CN86108779A - 一种供加工拉伸部件的摩擦辊筒用的激光雕刻的、耐磨的、新的陶质或金属硬质合金表面以及其制造方法和加工拉伸部件的方法 - Google Patents

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Abstract

用于加工拉伸部件例如网状或绳状织物的摩擦辊筒(例如，褶皱器辊筒，拉伸辊筒，纱线卷装传动辊筒)包括一个一般圆筒形外表面和敷涂在该表面的一个陶质，例如氧化铝，氧化铝和二氧化钛、氧化铬、氧化锆的混合物或金属硬质合金，例如钨硬质合金的涂层。所说的涂层被激光雕刻，即激光形成了许多有图案的凹处，实际上图案遍布辊筒的整个外部工作表面，并且在所说的外部工作表面上提供了一个均匀的、耐磨的表面结构。

Description

本发明是关于用于加工拉伸部件如网状或绳状物的磨擦辊，例如一些在纺织，造纸或钢铁工业上所应用的辊，更特别地是关于具有被激光雕刻表面的用于网状或绳状物的磨擦辊，例如，折皱器辊筒，拉伸辊筒，纱线卷装传动辊筒，导针，磨擦针等。这些表面是耐磨的，它们适合于迅速和准确地夹住传动着的网状或绳状物，这些网状或绳状物在通过辊筒之后，被迅速和完全地松放。
在纺织工业中，人们已化费並继续在化费特殊的努力，以发展磨擦辊技术，这种辊具有适宜以较快的速度拉伸或加工纱线、绳状物、长丝或网状物的表面。大量的工作是直接改进辊筒的表面，使它能适合于迅速和准确地夹住纱线、长丝、绳状或网状物，然后在它运行过辊筒后，被迅速和准确地释放。例如，USP2，863，175描述了“上层垫布”（Lapping-up）和“孔眼边缘”（eyebrowing）的问题，其大量采用套筒式辊筒覆盖物，作为皮辊的皮壳以试图克服“上层垫布”和“孔眼边缘”的问题。例如，早先应用过的皮制的皮辊的皮壳，还有一些合成材料制的皮辊的皮壳也应用过，后者显示了较前者长的使用寿命，尽管做了这些努力，“上层垫布”和“孔眼边缘”的问题继续存在，同样也存在辊筒表面如皮辊的皮壳使用寿命短的问题。
USP3，902，234在纱线接触面的孔隙间放入了细 散的催化粒子，例如在导纱器辊筒上所用的粒子。另外，USP2，373，876建议在类似合成橡胶组合物中加入石墨作为纺织辊筒表面使用。另外的专利，USP2，386，583建议了使用硬度大于辊筒主体橡胶的橡胶粒子。在USP2，393，953中描述了由纤维材料制成的皮辊的皮壳。进一步的，在USP2，450，409和2，450，410中描述了这种类软木橡皮组合物材料。
USP2，863，175描述了把易脆的粒子遍布加入类橡胶组合物，作为滚筒的覆盖物。然后，覆在表面的橡胶受到磨削作用以打碎易脆粒子使得在该装置表面内留下大量的孔或缝隙。显而易见，由于在橡胶组合物中易碎粒子的随机分布，由此而形成的孔或缝隙在皮壳表面随机分布，即在皮壳表面上缺乏任何孔或缝隙图案。最近，USP4，547，936建议使用一个有径向分布的高度柔韧钢丝的有弹性覆盖物的辊筒。但是上面提到过的没有一个能实际上完全解决在高速纺操作中迂到的“上层垫布（lapping    up）”、“孔眼边缘”（eyebrowing）和短的使用寿命问题。
最近几年，提供了用氧化铬，氧化铝，氧化铝和二氧化钛或氧化铬和氧化铝的混合物作为涂层的具有耐磨性的纺织辊筒。这些涂层有一些令人满意的效果，但当受到较低或中等腐蚀条件时，很快受到磨坏或腐蚀，例如在纺织厂中，当纤维含有抗静电材料或纤维或纱线经过予处理后仍然潮湿或变湿的时候。可比较的有金属硬质合金表面的摩擦辊筒已被试验了，但是由于这种涂层表面的摩擦条件的程度所限，纱线、纤维或网状物就不能迅速正确地被夹住，也不能迅速正确地释放，因此除了作为卷曲辊之外就只有一点或没有其他用途。
USP4，322，600描述了一个片钢轧钢机辊筒，在其表面 有激光刻的供辗制目的用的微孔图案，使轧制过程中的薄钢片经过接触该辊筒后，具有合适的表面形态，以改善它的深轧制性质。虽然谈及了在轧钢机辊筒上形成一些微孔图案，但是丝毫没有谈及或揭示，有关由激光雕刻陶瓷制品或金属硬质合金作为涂层的摩擦辊筒。
