[發明專利]金屬陶瓷瓦楞輥

無效

• 申請號: 200910273144.3
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN102092152A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 姚松柏
• 申請（專利權）人: 姚松柏
• 主分類號: B31F1/20
• 分類號: B31F1/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種金屬陶瓷瓦楞輥及其制造方法。

背景技術

瓦楞輥是單面瓦楞紙板機上最主要的工作部件。在瓦楞紙板生產過程中，被加熱烘干的瓦楞原紙高速的送入上下對滾的瓦楞輥中間軋制粘合成瓦楞紙板。由于瓦楞輥工作溫度高，其筒體溫度一般被加熱到200℃以上；楞尖窄小；相對運動快，有些先進的高速生產線運行速度甚至達到300M/MIN；處在無潤滑的干摩擦狀態下連續運轉，尤其是瓦楞原紙中或多或少的含砂導致了瓦楞輥楞齒的劇烈磨損，使其成為經常需要更換修復，資金占用量大的易耗品。其質量和性能直接決定著瓦楞紙板的生產效率、產品質量和技術水平。為了提高耐磨性，延長瓦楞輥的使用壽命，各生產廠家想到了各種可能的制造方法以滿足客戶的要求，比如在中華人民共和國輕工行業標準QB/T?1447.1-2000《單面瓦楞紙板機??瓦楞輥》中，對瓦楞輥齒形表面的硬化處理，列舉了一些較為成熟的處理方法，成為這些生產工藝的典型代表：

a)氮化：氮化深度0.3mm～0.6mm，HRC55～60；

b)感應淬火：硬化層深度大于1mm，HRC55～60；

c)滲碳淬火：滲碳深度0.8mm～1.2mm，HRC55～60；

d)激光淬火：硬化層深度0.5mm～1mm，HRC55～60；

e)鍍硬鉻

以上硬化處理均是基于筒體材料含碳量在0.35％～0.55％范圍內的合金結構鋼35CrMo、42CrMo、40CrNiMoA、45CrNiMoV或碳素結構鋼45鋼、50Mn鋼等加工得到的。在上述各種硬化處理工藝中，單純的氮化，如效果最為優良的離子氮化，因其設備投資大，工藝周期長，生產成本高昂和難以避免的狹縫現象及邊角效應導致對復雜大件的處理困難，質量不穩定，已經被大多數生產廠家所淘汰；滲碳淬火因處理溫度高，零件變形大而在實際生產中基本上未被采用；激光淬火因其功率控制不穩定易燒傷工件，導致瓦楞輥楞尖的塌陷，還處于小批量試用階段。事實上大多數生產廠家采用的瓦楞輥生產的齒面硬化的主流工藝是感應淬火+鍍硬鉻。實際使用證明采用上述工藝生產的瓦楞輥，其壽命在1000萬米左右，在現今飛速發展的高速重型瓦楞紙板生產線上往往只能使用半年甚至三個月就要更換復修。

發明內容

為了克服現有瓦楞輥耐磨性能差，使用壽命短的缺點，本發明提供了一種金屬陶瓷瓦楞輥及其制造方法，將瓦楞輥進行復合化學鍍處理，在鋼基體表面鍍覆上一層厚約0.05-0.10毫米，彌散分布著納微米碳化硅、三氧化二鋁、金剛石等硬質顆粒的Ni-P或Ni-B合金的金屬陶瓷層，形成既保留金屬的韌性又增加陶瓷的耐磨性的瓦楞輥，該方法提高了瓦楞輥齒表面的硬度和防腐性，使瓦楞輥的耐磨性能，抗咬合性能和抗疲勞性能得到了大幅度的提高。

本發明的金屬陶瓷瓦楞輥的制造方法是：采用回火穩定性高的鋼種作為基體材料，經鍛造，機械加工，熱處理后制成高精度的瓦楞輥毛坯，然后進行復合化學鍍處理，使機體表面鍍覆上一層高硬度，耐腐蝕的金屬陶瓷鍍層，鍍后的瓦楞輥進行400℃熱處理進一步提高表面硬度，增強耐磨性。

本發明是通過以下技術方案實現的，它包括：

1、采用Cr5Mo1V；Cr4W2MoV等鋼種作為瓦楞輥的基體材料，經鍛造，機加工后淬火加兩次高溫回火，使之硬度在500℃的高溫下依然保持HRC60以上的硬度，給予隨后的金屬陶瓷鍍層以良好的支撐。

2、鋼基體經除油除銹，表面活化后進入鍍槽進行復合化學鍍，溫度控制在80-95℃，時間5-8小時，復合彌散的硬質微粒為Al2O3、SiC、金剛石等納微米材料，基質金屬為Ni-P或Ni-P合金，施鍍過程中溶液進行連續過濾和適當攪拌。

3、鍍后施以400℃一小時時效處理使鍍層晶化，硬度達到Hv1100-1400。

本發明的瓦楞輥表面經過復合化學鍍處理后，形成0.05-0.10毫米厚度的金屬陶瓷鍍層，，具有高硬、高強、高韌性等特點，賦予該瓦楞輥以優良的耐磨損、耐腐蝕和耐高溫性能，顯著提高瓦楞輥的工作質量和使用壽命。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明的瓦楞輥及其表面處理方法和制造工藝作進一步詳細描述，以下所列實施例為本發明的非限定性實施例，有關成分配比和工藝參數可在允許的范圍進行調整，這種調整對本發明沒有實質性影響。

實施例一：本例的瓦楞輥材料選用Cr5Mo1V精鍛件制成套管，材料外徑φ426mm，長L＝2020mm，制成的瓦楞滾直徑φ405mm。原材料進行熱處理調質、車削定長、精磨齒形后進行最終的復合化學鍍處理，工藝規范如下：