CN105189866A - 辊子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在用于制造和/或进一步处理如纸张幅、纸板幅或纸巾幅那样的纤维幅的机器中应用的辊子(1)，辊子包括至少部分由金属的材料构成的辊套(3)和构造在辊套上的涂覆部(5)。涂覆部(5)由金属的、陶瓷的和/或金属陶瓷的材料构成，或者至少部分地包括这些材料中的一种，其中，在辊套(3)与涂覆部(5)之间构造有熔合区域(6)。

Description

辊子
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的尤其是在制造和/或改良如纸张幅、纸板幅或纸巾幅那样的纤维幅的机器中应用的辊子。
背景技术
这种的辊子在许多位置中并且具有许多功能地存在于上面提到的机器中。因此，具有软的包覆层的辊子适用于对纤维幅进行挤压和脱水，具有硬表面的辊子尤其也与加热设备一起主要用于整平滑和进行干燥。
在此，最后提到的辊子以前经常由花岗岩来制成并且以高质量进行打磨。较新的设计方案设置有同样要经抛光的钢辊。因为这些辊子都具有不同的缺点，例如在花岗岩辊子的情况下具有高重量，或者在是钢辊的情况下具有易腐蚀性，所以随着时间的推移出现了用于给由钢或由复合材料制成的辊体进行涂覆的新方法，这借助如HVOF喷涂或火焰喷涂那样的方法将金属的、陶瓷的或金属陶瓷的喷涂层构造在辊体上。这些辊子长期以来是公知的，并且例如在中心挤压辊、干燥柱体和导辊中形成当前的现有技术。
在此，热涂覆的过程设置的是，借助热能的输入来熔化粉末或丝线，并且动力学地加速待涂覆的辊芯。喷涂过程的特性和可能性基本上由动能与热能的比得到。
具有由金属氧化物构成的涂覆部的辊子例如由EP0870867B1所公知。在该文献中描述了一种用于造纸机、纸板机或整饰机的具有100μm至2000μm厚度的陶瓷层的辊子，陶瓷层施布到辊子的表面上，其中，辊子的外表面的粗糙度Ra为0.2μm至2.0μm并且优选为0.4μm至1.5μm。陶瓷层具有50％至95％并且优选55％至80％的Cr2O3和3％至50％并且优选20％至45％的TiO2，并且还可能具有其他的金属氧化物。
所公知的方法以及可由此产生的金属的、陶瓷的或金属陶瓷的涂覆部在此具有各种各样的缺点。
一方面，由于仅将能量输入到待施加的材质中和最大为106K/s的冷却速度而仅导致原料机械式地连接或咬合在辊芯上。为了尽可能有效地构造该咬合，迫切需要进行仔细的预先制备的如喷砂和类似处理那样的表面处理，这是耗费的并且是耗时的。
另一方面，根据材质和/或制造过程而定地涂覆部结构是从封闭的多孔直至敞开式的多孔性。多孔性会导致腐蚀倾向提高并且导致附着性方面的问题。相应地，喷涂层的表面例如必须通过最后的密封来用聚合物进行填充。
此外，由于粉末在μm的每个行程方面的很差的施布效率和保留在辊子上的粉末的百分比份额而使得热喷涂不是一种经济和环保的方法。
发明内容
因此，本发明的任务是说明一种辊子，其涂覆部在其在辊芯上的附着性和其耐腐蚀性方面满足通过造纸机、纸板机或纸巾机在温度、湿度和由于化学物所引起的负荷方面所提出的要求。
该任务通过权利要求1的区分性的特征与形成类属的特征组合地来解决。
在此，根据本发明设置的是，存在有由金属的、陶瓷的和/或金属陶瓷的材料构成的涂覆部或者至少局部包括这些材料的一种，其中，在辊套与涂覆部之间构造有熔合区域。
本发明的另外有利的设计变体和构思由从属权利要求得到。
优选可以设置的是，熔合区域具有涂覆部的层厚度的0.5％至3％，优选1％的厚度。
根据本发明有利的构思，在熔合区域中可以存在有材料与辊套的材质之间的冶金接合。
涂覆部可以优选在使用感应式的装置、等离子枪或激光器的情况下建立。
有利地，材料可以以粉末状、棒状存在或作为丝线存在。
根据本发明的有利的构思，涂覆部可以具有至少一个通过单个行程产生的层，或者优选具有通过多个行程产生的多个层。
附图说明
下面，在不局限于一般性的情况下，参考附图详细描述本发明。在附图中：
图1A-1B示出热喷涂层和根据本发明的涂覆部的非常示意性的截面图；并且
图2示出对根据本发明的涂覆部进行施布的非常示意性的图示。
具体实施方式
在图1中，为了更容易定向，根据现有技术的热喷涂层(图1A)与根据本发明通过激光熔敷产生的涂覆部(图1B)相对置。
辊子涂覆部的原则上的任务根据在造纸机、纸板机或纸巾机中的位置而定地可以从“仅耐磨损”直到“仅耐腐蚀”。然而所有位置的均要求：辊子涂覆部良好地附着在辊芯上。另外上面提到的缺点可以通过改进涂覆部在辊芯上的附着而如下这样地减少，即，涂覆材质的结合不基于纯粹机械式的咬合，而是基于冶金方面的接合。