人们已经制成一种供转移油墨或其他介质印刷或处理到印制辊筒或直接到材料上的转移辊筒，转移辊筒具有陶瓷涂层和用激光深蚀的图案。这种类型的转移辊筒被利用供转移油墨或其他材料，因此实际上不受到任何张力，挤压力，应力或扭曲力。因此，转移辊筒一般由空心部件制造，以减少费用和重量，这种类型的转移辊筒由于缺乏抗拉力和抗压强度不适于作为折皱器辊筒使用。这种类型的转移辊筒的一个例子是在英国专利申请GB2，049，102A中所描述的，其他类型的激光雕刻的，氧化铬涂层的转移辊筒已在美国和别处制造，使用和出售。
没有现有技术描述上面的或已知描述的处理网状或绳状物摩擦辊筒，或对拉伸部件进行伸延、拉伸、卷曲、表面改性以及其他处理的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒具有一个结构，並在辊筒的园筒形的外工作表面上有陶瓷或金属硬质合金涂层。而在陶瓷或金属硬质合金涂层上又有激光所形成的深蚀的图案。
本发明创造性地做到了使处理网状或绳状物的摩擦辊筒有一个陶瓷或金属硬质合金涂层，该涂层是固定在滚筒的外工作表面，並在上面有激光所形成的许多深蚀的图案，实际上涂层的整个工作表面是均匀的和耐磨的，其能迅速准确地抓住和工作表面接触的网状或绳状织物，例如，拉伸辊筒或成对的折皱器辊筒，当网状或绳状织物通过工作表面接触区后，就迅速和准确地被释放。令人惊奇的迅速释放的特 点是由于光滑的缘故，即无凹凸不平，本发明的粗糙织物表面的辊筒与具有陶瓷或金属硬质合金涂层的辊筒相比，后者涂层是不用激光处理而是用划痕或研磨来提供粗糙的涂层。另外，本发明由激光深蚀的新型辊筒与上面采用的至今的现有划痕技术制的辊筒相比，有一个均匀的粗糙度，后者辊筒的刻印不仅凹凸不平易使纤维绊住，而且在涂层表面上无规则分布。
本发明创造性地连接在摩擦滚筒工作表面的陶瓷或金属硬质合金涂层被激光深蚀了图案，实际上工作表面涂层是均匀的、耐磨的。网状或绳状织物经过整个工作表面时，例如，被拉伸辊筒，成对的折皱器辊筒轧点迅速和准确地抓住，在它通过轧点之后，迅速和准确地释放。不用激光蚀刻陶瓷或金属硬质合金表面涂层，就不可能获得所希望的迅速释放性质。可以相信，本发明的激光蚀刻操作能应用到固定在滚筒工作表面的陶瓷或金属硬质合金涂层上，使得在滚筒表面形成一种重铸物质，再配合由激光蚀刻的涂层表面的外形，就可得到很令人惊奇的上面已提过的迅速抓住和释放性能。在下面通过显微照相来说明在陶瓷或金属硬质合金涂层的表面的冶金的和/或外形的变化。例如，当使用氧化铝时，通过激光处理形成了蓝宝石色的球结。
没有任何一个现有技术揭示过本发明的概念，即首先在磨擦辊筒的工作表面连接上陶瓷或金属硬质合金涂层，然后，在所说涂层的整个工作表面上用激光深蚀形成许多图案。之外，也没有任何一个现有技术，发现並描述过所提供的在摩擦辊筒上由激光深蚀陶瓷或金属硬质合金和这种类型的辊筒能供拖拉网状或绳状材料用途的概念。在纺织工业中使用新型摩擦滚筒的一种结果是显示了对纤维很小的损伤，其原因就在于排除了以前使用的磨擦辊筒上的凹凸不平的刻痕表面的障碍。
图1是按照本发明制造的折皱器辊筒的侧视图，特别适合于例1的描写。
图2是图1    2-2方向的截面图。
图3是激光蚀刻涂层的工作表面的显微照片的复制件，是例1所描写的275倍。
图4是208倍的显微照相复制件，说明了由激光处理氧化铝涂层所显示的合成蓝宝石色球结的不规则浅色区域，该涂层是用在例4，4＃滚筒，3＃带区中所描述的类似方法生产的。
参考图1和图2，摩擦滚筒10，最好是钢制的，並有大约6英吋的外部直径和大约3英吋的宽度，其中有一个轴向横穿的中心孔11。形成的孔具有一个键槽（没图示），适宜固定一个配对主动轴（没图示），主动轴上具有键和键槽。滚筒10的外部园筒形表面具有涂层12，通过下面将描述的例1的方法来涂层，并且按例1所描述的激光蚀刻的方法激光深蚀成图案。
任何合适的陶瓷涂层或金属硬质合金涂层都可以运用到本发明的摩擦辊筒的传动或工作表面上。例如，碳化钨和碳化钨同钴、镍、铬、铁以及这些金属的混合物所组成的混合物和/或合金。另外，碳化钛，钨-钛的碳化物和碳化铬也能使用。上面提到的碳化物可以单独使用或能同钴、铬、钨、镍、铁或其他合适的金属以混合或合金的形式来使用。陶质涂层包括氧化铝，氧化铝同二氧化钛，氧化铬，氧化铬同氧化铝混合物，氧化锆同氧化镁混合物等等。
