SE502969C2 - Användning av en stållegering som material till bestrykningsschabrar i form av kallvalsade band - Google Patents

Description

( ïl 10 20 25 l\3 xO 0\ normalt att bestrykriingsschabrar måste bytas ut redan etter ett par timmars köming i en pappersmaskin. Det säger sig självt att detta inte är bra med hänsyn i synnerhet till pro- duktionsbortfall vid schaberbyte.

För att öka schabrarnas livslängd är det känt att belägga kanterna med ett keramiskt slcikt. Härigenom kan man öka den eñektiva livslängden väsentligt, men dessa schabrar blir mycket dyra och har därfor inte fått någon särskilt stor spridning. Det är känt att nötningsbeständiglieten hos legerade stål kan vara högre än i olegerade, ett förhållande som utnyttjas i vissa verktygsstål och konstruktionsstål. Exempelvis kan hänvisas till de legerade stål som beskrivs i JP-A-61/4l749 och i US 4,743,426 och US 2,565,264 och som är avsedda for styrpinnar for plastgjutforrnar, varrnarbetsstål, tex matriser for strängpressning av aluminium vid höga temperaturer, respektive for turbinblad, srnides- verktyg, skärverktyg och liknande produkter, vilka fiamställs ur block eller stångformiga ämnen. Däremot har inte stållegeringar av detta slag använts för frarnställnjng av tunna kallvalsade, härdade och anlopta band for bestryknings- och/eller tryckerischabrar, san- norlikt for att fackrnannen räknat med stora problem vid kallvalsning och värmebehand- ling medforande sprickbildning, krokighet och liknande defekter som gör materialet olämpligt for bestryknings- och tryckerischabrar.

KORT REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Till grund for uppfinningen ligger den överraskande upptäckten att varmvalsade band av en stållegering med den i patentkraven angivna sammansättningen utan allt for stora problem låter sig kallvalsas till tjocklekar understigande 1 mm samt härdas och anlopas till adekvat hårdhet for bestrykníngs- och tryckerischabrar, och att dessa schabrar blir raka och får en nötningsbeständighet och därmed effektiv livslängd som flera gånger överstiger den hos kolstål och hos rostfria martensitiska kromstål och som till och med är jämforbar med eller i nivå med vad som kan uppnås med kerarnbelagda schabrar.

Ytterligare kännetecken och aspekter på uppfinningen framgår av foljande detaljerade beskrivning samt av uppnådda resultat.

KORT FIGURBESKRIVNING I ritningsfigurema visar, Pig l. en tillklippt längd av en bestrylmingsschaber i hoprullat leveranstillstånd, och Fig 2. och Fig 3. visar ett par typiska kantutforrnningar hos bestryknings- och tryckerischabrar. 10 15 20 35 DETALIERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Som angivits i det föregående avser uppfinningen användningen av en stållegering med specifik sammansättning för fiamställning av bestrylcriings- och tryckerischabrar, de sena- re även kallade raklar, i form av kallvalsade, härdade och anlöpta band. Ritníngsfigurema visar typiska utföranden. Bredden B uppgår till mellan 10 och 100 mm (4"), medan tjockleken för bestrykningsschabrar uppgår till mellan 005 och 1 mm, nomialt till mellan 025-064 mm och för tryckerischabrar nomtalt till mellan 0.07 och 0.03 mm (0.003- 0.008 In).

Den bearbetande kanten kan endera vara rak (90°), fig 3, ett kantutförande som är ty- piskt för bestrykningsschabrar, eller vara fasad, ett kantutförande som används för såväl bestryknings- som tryckerischabrar, fig 2.

Halten av de olika legeringselementen och dessas betydelse i stålet för det specifika an- vändningsområdet skall förklaras närmare i det följande.

Kol skall ingå i stålet i tillräcklig halt för att ge stålet en tillräcklig grundhårdhet for att kunna anpressas mot pappersbanan, respektive mot en färgbeläggningsvals utan att per- manent deformeras och för att i samband med anlöpning bilda MC-karbider som ger ut- skiljningshärdning och därmed en förbättrad nötningsbeständighet. Kolhalten skall därför vara lägst 0,46%, företrädesvis lägst 0.50°/°. Å andra sidan får kolhalten inte vara så hög att man riskerar få primärkarbideri större omfattning, vilket skulle förstöra segheten i materialet och även kunna ge upphov till repor i den belagda pappersytan. Den maximala kolhalten är därför 070%, företrädesvis max O.65%. Lämpligen skall stålet innehålla mellan 0.52 och 0.58 C. Den optimala kolhalten i stålet bedöms vara 0.55%.

