CN109572195A - 一种涂层网纹辊及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂层网纹辊及其制备方法，涉及网纹辊技术领域。上述的涂层网纹辊的制备方法，包括：将金属成分和陶瓷成分烧结成混合粉末；将混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成金属陶瓷涂层；在金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构。该制备方法可制备得到上述的涂层网纹辊。该方法所采用的涂层中包含有WC、Cr2C3等陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的形状为球形，大小为φ1‑2цm，能够在超音速火焰喷涂过程中，形成金属‑陶瓷复合结构。同时，制备方法通过改变激光参数设置和聚焦镜选择可以雕刻出需要的网孔结构，调整方便。该涂层网纹辊结构简单、便于实施、整体成本低。

Description

一种涂层网纹辊及其制备方法
技术领域
本发明涉及网纹辊技术领域，具体而言，涉及一种涂层网纹辊及其制备方法。
背景技术
现有技术网纹辊，又称“油墨计量辊”，是柔版印刷机、辊式涂布机的核心部件，它负责向印版上均匀地传递一定量的油墨。网纹辊的结构特征是表面均匀分布着具有特定形状的微小凹孔，其又称作“着墨孔”，正是这些着墨孔在印刷中起着储墨、匀墨和定量传墨的作用。网纹辊可按其表面材料不同而分类，主要有金属网纹辊和陶瓷网纹辊两种，网纹辊的加工工艺包括辊体预加工、网纹加工和后处理三个基本工艺过程；金属网纹辊的网纹加工是针对金属材料的辊面(铜、铝、钢等)采用机械滚花、电脉冲熔化或者化学腐蚀的方式形成规则分布的微小凹孔；陶瓷网纹辊的网孔加工是在辊体表面上的氧化物陶瓷(Cr2O3为主)涂层上用激光雕刻的方式来完成的，氧化物陶瓷(Cr2O3为主)一般是采用等离子喷涂的方法形成的，等离子喷涂的氧化物涂层与金属相比具有硬度高、耐腐蚀的优点，同时激光雕刻形成的网孔具有载墨量均匀稳定、使用过程中油墨释放能力优良的优点，因此陶瓷网纹辊在高品质的柔性版印刷和辊式涂布上胶领域应用具有非常好的应用前景。
在等离子喷涂陶瓷涂层时由于氧化物陶瓷与金属的膨胀系数不同，必须采用金属过渡层，以缓解喷涂陶瓷层的应力，提高涂层与基体的结合力；即便如此，等离子喷涂陶瓷涂层的结合力一般不超过40Mpa，同时陶瓷涂层的孔隙率也较高为3-5％，性能较差；而金属陶瓷由于含有金属成分(主要为Co、Ni、NiCr等)因此比氧化物陶瓷具有更高的韧性，具有更低的摩擦系数和更高的耐磨性能而得到广泛的应用，广泛地用于切削工具、拉拔模、冲模、增锅和核反应堆材料，尤其以WC为基和钴为粘结剂的陶瓷合金具有很好耐磨性和高强度的组合性质而得到广泛应用。采用超音速火焰喷涂制备的金属陶瓷涂层结合力超过70Mpa，涂层的孔隙率低于1％，涂层中没有明显的缺陷和层状结构，因此金属陶瓷替代常用的陶瓷材料具有极高的使用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种涂层网纹辊，该涂层网纹辊结构简单、便于实施、整体成本低。
本发明的另一目的在于提供一种涂层网纹辊的制备方法，该制备方法可制备得到上述的涂层网纹辊。该方法所采用的涂层中包含有WC、Cr2C3等陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的形状为球形，大小为φ1-2цm，能够在超音速火焰喷涂过程中，形成金属-陶瓷复合结构。同时，制备方法通过改变激光参数设置和聚焦镜选择可以雕刻出需要的网孔结构，调整方便。
本发明的实施例是这样实现的：
一种涂层网纹辊，包括：
基体以及设置于基体表面的金属陶瓷涂层，金属陶瓷涂层内具有多个排列设置的盲孔结构；
其中，金属陶瓷层包括陶瓷成分和金属成分，金属成分包括Ni/Co金属，陶瓷成分含量为82～90％。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，陶瓷成分中陶瓷的形状是φ1-2μm的规则或不规则颗粒。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，金属陶瓷涂层为单层涂层。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，网纹辊呈圆柱形。
一种上述的涂层网纹辊的制备方法，包括：
将金属成分和陶瓷成分烧结成混合粉末；
将混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成金属陶瓷涂层；