陶质的或金属硬质合金涂层，可以通过两个已知的工艺中的任一个方法应用到滚筒的金属表面上，这两个工艺是起爆喷枪喷涂工艺或等离子体涂层工艺，起爆喷枪喷涂工艺是已知的，在USP2，714，563，4，173，685和4，519，840中已作了充分的描写，在这里仅供参考。其中包括供给氧、乙炔、氮气进入喷枪筒，同时装进喷涂的材料，例如，陶质或金属硬质合金或金属粉末。然后点燃混合气体，起爆的冲击波使粉末加速到大约2400英尺/秒，同时使其加热至接近或超过熔点温度。具有大约45%乙炔气的氧-乙炔混合气发生自由燃烧的最高温度大约是3140℃，可是在起爆条件下，温度可能超过4200℃，因此，大部分材料都能用本工艺熔化，枪筒瞄向基质，粉末在接近其熔化点，或在熔点或以上的温度沉积在基质上，在每一次点燃之后，枪筒用氮气吹净。这种循环在一秒内重复4-8次，每一次粉末喷出，就得到其直径大约25mm的几微米厚的沉积涂层面。通过一些重复循环的涂敷得到总的涂层面，每一次形成的小涂层面是由许多重迭的、薄的、两面凸的粒子或相应的个体粉粒的splats所组成的，控制好上述的多次循环操作，就能制得较光滑的涂层。
用于在基质上涂层的等离子技术是常规的操作，在USP3，016，447，3，914，573，3，958，097，4，173，685和4，519，840中作出了描述，在这里所有的这些仅供参考，在等离子涂层技术中，通常使用的等离子喷枪有一个铜阳极和钨阴极，使一种气体例如氩气或氮气或它们同氢气或氦气的混合物，流向阴极周围并通过作为收缩喷咀的阳极。通常在电极之间保持一个由高的频率放电激起的直流电弧，电弧的电流和电压是随阳极/阴极设计，气流量和气体组分而变异的，使用的功率变化范围约5-80千瓦，这取决于喷灯的类型和操作参数。
当使用氮气或氢气时，通过电弧产生等离子气体並含有自由电子， 离子化原子和一些中性原子和未缔合的双原子分子。最常规等离子喷枪的等离子气体的速度是亚音速的，但是使用具有严格的出口角度的收缩型或扩张型喷管能产生超音速的速度。等离子体的温度可能达到50，000F，陶质涂层粉末或金属硬质合金涂层粉末被导入进等离子体束中，在等离子体中熔化的涂层粉末喷射到基质上。用于涂层的等离子体工艺的温度高于起爆枪（D-枪）工艺，而且是一个连续的工艺，然而D-枪工艺是间断的和非连续的，无论通过等离子体工艺或D-枪工艺，所产生的涂层的厚度在0.5～100密耳（mils）之间，粗糙度范围从50-1000Ra，这取决于工艺，即D-枪或等离子体，涂层材料的类型及涂层的厚度。Ra是由ANSI方法B46.1，1978描述的以微吋计，所测量的平均表面粗糙度，数值愈高表面愈粗糙。
在滚筒上涂上陶质或金属硬质合金后，进一步涂上合适的封口物，例如一种环氧树脂密封胶，例如UCAR100环氧树脂，这种封孔处理是防止湿气或其他腐蚀性物质通过陶质或金属硬质合金涂层渗透，並腐蚀和损害辊筒10底层的钢结构。
随着在辊筒园筒形工作外表面，如辊筒10上涂层的沉积以后，用金刚石磨轮研磨连接在辊筒表面上的陶质或金属硬质合金涂层，用表面光度仪测量，使该粗糙度为8-30Ra，这种研磨的目的是为下面所描述的由激光蚀刻图案的辊筒提供更均匀的表面，在这里使用的研磨步骤，很大程度上类似于在生产油墨转移辊筒或传动辊筒（它们不是激光蚀刻的）中常规使用的研磨其中的陶质或金属硬质合金涂层的方法。
在研磨之后，陶质或金属硬质合金涂层使用CO2激光进行激光蚀刻，以使在涂层表面上产生合适的图案和深度。激光蚀刻所形成的深度变化范围很大，可以从几微米或更小到120或140微米或更大，每一层深度的平均直径是由图案和在每直线英吋中激光形成凹处的数目来控制。例如，合适的图案包括方形图案，30度图案和45度图案，在每直线英吋中激光形成凹处的数目为80-550，可以用来在陶质或金属硬质合金涂层上形成凹处的激光机是多种多样的。一般可以使用每激光脉冲0.001-0.4焦耳的激光机，激光脉冲能有20-200微秒的持续时间，激光脉冲中心能被200-2000微秒分离，作为用激光操作以形成激光蚀刻凹处的例证。也可使用更高或更低的数值，本技艺可随时应用其他的激光蚀刻技术。在激光蚀刻之后，一般的粗糙度范围是20-1000Ra。
在激光深蚀之后由激光蚀刻的陶质或金属硬质合金涂层的表面受到清刷以去除一些剩余毛刺和其他的松散粘接材料。这种湿冲刷处理实际上没有改变激光蚀刻过材料的表面粗糙度。任一合适的冲刷技术，包括在例1中描述的特殊的湿冲刷技术都可加以采用。可是，也可以采用其他的改进方法和其他技术，例如，能由熟练的工人操作的珩磨、砂磨和/或研磨。
