composition, modified surface layer (4). 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme bei einer Temperatur aus einem Bereich zwischen 700 und 1300°C, insbesondere zwischen 750 und 1250°C, weiter insbesondere zwischen 800 und 1200°C, durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßnahme für eine Dauer aus einem Bereich zwischen 10 und 50 h, insbesondere zwischen 20 und 40 h, weiter insbesondere bei 30 h, durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme die Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der wenigstens einen Wandung (3) mit dem wenigstens einen Diffusionselement beinhaltet oder in einer Bildung von Mischkristallen oder von Verbindungen des Ausgangs- oder Grundmaterials der wenigstens einen Wandung (3) mit dem wenigstens einen Diffusionselement resultiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme ein Aufbringen einer das wenigstens eine Diffusionselement oder eine das wenigstens eine Diffusionselement enthaltenden Verbindung beinhaltenden, insbesondere gasförmigen, flüssigen, viskosen oder festen,3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the measure is carried out at a temperature in a range between 700 and 1300°C, in particular between 750 and 1250°C, further in particular between 800 and 1200°C. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measure is carried out for a period of between 10 and 50 hours, in particular between 20 and 40 hours, more particularly 30 hours. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one measure includes the formation of mixed crystals or compounds of the starting or base material of the at least one wall (3) with the at least one diffusion element or in a formation of mixed crystals or compounds of the Starting material or base material of the at least one wall (3) with the at least one diffusion element results. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one measure includes the application of a compound containing the at least one diffusion element or a compound containing the at least one diffusion element, in particular gaseous, liquid, viscous or solid, Zusammensetzung auf die wenigstens eine Wandung (3) beinhaltet. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Element ausgewählt aus der Gruppe: Aluminium, Bor, Chrom, Silicium, Vanadium, als Diffusionselement verwendet wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Maßnahme in einer modifizierten Randschicht (4) mit einer Härte in einem Bereich zwischen 700 und 3250 HV, insbesondere zwischen 750 und 3000 HV, resultiert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach der wenigstens einen Maßnahme wenigstens eine weitere Maßnahme zur Beeinflussung der mechanischen Eigenschaften der wenigstens einen Wandung (3), insbesondere der wenigstens einen modifizierten Randschicht (4), durchgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Extruderzylinder (1) mit einer Wandung aus einem Eisen-basierten Ausgangs- oder Grundmaterial, insbesondere einem Stahl, weiter insbesondere einem nicht-legierte oder einem niedriglegierten Stahl, verwendet wird. Extruderzylinder (1), hergestellt gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Extrusionseinrichtung zur Verarbeitung von Kunststoffmaterial zur extrusionsbasierten Herstellung wenigstens eines dreidimensionalen Objekts, umfassend wenigstens einen Extruderzylinder (1) nach Anspruch 11. Composition on the at least one wall (3) includes. Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one element selected from the group: aluminium, boron, chromium, silicon, vanadium is used as the diffusion element. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one measure results in a modified surface layer (4) with a hardness in a range between 700 and 3250 HV, in particular between 750 and 3000 HV. Method according to one of the preceding claims, characterized in that after the at least one measure at least one further measure for influencing the mechanical properties of the at least one wall (3), in particular the at least one modified edge layer (4), is carried out. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an extruder barrel (1) with a wall made of an iron-based starting material or base material, in particular a steel, more particularly a non-alloy or a low-alloy steel, is used. Extruder barrel (1) manufactured according to a method according to any one of the preceding claims. Extrusion device for processing plastic material for the extrusion-based production of at least one three-dimensional object, comprising at least one extruder cylinder (1) according to Claim 11.
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