通过仅需要在层厚的0.5％至3％的范围内存在的“真正的”附着可以实现使附着强度相对于热喷涂层提升了最多80％。附着性的这种提升主要根据位置而定地在当存在有覆盖物撕裂(Bespannungsrissen)和另外还有局部的过载的情况下的安全性的范围内导致使用寿命提高。
此外，通过将改进的附着性与涂覆部的减小的多孔性相组合而相对于常规的热喷涂层可以提高耐腐蚀性。
观察图1，在左图中，图1A非常示意性地剖开地示出了具有常规的热喷涂层2的辊子1的片段。喷涂层2施加在辊体3上，辊体由金属，优选由钢构成。
如上面进一步阐述地那样，喷涂层2可以至少部分由金属的、陶瓷的或金属陶瓷的材料构成。材料在辊套3上的结合仅通过熔化的颗粒机械地或形状锁合(formschlüssig)地咬合在相应预先制备的辊套3的材质上来实现。沿径向方向看，这样形成的界面4不具有明显的延展。因此限制了附着。因此，尤其是在由于水渗入而导致腐蚀的情况下并且在点状的机械过载的情况下，例如当有异物穿过两个辊子1之间的辊子间隙时考虑到的是，喷涂层2例如从辊套3上松脱。这会导致威胁到操作人员，并且会导致损坏后面的机器部件。
与此相对地，图1B以和图1A相同的视角示出穿过根据本发明借助激光熔敷制成的涂覆部5的横截面。构建为涂覆部5的材料结合到辊套3的表面上在此以加厚的程度而存在，这是因为能量输入总体上是更高的，并且不仅熔化了材料，而且还将热能输入到辊套3的表面中。由此，辊套3较小程度地被熔化，从而使通过适当的施布装置施布的材料可以熔进辊套的材质中，并且因此与辊套3的材质进行冶金接合。因此，与热喷涂相比，动能在此几乎不对涂覆过程做贡献。
在此足够的是，熔合区域6大致是涂覆部5的待构建的层厚度的0.1％至3％，优选1％。
由同样是公知的施布焊接的方法来看，这一点得到正面的评价。一方面，熔合区域6较小，从而可以更精细地处理材料，这改进了涂覆部5的表面质量并且减少后面的工作步骤。
另一方面，通过激光熔敷制成的涂覆部5通常以多个行程来建立，其中，在各个行程的层之间同样又形成熔合区域，这是因为位于下面的区域每次都重新被熔化，并且与位于上面的另外的层熔合。由此再次得到了提高的附着性和耐腐蚀性。
图2以非常示意性的视图示出将涂覆部5构建到辊子1上。
在此，辊子1以旋转的方式支承并且适当地被驱动，从而该辊子在能优选轴向地沿辊子1移动的施布装置7下方转动。由此，辊子1的整个表面可以以在至少一个或多个行程中连续的螺旋线的方式进行涂覆。然而也可能的是，以其他方式，例如以径向扭绕或轴向涂擦的形式施加涂覆部5。施布装置7基本上包括材料输送部8和能量源9，通常将粉末状的材料输入到能量源中。
作为能量源9可以想到感应式的以及产生等离子的装置和不同类型的激光器，例如CO2激光器、HDPL(高功率二极管激光器)或DDL(直接二极管激光器)。在此，涂覆部5借助激光熔敷进行的构建是在技术上最简单地实现的变型方案。
该方法的在经济上的大的优点是：在每个行程的层厚度(μm/pass)提高的情况下相对于热涂层具有高的沉积效率。

Claims (6)

1.一种在制造和/或进一步处理如纸张幅、纸板幅或纸巾幅那样的纤维幅的机器中应用的辊子(1)，所述辊子包括至少部分地由金属的材料构成的辊套(3)和构造在所述辊套上的涂覆部(5)，其特征在于，所述涂覆部(5)由金属的、陶瓷的和/或金属陶瓷的材料构成，或者至少部分地包括这些材料中的一种，其中，在所述辊套(3)与所述涂覆部(5)之间构造有熔合区域(6)。
2.根据权利要求1所述的辊子，其特征在于，所述熔合区域(6)具有所述涂覆部(5)的层厚度的0.5％至3％，优选1％的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的辊子，其特征在于，在所述熔合区域(6)中存在有材料与辊套(3)的材质之间的冶金接合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的辊子，其特征在于，所述涂覆部(5)是在使用感应式的设备、等离子枪或激光器的情况下建立的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的辊子，其特征在于，材料以粉末状存在、作为丝线存在或者以棒状存在。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的辊子，其特征在于，所述涂覆部(5)具有至少一个通过单个行程产生的层或者优选具有多个通过多个行程产生的层。
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