如图3和图4所见，在激光蚀刻之后的陶质或金属硬质合金涂层的表面包括一系列的微孔或凹槽，它们是通过（a）一些材料的蒸发，（b）当涂层材料受到激光脉冲撞击时，附加材料的熔化，移动和重铸而形成的。人们可以看出，每个微孔的周围有一个隆起边缘，它们是由于激光脉冲处理涂层材料时产生熔化，移动和重铸所造成的。一些边缘的相互重迭，提供激光脉冲的运动方向的线索。人们可以发现重铸材料有别于原始的涂层。一般地，它比原始涂层材料更密实，更少孔率。而多相材料，例如氧化铝和二氧化钛的混合物在供涂敷时，以其独立的多相形式出现，但通过激光处理重铸以后则形成单相材料。另外，人们已经发现，在激光脉冲撞击氧化铝涂层材料以后，发生了很大的形态变化。在图4中鲜亮的长粒粒子散布在沿着微孔或凹槽外缘的涂层材料的隆起边缘的图面就是一个最好的说明。可以认为这些有光泽的粒子是合成的蓝宝石色的球结，它们是通过激光在氧化铝涂层材料上作用而形成的。
本发明的由激光蚀刻陶质或金属硬质合金涂层的摩擦辊筒在纺织和钢铁工业中运用于各种织物和材料的移动和运转操作的工序，如线、纱线、长丝或金属丝等绳状物和网状物或其他的伸延性材料，如薄钢板，机制织物，针织物或并合的非交织物，金属锭，板钢和类似物，它们也能应用于磁带录音工业中，塑料片制造业，照象胶卷制造业，照象复制工业，例如，静电印刷复制机器，报纸输送机，实际上能使用在输送绳线状或网状或延伸材料的有关工业中。新的摩擦辊筒可以是成对的折皱辊筒，形成使绳状或网状物通过的挟梳（nip），或是单个绞盘辊筒或拉伸辊筒，在这里网状物通过全辊筒面积的一半或四分之一，绳状物通过全辊筒面积的一半或数倍，如1，2或3倍，新的摩擦辊筒可以包括拉伸栓或导栓，它们不能旋转，但通过移动延伸材料如纱线或纤维束，使其与拉伸栓或导栓摩擦接触，使后者对前者起作用。新的摩擦辊筒的摩擦和表面特性将很适宜拉伸，折皱和其他操作，这些操作需要辊筒工作表面能迅速抓住传动着的网状或绳状物，並在适当的时间内迅速地释放这些织物而没有出现绊住或撕坏。新的有激光刻图案的陶质或金属硬质合金涂层表面提供了迅速抓住和迅速释放的能力，同时也有耐磨性，並有能力保持长时间的固定和一致的摩擦效应和表面特性。
下面是本发明例子的说明，在例子和本文中使用下列的简称和规定：
LA-6    一种氧化铝涂层。
LA-7    一种含有60%（重量）氧化铝和40%（重量）二
氧化钛涂层。
LC-4    一种氧化铬涂层。
LC-19    一种含有70%（重量）氧化铬和30%（重量）
氧化铝的涂层。
LW-15    一种含有86%（重量）钨，10%（重量）钴和
4%（重量）铬的涂层。
LW-19    一种含有88.5%（重量）钨，8.5%（重量）
钴和3%（重量）铬的涂层。
Ra    用ANSI方法B46.1，1978以微吋计，测量指示出的表面粗糙度，数值愈高表面愈粗糙。
等离子体涂层方法：连续地把一种陶质或金属硬质合金敷涂到基质的技术，其中通过注入陶质或金属硬质合金粉末进入已离子化气体的等离子体中，离子化气体实际上由电弧横切惰性气体流，特别是氩气来形成的。把一种陶质或金属硬质合金粉末连续地供入等离子体，其中能在温度高达50，000F时操作。该粉末在等离子体中与膨胀气体一起被加热和加速，並直接作用到基质上，在此处，粉末冷却、凝结和连接在基质上。
D-枪涂层方法：把陶质或金属硬质合金敷涂到基质的起爆喷枪方法，在这里，陶质或金属硬质合金粉末填入充有氮气、氧气和乙炔气的枪筒中，引爆，使其产生大约6000F的温度，
熔化陶质或金属硬质合金并射到基质上。
C/F：使用150登尼尔尼龙纱线，用锡莱摩擦测定仪（Shirley）frictometer）测量摩擦系数。表面有涂层的滚筒静止放置，当给纱线10克重的输入拉力时，纱线绕辊筒以每分钟260码的表面速度传动。
用S表示一个方形图案的一些例子中，对于每个涂层网眼的大小和图案符号，被认为是一致的。其中的凹点是轴向排列的，即沿滚筒或辊筒的轴向平行排列的，和园环形的排列，即环绕滚筒或辊筒园周排列的，构成以筒轴线作为它的中心位置的园环。在此处，轴向排列的每个凹处的中心与其相邻的两排中的每一排列的凹点中心处在相同的圆周排列。
