Fiber‐reinforced polymers allow for the implementation of plastic materials in structural components. However, increasing incorporation of fibers up to 50 wt% causes accelerated component wear in injection molding machines. In particular, the barrel and screw in the compression zone suffer from increased wear. The abrasive fibers of the compacted polymer pellets in the solid bed protrude from the surfaces of the resin having an abrasive, brush‐like behavior. A modified pin‐on‐disk testing system with specially designed polymer pins was used to emulate the described tribological system in laboratory scale. Through varying contact pressure, temperature, and surface modifications of the counterparts (blank or coated powder‐metallurgical steel), abrasive wear as observed in industrial‐sized extruder screws could be successfully simulated on a laboratory‐scale testing system. Detailed investigations of the pins and disks highlighted that the glass fibers plow and cut the surface leading to abrasion as observed in the real field application. Temperature has been proven to be the most decisive driving force. Surface modifications such as protective physical vapor‐deposited CrN coatings are effective against abrasive wear, clearly outperforming untreated steels. The presented pin‐on‐disk‐test setup will improve screening of materials for extruders, thus enhancing the durability of injection molding machines. POLYM. ENG. SCI., 60:78–85, 2020. © 2019 Society of Plastics Engineers

中文翻译：

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加工纤维增强聚合物：填充材料引起的特殊磨损现象

纤维增强的聚合物允许在结构部件中使用塑料材料。但是，增加纤维掺入量至多50 wt％会导致注塑机中的部件磨损加速。特别地，在压缩区域中的机筒和螺杆遭受增加的磨损。固体床上的压实聚合物粒料的磨料纤维从具有磨蚀性，刷状行为的树脂表面突出。使用带有特殊设计的聚合物销的改进的磁盘对销测试系统，以实验室规模模拟所描述的摩擦学系统。通过改变接触压力，温度和对应部件（空白或涂层粉末冶金钢）的表面改性，在工业规模的挤出机螺杆中观察到的磨料磨损可以在实验室规模的测试系统上成功模拟。对销和圆盘的详细研究表明，如在实际应用中所观察到的那样，玻璃纤维会犁开并切割表面，导致磨损。事实证明，温度是决定性的驱动力。表面改性，例如保护性的物理气相沉积CrN涂层，可有效抵抗磨料磨损，明显优于未经处理的钢。提出的针盘测试设置将改善挤出机材料的筛选，从而提高注塑机的耐用性。POLYM。ENG。SCI。，60：78–85，2020.©2019塑料工程师协会 对销和圆盘的详细研究表明，如在实际应用中所观察到的那样，玻璃纤维会犁开并切割表面，导致磨损。温度已被证明是最决定性的驱动力。表面改性，例如保护性的物理气相沉积CrN涂层，可有效抵抗磨料磨损，明显优于未经处理的钢。提出的针盘测试设置将改善挤出机材料的筛选，从而提高注塑机的耐用性。POLYM。ENG。SCI。，60：78–85，2020.©2019塑料工程师协会 对销和圆盘的详细研究表明，如在实际应用中所观察到的那样，玻璃纤维会犁开并切割表面，导致磨损。事实证明，温度是决定性的驱动力。表面改性，例如保护性的物理气相沉积CrN涂层，可有效抵抗磨料磨损，明显优于未经处理的钢。提出的针盘测试设置将改善挤出机材料的筛选，从而提高注塑机的耐用性。POLYM。ENG。SCI。，60：78–85，2020.©2019塑料工程师协会 表面改性，例如保护性的物理气相沉积CrN涂层，可有效抵抗磨料磨损，明显优于未经处理的钢。提出的针盘测试设置将改善挤出机材料的筛选，从而提高注塑机的耐用性。POLYM。ENG。SCI。，60：78–85，2020.©2019塑料工程师协会 表面改性，例如保护性的物理气相沉积CrN涂层，可有效抵抗磨料磨损，明显优于未经处理的钢。提出的针盘测试设置将改善挤出机材料的筛选，从而提高注塑机的耐用性。POLYM。ENG。SCI。，60：78–85，2020.©2019塑料工程师协会