在金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，混合粉末的尺寸为5～35μm。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，金属成分和陶瓷成分通过合金化方法烧结，然后再讲过雾化烧结得到混合粉末。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，在金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构的步骤中：
激光雕刻采用光纤激光器，设置的参数为功率120W、频率5Khz、脉冲宽度10ms，采用尺寸为2.0英寸聚焦镜，焦距为30mm，单次脉冲成型，即可形成300lpi的盲孔结构。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，还包括在喷涂金属陶瓷涂层后采用磨床和抛光机涂层加工成光滑表面。
进一步地，在本发明的较佳实施例中，光滑表面的粗糙度为0.4μm。
本发明的实施例至少具备以下优点或有益效果：
本发明的实施例提供了一种涂层网纹辊，其包括基体以及设置于基体表面的金属陶瓷涂层，金属陶瓷涂层内具有多个排列设置的盲孔结构；其中，金属陶瓷层包括陶瓷成分和金属成分，金属成分包括Ni/Co金属，陶瓷成分含量为82～90％。该涂层网纹辊结构简单、便于实施、整体成本低。
本发明的实施例还提供了一种上述的涂层网纹辊的制备方法，包括：将金属成分和陶瓷成分烧结成混合粉末；将混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成金属陶瓷涂层；在金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构。该制备方法可制备得到上述的涂层网纹辊。该方法所采用的涂层中包含有WC、Cr2C3等陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的形状为球形，大小为φ1-2цm，能够在超音速火焰喷涂过程中，形成金属-陶瓷复合结构。同时，制备方法通过改变激光参数设置和聚焦镜选择可以雕刻出需要的网孔结构，调整方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的实施例提供的涂层网纹辊的结构示意图；
图2为本发明的实施例提供的金属陶瓷涂层的结构示意图。
图标：100-涂层网纹辊；101-基体；103-金属陶瓷涂层；105-盲孔结构；107-金属基；109-陶瓷颗粒。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
图1为本实施例提供的涂层网纹辊100的结构示意图。请参阅图1，本实施例提供了一种涂层网纹辊100，包括：基体101以及设置于基体101表面的金属陶瓷涂层103，金属陶瓷涂层103内具有多个排列设置的盲孔结构105；其中，金属陶瓷层包括陶瓷成分和金属成分，金属成分包括Ni/Co金属，陶瓷成分含量为82～90％。该涂层网纹辊100结构简单、便于实施、整体成本低。
详细地，图2为本实施例提供的金属陶瓷涂层103的结构示意图。请参阅图1与图2，在本实施例中，金属陶瓷涂层103中具有金属基107以及陶瓷颗粒109。在金属基107体101上，直接制备出耐磨层，由于省略金属过渡层制作工艺，大大简化了涂层制造工艺，对于简化生产工艺、提高工艺稳定性，具有非常大的显示意义；该涂层中含有弥散分布的耐磨颗粒，具有极高的耐磨性。
作为优选的方案，在本实施例中，陶瓷成分中陶瓷的形状是φ1-2μm的规则或不规则颗粒。当然，在本发明的其他实施例中，陶瓷的形状还可以根据需求进行选择与调整，本发明的实施例不做限定。
进一步优选地，在本实施例中，金属陶瓷涂层103为单层涂层。简单合理，便于实施，整体成本低。
请再次参阅图1与图2，在本实施例中，网纹辊呈圆柱形。当然，在本发明的其他实施例中，网纹辊的数量还可以根据需求进行选择，本发明的实施例不做限定。
本发明的实施例还提供了一种上述的涂层网纹辊100的制备方法，包括：
将金属成分和陶瓷成分烧结成混合粉末；
将混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成金属陶瓷涂层103；
在金属陶瓷涂层103的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构105。
详细地，该制备方法可制备得到上述的涂层网纹辊100。该方法所采用的涂层中包含有WC、Cr2C3等陶瓷颗粒109，陶瓷颗粒109的形状为球形，大小为φ1-2цm，能够在超音速火焰喷涂过程中，形成金属-陶瓷复合结构。同时，制备方法通过改变激光参数设置和聚焦镜选择可以雕刻出需要的网孔结构，调整方便。
作为优选的方案，在本实施例中，混合粉末的尺寸为5～35μm。当然，在本发明的其他实施例中，混合粉末的尺寸还可以根据需求进行选择，本发明的实施例不做限定。