符号“30I”表示每一个轴向排列与每一个邻近的轴向排列是偏移的，即在某一排列上的凹处中心点以30度的角度（相对于轴排列或轴线）与每一个邻近的轴向排列的凹处中心点相偏移。
符号“45I”表示每一个轴向排列与每一个邻近的轴向排列是偏移的，即在一个排列中的凹处中心点以45度的角度（相对于轴排列或轴线）与每一个邻近的轴向排列的凹处中心点相偏移。
在网眼尺寸和图案符号的中部两位或三位数字表明在第一花样图案测量出的每直线英吋凹处的数字，即，对于方形图案S，中部的两位或三位数字给出了在轴向排列中每直线英吋凹处或微孔的数字，其数量与园周排列的微孔的数字相同。关于45I图案，中部的两位或三位数字特指在45度对角线方向，每直线英吋凹处或微孔的数字，对于30I图案，中部的两位或三位数字特指在30°对角线方向每直线英吋凹处或微孔的数字。
在符号的右端上的两位或三位数字表明在每个凹处的以微米计的标定的深度，即从每个凹处的底部到环绕它的隆起边缘顶部的测定值。
例    1
一对园筒形实心钢制折皱辊筒，每一个具有6吋直径和3吋宽度，筒轴孔有一个标定的1.75吋直径和用于配合主动轴的键槽和键。对其脱脂处理並做好对其进行金属硬质合金的涂层准备工作。使用起爆枪操作，在温度大约6000F时，将包含88.5%（重量）的碳化钨，8.5%（重量）的钴和3%（重量）的铬的金属硬质合金涂层，涂敷到每个辊筒的园筒形外部的工作表面上，其标定厚度是9密耳，上下可变化3密耳，基本涂满所说滚筒的园筒形工作表面的整个外层。采用一种环氧树脂密封剂，即环氧树脂UCAR100，应用到涂层上。密封的目的是封闭在涂层上的微孔，以保护滚筒的钢铁不受腐蚀。在冷却之后，密封的涂层用研磨砂轮研磨，使其粗糙度为15-25Ra。在此之后，园筒形表面用粗糙的带状砂磨机划痕到粗糙度为50-70Ra，由此生产出常规的摩擦辊筒。然后，将园筒形表面的涂层砂磨至20-25Ra，因此只保留4密耳厚的涂层。在起爆涂层之后，最初的研磨步骤和划痕步骤是多余的，应省掉。可是这个例子同样也说明了常规滚筒能被重新研磨和进一步处理，以使能按照本发明生产出新的滚筒。在砂磨到20-25Ra之后，涂层后的园筒形工作表面用激光蚀刻以产生45°偏移的凹处图案，其标定孔目为400目，（一个滚筒表面上每英吋有392个凹处，而另一个筒上有386个凹处，在园筒形外表面上沿着与轴线成45°对角线方向），沿着每个辊筒的每一园周形边缘保持未蚀刻的近似1/8吋宽带状区域，以避免可能形成毛刺，这些毛刺可能擦伤靠近折皱器辊筒的针槽壁板。凹处的平均标定深度是25微米。通过使用0.023焦耳激光脉冲制备每一个凹处，激光脉冲有64微秒的持续时间，脉冲中心被500微秒所分离。
得到的激光蚀刻辊筒接着用结实的硬毛刷湿冲刷清洗，刷子有12英吋的直径，其中的每一根尼龙毛有大约0.005吋的直径。将刷子安装好，因此硬毛刷的顶部同激光蚀刻的辊筒的表面接触，並以1756rpm转速旋转清洗，与这同时激光蚀刻的滚筒以40rpm旋转。随着激光蚀刻辊筒和结实的硬毛刷旋转，将一种含水的研磨浆液提供给激光蚀刻辊筒。在挟梳（nip）处同硬毛刷接触，刷子和滚筒以相同的方向旋转，即两者顺时针或逆时针方向旋转。
得到的成对滚筒被使用作为折皱器辊筒以折皱22旦的尼龙长丝成为纤维束带，並越过3吋滚筒面，这种类型的纤维束被认为难于进行折皱，这种纤维束也被认为对折皱器滚筒有侵蚀性，产生高的磨损。在折皱之后，纤维束变成了内聚捆束，在这当中尼龙长丝获得好的折皱。使用新的折皱辊筒显示出明显的纤维束的折皱效果和实际上观察到在滚筒上无磨损。
例    2
另外一套与例1中的一套相同的两个辊筒待做涂层准备，涂层是一种金属硬质合金，以例1中描述过的辊筒的相同方法生产，但其中不采用45I对角线图案。而是在一个正方形图案中，激光蚀刻的凹处有400目，即在筒表面上的园周形排列中的大约每英吋有396个凹处。而在表面上的轴向排列中的每英吋有403个凹处。每个凹处有25μm的标定深度。激光蚀刻的，涂层滚筒是用于折皱5和15旦尼尔的聚酯纤维上。供作隔热长丝之用，在折皱聚酯纤维时， 辊筒运转得令人满意。
例    3