Vanadin skall ingå i stålet för att vid anlöpning genom utskiljning bilda mycket små MC- karbider, vilka väsentligen torde bidra till att ge den överraskande goda nötningsbestän- digeten hos schaberklingoma. Karbiderna är submikroskopiskt små, vilket innebär en maximal storlek i storleksordningen 100 Å. För att en tillräckligt hög volymsandel MC- karbider skall vanadinhalten vara lägst 05%, företrädesvis lägst 0.6% och lämpligen lägst 0.7%. Å andra sidan får vanadinhalten inte vara för hög, eftersom detta skulle ge upphov till bildandet av primärkarbider, som inte upplöses vid austenítiseringen, Dessa primärkarbider skulle därför binda upp kol, vilket skulle reducera mängden utskilda MC- karbider i samband med anlöpningeri, så att stålet skulle bli för mjukt. Stålet får därför 10 15 20 25 35 C.) xO 0\ maximalt innehålla 1.5% vanadin, företrädesvis max 1.4 vanadin och lärnpligen max 1.3 vanadin.

Krom behövs i en halt av lägst 1%, företrädesvis lägst 1.5% och lämpligen lägst 2% för att stålet skall få tillräcklig hardbarhet, dvs omvandlas till martensit vid kylning i luft efier austenitisering. Krom är emellertid också en karbidbildare, som konkurrerar med vanadin om det i stålets matrix ingående kolet. Ju högre lcromhalten är, desto mindre stabil blir vanadinkarbidema. Kromkarbider ger emellertid inte den urskiljningshärdning som är önskvärd och som vanadin i ovan angivna halter kan ge. Därför begränsas lcromlialten i stålet till 6%, företrädesvis max 4% och lämpligen max 3%.

Molybden skall förekomma i en lägsta halt av 0.3%, företrädesvis lägst 1% och lämpli- gen lägst 2% för att jämte vanadin ingå i MC-karbidema och på ett gynnsamt sätt med- verka till dess bildande. Molybden kan i denna roll sägas komplettera vanadinet. Genom att molybden ingår i MC-karbiderna löses dessa lättare upp vid austenitiseringen i sam- band med härdningen och ingår därefter i de vid anlöpningen bildade MC-karbidema.

Molybden får emellertid inte förekomma i så hög halt att skadliga mängder molybden- karbid bildas, vilka på samma att som lcromkarbider är instabila och tillväxer vid höga temperaturer. Molybdenhalten begränsas därför till 5%, företrädesvis till 4% och lämpli- gen till max 3%. Molybden kan på vanligt sätt helt eller delvis utbytas mot dubbla mäng- den wolfram. Helst bör man dock undvika detta för att inte komplicera stålets samman- sättning. Enligt den föredragna utföringsformen bör legeringssanunansättningen därför inte innehålla wolfram i mer än föroreningshalt.

Mangan förekommer i stålet i en halt av mellan 0.1 och 2% och medverkar liksom lcrom till att ge stålet önskad härdbarhet.

Kisel skall ingå i en lägsta halt av 0.2%, företrädesvis minst 0.6% och lämpligen minst 08% för att öka kolaktiviteten i stålet och påskynda utskiljningen av de små vanadin- karbiderna vid anlöpning. Den ökade kolaktiviteten kan emellertid också innebära att man snabbare får en förgrovning av karbiderna, vilket leder till en snabbare förrnjukning av stålet. Anlöpningskurvan förskjuts med andra ord åt vänster och hårdhetspuckeln för- skjuts uppåt vid höga kiselhalter. Stålet bör dock inte innehålla mer än högst 1.5% kisel och företrädesvis högst l.2% kisel.

Bor kan eventuellt tillsättas till stålet i en halt av upp till 0.0l% för att ytterligare öka stålets härdbarhet. 10 20 25 30 5 502 969 Nickel ger ingen positiv effekt i stålet for det avsedda användningsområdet. Nickel i halter upp till ca 1% ger å andra sidan inte heller någon anmärkningsvärd negativ efiekt med avseende på materialegenskapema men kan möjligen komplicera värmebehandlingen något. Man kan sålunda tillåta nickel upp till max 1%, företrädesvis max 0.5%, men helst bör stålet inte innehålla nickel i halter över föroreningshalter.

Niobs halter i stålet för det aktuella användningsområdet har inte testats specifikt. Det är fiån andra tester emellertid känt att niob delvis kan ersätta vanadin, men att det kan ge försprödningseñekter, varför det bör undvikas. Upp till 0.2% niob torde dock inte med- föra någon märkbar skada.

För övrigt innehåller stålet väsentligen inga andra element än järn. Övriga element, däri- bland aluminium, kväve, koppar, kobolt, titan, svavel och fosfor, förekommer inte mer än som föroreningselement eller som oundvikliga accesoriska element i stålet.