进一步优选地，在本实施例中，金属成分和陶瓷成分通过合金化方法烧结，然后再讲过雾化烧结得到混合粉末。在金属陶瓷涂层103的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构105的步骤中：激光雕刻采用光纤激光器，设置的参数为功率120W、频率5Khz、脉冲宽度10ms，采用尺寸为2.0英寸聚焦镜，焦距为30mm，单次脉冲成型，即可形成300lpi的盲孔结构105。当然，在本发明的其他实施例中，激光雕刻的尺寸还可以根据需求进行选择，本发明的实施例不做限定。
更进一步地，在本实施例中，该涂层网纹辊100的制备方法还包括在喷涂金属陶瓷涂层103后采用磨床和抛光机涂层加工成光滑表面。且光滑表面的粗糙度为0.4μm。采用磨床和抛光机进行加工可去除表面杂质，得到更好品质的成品。当然，在本发明的其他实施例中，光滑表面的粗糙度还可以根据需求进行选择，本发明的实施例不做限定。
下面对本发明的实施例提供的涂层网纹辊100的制备方法具体的实施方式进行说明：
网纹辊结构为圆柱形，直径200mm，金属基107体101壁厚为10mm，金属陶瓷涂层103由5-30цm的WC-10Co4Cr粉末用等超音速火焰喷涂技术喷涂而成，WC-10Co4Cr金属陶瓷层厚度0.3mm，喷涂完成后用磨床和抛光机将涂层加工成粗糙度为0.4μm的光滑表面，采用光纤激光器，设置参数(功率120W、频率5Khz、脉冲宽度10ms)，采用尺寸为2.0英寸聚焦镜(焦距30mm)，单次脉冲成型，即可形成300lpi的网纹。
综上所述，本发明的实施例提供的涂层网纹辊100，其包括基体101以及设置于基体101表面的金属陶瓷涂层103，金属陶瓷涂层103内具有多个排列设置的盲孔结构105；其中，金属陶瓷层包括陶瓷成分和金属成分，金属成分包括Ni/Co金属，陶瓷成分含量为82～90％。该涂层网纹辊100结构简单、便于实施、整体成本低。
本发明的实施例提供的涂层网纹辊100的制备方法，包括：将金属成分和陶瓷成分烧结成混合粉末；将混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成金属陶瓷涂层103；在金属陶瓷涂层103的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的盲孔结构105。该制备方法可制备得到上述的涂层网纹辊100。该方法所采用的涂层中包含有WC、Cr2C3等陶瓷颗粒109，陶瓷颗粒109的形状为球形，大小为φ1-2цm，能够在超音速火焰喷涂过程中，形成金属-陶瓷复合结构。同时，制备方法通过改变激光参数设置和聚焦镜选择可以雕刻出需要的网孔结构，调整方便。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涂层网纹辊，其特征在于，包括：
基体以及设置于所述基体表面的金属陶瓷涂层，所述金属陶瓷涂层内具有多个排列设置的盲孔结构；
其中，所述金属陶瓷层包括陶瓷成分和金属成分，所述金属成分包括Ni/Co金属，所述陶瓷成分含量为82～90％。
2.根据权利要求1所述的涂层网纹辊，其特征在于：
所述陶瓷成分中陶瓷的形状是φ1-2μm的规则或不规则颗粒。
3.根据权利要求1所述的涂层网纹辊，其特征在于：
所述金属陶瓷涂层为单层涂层。
4.根据权利要求1所述的涂层网纹辊，其特征在于：
所述网纹辊呈圆柱形。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的涂层网纹辊的制备方法，其特征在于，包括：
将所述金属成分和所述陶瓷成分烧结成混合粉末；
将所述混合粉末通过超音速火焰喷涂的方法制成所述金属陶瓷涂层；
在所述金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的所述盲孔结构。
6.根据权利要求5所述的涂层网纹辊，其特征在于：
所述混合粉末的尺寸为5～35μm。
7.根据权利要求5所述的涂层网纹辊，其特征在于：
所述金属成分和所述陶瓷成分通过合金化方法烧结，然后再讲过雾化烧结得到所述混合粉末。
8.根据权利要求5所述的涂层网纹辊，其特征在于，在所述金属陶瓷涂层的表面采用高能束激光雕刻出多个排列设置的所述盲孔结构的步骤中：
激光雕刻采用光纤激光器，设置的参数为功率120W、频率5Khz、脉冲宽度10ms，采用尺寸为2.0英寸聚焦镜，焦距为30mm，单次脉冲成型，即可形成300lpi的所述盲孔结构。
9.根据权利要求5所述的涂层网纹辊的制备方法，其特征在于：
还包括在喷涂所述金属陶瓷涂层后采用磨床和抛光机涂层加工成光滑表面。
10.根据权利要求9所述的涂层网纹辊的制备方法，其特征在于：
所述光滑表面的粗糙度为0.4μm。
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