为了说明按照本发明表面涂层和激光蚀刻的滚筒的摩擦系数的一致性，下面的涂层被制备並被激光蚀刻，在每一种情况中，涂层敷涂到2英吋直径的下面空心的铝制滚筒上，该滚筒在本例子中供试验目的使用。使用六个铝制辊筒，每一个均涂有陶质或金属硬质合金涂层，这在下面的表1中单独列出了。1＃滚筒和2＃滚筒各均具有LC-4陶质涂层，其中采用氧化铬，通过等离子体技术敷涂上去的。3＃滚筒和4＃滚筒各均涂有LA-7陶质涂层，涂层是由起爆喷枪敷涂上的，其中的陶质包括60%（重量）氧化铝和40%（重量）二氧化钛。5＃滚筒和6＃滚筒各均涂有LW-19涂层，该涂层是与例1一致的金属硬质合金涂层，即88.5%（重量）碳化钨硬质合金，8.5%（重量）钴和3%（重量）的铬。采用一种环氧树脂密封剂，即把环氧树脂UCAR100敷涂到每种涂层上。每一个滚筒均用如表1所列示的3或4号带区（band）孔眼图案进行激光蚀刻。
在表1中符号Ra表示粗糙测量度，每个粗糙度的数值是每个带中所取的五个读数的平均值。所有的读数是取自与筒轴成10度角度的方向。同样在表1中C/F是测量的带的摩擦系数。一些读数是取自两个不同的旋转方向，事实上所测得的磨擦系数的读数是没有多少区别。在表1中能看见，每个涂层在进行冲刷之前和冲刷之后（用如例1所描述的尼龙结实刷子和含水研磨浆液）所测得的粗糙度和摩擦系数的读数。表1所显示的结果列示了相同种类涂层的摩擦系数同表1中显示的不同种类涂层的摩擦系数的一致性。例如，在冲刷之后，最低的摩擦系数如在3＃滚筒上2＃带涂层所显示的，即是0.22。 在冲刷之后，最高的摩擦系数如在1＃滚筒上1＃带涂层所显示的，即是0.265。在冲刷之后摩擦系数的最高值和最低值相差很小，这说明了在同一个涂层中，甚至在不同类型和不同图案的涂层中的摩擦系数是相容一致的。
表    1
辊筒    涂层及    带    孔目大小    冲    刷    前    冲    刷    后
（号）    涂层方法    （号）    和图案    Ra    C/F    Ra    C/F
1    LC-4    1    S-180-90    350    .275    365    .265
（氧化铬）    2    S-225-20    154    .23    152    .245
等离子体    3    S-180-30    190    .255    193    .26
2    LC-4    1    S-450-20    63    .30    62    .245
（氧化铬）    2    S-320-18    122    .27    120    .245
等离子体    3    S-180-20    101    .315    104    .24
3    LA-7    1    S-180-20    92    .34    77    .225
（氧化铝-    2    S-180-40    250    .29    249    .22
氧化钛）    3    S-180-60    314    .25    328    .225
D-枪    4    30I-180-40    312    .29    311    .225
4    LA-7    1    30I-100-35    166    .28    157    .235
（氧化铝-    2    30I-320-35    217    .26    218    .235
氧化钛）    3    30I-450-25    112    .295    113    .235
D-枪    4    30I-450-12    86    .24    84    .225
表    1（续）
辊筒    涂层及    带    孔目大小    冲    刷    前    冲    刷    后
（号）    涂层方法    （号）    和图案    Ra    C/F    Ra    C/F
5    LW-19    1    30I-450-10    35    .28    31    .255
（钨、钴、铬）    2    30I-450-25    140    .26    138    .24
D-枪    3    30I-320-40    259    .25    257    .235
4    30I-180-40    312    .25    307    .23