Den norninella sammansättningen hos det material som enligt uppfinningen skall använ- das for framställning av bestryknings- eller tryckerischabrar är följande: 0.55 C, 1.0 Si, 0.80 Mn, 2.6 Cr, 2.3 Mo, 0.90 V, rest järn och oundvikliga föroreningar.

Tillverkningen av bestryknings- eller tryckerischabrar enligt uppfinningen går till på föl- jande sätt. En legering med den önskade, ovan och i patentkraven angivna sammansatt- ningen fiamställs enligt konventionell srnältrnetallurgisk telcnik. Av legeringen 'framställs got, vilka varmvalsas till band med tjockleken ca 3 mm. Dessa band kallvalsas till önskad tjocklek understigande 1 mm, omväxlande med omvärmningsoperationer. Det sålunda erhållna, kallvalsade bandet härdas genom austenitisering vid en temperatur överstigande lO00° C följd av kylning i blybad vid en temperatur mellan 240 och 270° C samt anlöp- ning vid 400° C. Därefter borstas bandets sidor och gulanlöps genom vännníng till mel- lan 320 och 370° C i oxiderande atmosfär. Bandet klipps till avsedd längd och bredd samt kantbearbetas genom hyvling och/eller slipning till önskad kantprofil, F ig 2 och 3.

Den kant som skall utgöra arbetande kant härdas genom lokal uppvärmning av kantpar- tiet, tex genom induktionsuppvärmning. (fl C) l\_) 10 15 \O 0\ UTFÖRDA FÖRSÖK - RESULTAT Genom valet av legeringssarnrnansättning samt genom den beskrivna tillverkningstelmi- ken erhålles schabrar med mycket hög planhet och rakhet samt en hårdhet i stambladet på ca 600 HV. Detta är en högre hårdhet än vad som uppnås med konventionella kol- stålsschabrar, hos vilka normalt uppnås en hårdhet på ca 500 HV. Denna hårdhetsslcill- nad kan dock inte förklara den mycket stora förbättring i effektiv livslängd som uppnåd- des genom användningen av den för applikationen nya stållegeringen.

Vid jämförande fáltprovningar användes bestryl-mingsschabrar med helt raka kanter, Fig 2 och tjocklekarna 0.381 och 0.508 mm. Försöken utfördes i ett Jagenberg bestrykningsaggregat i en finpappersmaskin. Finpapperet beströks i aggregatet med en traditionell bestrykníngssmet innehållande nötande ämnen. (Den exakta sammansättningen hos bestrykningssmeten är tillverkarens företagshemlighet.) Schabrarna ansågs utslitna, då man inte längre kunde uppnå önskad bestrykningskvalitet genom justering av sådana parametrar som schaberklingans ariliggningstiyck mot pappersbanan, anliggningsvinkeln och liknande. Med konventionella schabrar av kolstål uppnåddes effektiva livslängder på 2-4 timmar, medan man med schabrama enligt uppfinningen uppnådde effektiva livsländer på mellan 12-16 timmar.

Claims (9)

10 15 20 25 30 \I (11 (3 l\I> xO Q\ \O PATENTKRAV

1. Användning av en stållegering bestående av, i víktprocent: 0.46-0.70 C 0.2-1.5 Si 0.1-2.0 Mn 1.0-6.0 Cr 0.5-5 M0 O.5-1.5 V max 0.01 B rest väsentligen endast järn, föroreningar och accesoriska element i normala halter, som material för fiamställning av bestryknings- och tryckerischabrar vilka har formen av kall- valsade, 0.05-1.0 mm tjocka, härdade och anlöpta band.

2. Användning enligt krav 1, av en stållegering som innehåller O.50-0.65 C, företrädesvis 0.52-0.58 C.

3. Användning enligt krav l, av en stållegering som innehåller 1.4-4 Cr.

4. Användning enligt krav 3, av en stållegering som innehåller 2-3, företrädesvis 25-3 Cr.

5. Användning enligt krav l, av en stållegering som innehåller l-4, företrädesvis 2-3 Mo.

6. Användning enligt krav 1, av en stållegering som innehåller 0.6-l .4 V, företrädesvis O.7-1.3 V.

7. Användning enligt krav 1, av en stållegering som innehåller 0.6-1 .2 Si.

8. , Användning enligt krav 1, av en stållegering som inte innehåller kobolt i mer än föro- reningshalt.

9. Användning enligt krav 1, av en stållegering som inte innehåller volfram i mer än föro- reningshalt. lO. Användning av en stållegering enligt något av kraven 1-9, i form av varmvalsade band som material för framställning av bestryknings- och tryckerischabrar vilka har formen av kallvalsade 0.05-1.0 mm tjocka, härdade och anlöpta band.