长寿命的金属陶瓷涂覆的起皱刮刀制造技术

本发明专利技术涉及用于使来自杨克滚筒表面的纸幅起皱的刮刀，所述刮刀包括具有0.7mm‑2mm厚度的钢基底，该钢基底被金属陶瓷涂层所覆盖，该金属陶瓷涂层形成适于与所述表面接触的工作边缘和所述幅在起皱期间撞击在其上的幅撞击区域，其中所述金属陶瓷涂层包含在基于镍的金属基体中的碳化铬和碳化钨，且其中所述金属陶瓷涂层具有＜2体积％的孔隙率和＞1100 HV0.3的硬度。

Long life cermet coated wrinkle scraper

The invention relates to a method for making paper scraper wrinkling from Jahnke roller surface, the scraper comprises a steel substrate with 0.7mm 2mm thickness, the steel substrate is covered with metal ceramic coating, the metal ceramic coating is suitable for forming working edge in contact with the surface and the amplitude in the period of impact on the wrinkling the amplitude of the impact zone, wherein the metal ceramic coating containing the metal matrix in nickel chromium carbide and tungsten carbide based, and wherein the metal ceramic coating has less than 2 vol% porosity and the hardness of > 1100 HV0.3.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】长寿命的金属陶瓷涂覆的起皱刮刀
本专利技术涉及用于制造手巾纸(纸巾，tissue)和相关的纸产品的起皱刮刀(doctorblade，blade)。该起皱刮刀由硬化钢带制成，该硬化钢带的耐磨性通过使用热喷镀(喷雾，spraying)涂覆技术施加薄的金属陶瓷涂层而增强。
技术介绍
在造纸工业中，起皱刮刀用于制造手巾纸和其它相关的纸产品。起皱刮刀可由不同材料例如碳钢带、工具钢带、复合物(composite)和聚合物制成。另外，为了强化所述起皱刮刀的工作(加工，working)边缘(刀口，edge)，可通过热喷镀涂覆施加不同类型的涂层，例如在US7,244,340B2中所描述的。在很多手巾纸工厂中，陶瓷涂覆的刮刀由于如下事实而为所挑选的起皱刮刀：它们具有相对高的硬度和由此的耐磨性，而且它们可适应由与蒸汽填充的“杨克(Yankee)”滚筒接触的操作而引起的高温。另外，它们对于限制钢刮刀的可用寿命的主要磨损机理之一即粘着磨损(adhesivewear)不敏感。陶瓷涂覆的起皱刮刀的使用寿命甚至比最好的硬化钢刮刀更长，但是仍然未始终如一地如现代高效的手巾纸工厂所要求的那样长。这可能是由于在使用陶瓷涂层所能实现的硬度方面的限制以及还因为在硬度和韧性之间的关系，其中极硬的涂层在所述刮刀的重要的工作边缘处可倾向于碎裂(chipping)。陶瓷涂覆的起皱刮刀的另一缺陷在于如下事实：它们通常通过等离子体喷镀工艺进行沉积，并且因此需要软的粘接涂层(bondcoat)例如Ni-Cr。在刮刀的寿命期间，随着磨损的进行，该粘接涂层可变为暴露在所述幅在起皱期间撞击(impact)在其上的表面上，导致对机械装置进行调整以维持纸品质的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供由于改善的耐磨性和抗碎裂性而给予比现有的陶瓷涂覆的起皱刮刀长的在手巾纸生产应用中的使用寿命的涂覆的起皱刮刀。另一目的在于提供以始终如一的纸品质制造手巾纸且机器操作者渐进修改操作条件的需求最小的涂覆的起皱刮刀。专利技术定义在权利要求中。具体实施方式陶瓷涂覆的起皱刮刀在手巾纸生产工业中已经获得广泛认可，因为它们在与大多数杨克滚筒兼容的同时通常提供良好的使用寿命。在相关的工业中，碳化钨涂覆的刮刀由于其优异的耐磨性而一直优于陶瓷涂覆的刮刀。在手巾纸生产中，碳化钨刮刀的使用由于对于杨克滚筒造成损害的担忧而一直受到限制。关于碳化钨涂覆的刮刀在起皱应用中的使用的另外的顾虑涉及其经受起皱刮刀需要承受的较高温度的能力。