6    LW-19    1    45I-300-35    271    .255    271    .24
（钨、钴、铬）    2    30I-320-20    133    .27    138    .235
D-枪    3    30I-550-15    88    .27    81    .23
4    30I-630-4    29    .38    26    .24
例    4
在下列的每个操作中，由表2所定的涂层通过表2的方法敷涂到4英吋直径的空心铝制滚筒上，在这个例子中使用铝制辊筒供试验目的。所提供的每个辊筒具有三个蚀刻的带区，该带区存在表2所示的孔眼尺寸和图案。使用前面的方法测量每个带区的摩擦系数，测量值列于表2中。
用表2中所定的方法敷涂1＃、4＃、7＃和10＃辊筒，用毛刷把环氧树脂涂在这些涂层上，即用环氧树脂UCAR100密封这些涂层。然后，用激光蚀刻以实现一定的孔眼尺寸和图案，如在表2中的每个辊筒上的每个带区1＃、2＃和3＃所显示的。
辊筒2＃、5＃、8＃和11＃用在表2中所定的方法涂层，接着通过刷子用环氧树脂封剂密封这些涂层，再接着用一个砂带磨床研磨，接着用激光蚀刻以实现一定的孔眼尺寸和图案，如在表2中的这些辊筒的1＃、2＃和3＃带区所显示的。
使用表2已定的方法制造具有表2所定涂层的辊筒3＃、6＃、9＃和12＃。在此之后，把环氧树脂封剂敷涂到涂层上，在涂层冷却之后，用砂轮研磨，激光蚀刻以实现三个不同的带区的孔眼尺寸和图案，如在表2中的这些辊筒的1＃、2＃和3＃带区所显示的。
所有的辊筒，即辊筒1＃-12＃都受到类似于例1所述的研磨抛光方法的湿冲刷。在进行湿冲刷后进行干燥，然后作有关试验以测得蚀刻涂层的每个带区的摩擦系数，列于表2的结果中显示在激光处理前对涂层的予先研磨和砂带磨擦，对于最后冲刷处理的，光蚀刻的涂层表面的最终摩擦系数没有起多大的作用。
表    2
辊筒    涂层及    带    孔目大小    滚筒    滚筒    滚筒
1＃2＃3＃
（号）    涂层方法    （号）    和图案    C/F    C/F    C/F
1，2    LC-4    1    45I-80-115    .26    .255    .26
和3    （氧化铬）    2    45I-80-22    .255    .255    .25
等离子体    3    45I-300-22    .255    .25    .265
表    2（续）
辊筒    涂层及    带    孔目大小    滚筒    滚筒    滚筒
（号） 涂层方法 （号） 和图案 4＃5＃6＃
C/F    C/F    C/F
4，5    LA-6    1    45I-80-135    .26    .255    .255
和6    （氧化铝）    2    45I-80-35    .245    .245    .245
等离子体    3    45I-300-35    .25    .25    .255
滚筒    滚筒    滚筒
7＃8＃9＃
C/F    C/F    C/F
7，8    LC-19    1    45I-80-120    .255    .23    .235
和9    （氧化铬-    2    45I-80-30    .23    .23    .23
氧化铝）    3    45I-300-22    .23    .23    .24
等离子体
滚筒    滚筒    滚筒
10＃11＃12＃
C/F    C/F    C/F
10，11    LW-15    1    45I-80-115    .25    .24    .245
和12    （钨、钴、    2    45I-80-30    .235    .235    .245
铬）    3    45I-300-22    .245    .245    .25
D-枪

Claims (26)

1、通过摩擦接触，实施于延伸固体材料的摩擦辊筒，包括一个有外表面即称工作表面的辊筒和敷涂在上述工作表面上的陶质或金属硬质合金涂层，所说的涂层上有许多由激光形成的构成一定图案的凹处，该涂层上的图案实际上向工作表面提供了一种均匀的、耐磨的重铸的表面。
2、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是氧化铝。
3、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是氧化铝和氧化钛的混合物。
4、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是氧化铬。
5、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是氧化铬和氧化铝的混合物。
6、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是钨硬质合金。
7、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层含有钨硬质合金，钴和铬。
8、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒是折皱滚筒。
9、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒是拉伸辊筒。
10、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒是纱线卷装拖拉辊筒。
11、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒是一个摩擦栓。
12、如权利要求1所述的摩擦辊筒，其中所说的摩擦辊筒是一个导栓。
13、通过摩擦接触实施于延伸固体材料的摩擦辊筒的制造方法，所说的辊筒有一个即称工作表面的外表面，该方法包括将陶质或硬质合金涂层敷涂到所述的工作表面上，在所说的工作表面的涂层上进行激光蚀刻得到许多凹处，这些凹处实际上以一定的图案覆在整个工作表面上，所说的激光蚀刻步骤形成了一个重铸涂层的、均匀的、耐磨的表面结构，而这些重铸涂层实际上是通过激光蚀刻步骤在整个工作表面上形成的。
14、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层在敷涂步骤之后和激光蚀刻步骤之前，用孔密封材料进行密封。
15、如权利要求14的方法，其中得到的密封了的陶质或金属硬质合金涂层在密封步骤之后和激光蚀刻步骤之前磨削。
16、如权利要求13的方法，其中所说的激光蚀刻的涂层，在激光蚀刻步骤之后，用细的分散研磨剂的液体浆料冲刷。
17、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或硬质合金涂层是氧化铝。
18、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或硬质合金涂层是氧化铝和二氧化钛的混合物。
19、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或硬质合金涂层是氧化铬。
20、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或硬质合金涂层是氧化铬和氧化铝的混合物。
21、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层是钨硬质合金。
22、如权利要求13的方法，其中所说的陶质或金属硬质合金涂层含有钨硬质合金，钴和铬。
23、在延伸固体材料上，通过摩擦接触完成工作的方法，该方法包括使所说的延伸固体材料向如权利要求1的摩擦辊筒的工作表面上的均匀的、耐磨的重铸涂层进行摩擦接触的步骤。
24、如权利要求23所要求的方法，其中所说的摩擦辊筒是折皱辊筒，所说的延伸固体材料是纤维束。
25、在延伸固体材料上通过同摩擦辊筒的摩擦接触来完成工作的装置，磨擦辊筒有一个工作表面，这种改进包括把陶质或金属硬质合金涂层敷涂到所说的工作表面上，所说的涂层有许多激光形成的构成一定图案的凹处，从而在工作表面上形成了均匀的、耐磨的重铸表面。
26、如权利要求25的改进，其中所说的摩擦辊筒是一个折皱辊筒，所说的延伸固体材料是纤维束。
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