尽管碳化钨涂层在其中主要的劣化(degradation)机理为磨粒磨损(abrasivewear)或浆料侵蚀的应用中表现良好，但是其在其中粘着磨损是主要的磨损机理之一的情况下的性能并未被广泛证明。粘着磨损(微焊合(micro-welding))已知是与杨克滚筒接触的钢刮刀的主要磨损机理。为了尝试克服碳化钨对于高温的有限抵抗性，本专利技术人寻求了相关的替代性涂覆方案。令人惊奇地，发现了这样的金属陶瓷涂层：其被引证(quote)具有700℃的最大使用温度，但是仍具有大于HV0.31000的引证硬度。此外，确认的金属陶瓷涂层具有相对低体积(在15体积％和20体积％之间)的金属基体，以使涂层在与杨克滚筒的延长接触期间遭受粘着磨损的风险最小化。在本专利技术中详述的使用制造商的对于粉末的喷镀参数的初始HVOF喷镀试验在制造具有超过HV0.31000的预料不到的高硬度的致密涂层(小于2％的孔隙率)方面是成功的。此外，测试该涂层的粘着力(adhesion)和总体韧性表明其克服了陶瓷涂层所呈现的限制中的一些。喷镀参数的进一步开发导致在孔隙率和硬度两者上的改善，而没有使韧性显著降低。经优化的涂层的硬度水平平均上为HV0.31250，并且孔隙率小于1.5％。可将所得的涂层以高度的尺寸稳定性磨成常见的起皱应用所要求的几何形状且在工作边缘或其它任何地方都没有碎裂迹象。通过SEM/EDS进行的金属陶瓷涂层的分析表明了以下化学组成：元素涂层的半定量组成(重量％)Co3Cr40C9Ni10Fe0.4W35应指出，SEM/EDS分析是半定量的并且牵涉一定的不准确性、尤其是对于轻元素。因此，对于碳的测量分析是不准确的，并且只是出于完整而给出。本专利技术的金属陶瓷涂层可通过任何热喷镀涂覆工艺，即等离子体、HVOF或HVAF、或它们的一种或多种的任意组合进行施加。对于该涂层所发现的最佳的沉积方法为HVOF。粉末的粒度和粉末的制造方法在实现产生对于该应用而言最佳的硬度所需的低水平孔隙率方面起着重要的作用。耐磨性和更重要地与杨克滚筒的延长接触的效果通过在设计成模拟起皱过程的小规模磨损测试装置上实施试验进行评估。在延长接触之后，在起皱模拟器的滚筒上的痕迹(标记，mark)处于和在使用标准参照钢刮刀的类似长度的暴露之后出现的痕迹类似的水平。这些结果给予专利技术人进行全手巾纸工厂试验的信心。实施例手巾纸工厂试验将具有基于来自OerliconMetco的WOKA7502粉末的涂层的本专利技术的一系列五个刮刀在按惯例使用传统的陶瓷涂覆的起皱刮刀的手巾纸工厂进行试验。试验参数如下：在试验期间使用振动监测以建立刮刀和杨克滚筒之间的相互作用的稳定性。连续的振动监测表明在整个刮刀寿命期间优异且始终如一的结果。根据工厂员工，与以前的陶瓷涂覆的刮刀相比时，测量的振动水平或多或少地更低并且更加始终如一。振动结果显示零或不显著的颤动。测试所制造的手巾纸的纸品质并且发现其在可接受的范围内。在初始地微调第一纸辊上的工艺之后，为了保持该纸品质，在试验期间只对起皱率和MD/CD比进行了微小的改变。对于所述刮刀的寿命，涂层和纸在刮刀背面上的积聚似乎是最小的，导致优异的起皱结果。第一试验刮刀持续了对应于陶瓷涂覆的起皱刮刀的平均寿命的153％和在所述试验之前刚使用的陶瓷涂覆的起皱刮刀的寿命的134％的时间期间。在所述试验期间的断纸(sheetbreak)量是最小的并且对于工厂员工而言是可接受的。对由于与刮刀性能不相关的断纸而引起的移除时的第一试验刮刀的检查表明所述刮刀本来可使用更长的寿命时期。另外的试验刮刀以和第一刮刀类似的方式运行，其也具有超预期的使用寿命、具有可接受的纸品质和最小的振动迹象。本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于使来自杨克滚筒表面的纸幅起皱的刮刀，所述刮刀包括具有0.7mm‑2mm厚度的钢基底，该钢基底具有适于与所述表面接触的工作边缘和所述幅在起皱期间撞击在其上的幅撞击区域，至少所述工作边缘提供有金属陶瓷涂层，其中所述金属陶瓷涂层包含在基于镍的金属基体中的碳化铬和碳化钨，且其中所述金属陶瓷涂层具有＜2体积％的孔隙率和＞1100HV0.3的硬度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.10 EP 14197073.11.用于使来自杨克滚筒表面的纸幅起皱的刮刀，所述刮刀包括具有0.7mm-2mm厚度的钢基底，该钢基底具有适于与所述表面接触的工作边缘和所述幅在起皱期间撞击在其上的幅撞击区域，至少所述工作边缘提供有金属陶瓷涂层，其中所述金属陶瓷涂层包含在基于镍的金属基体中的碳化铬和碳化钨，且其中所述金属陶瓷涂层具有＜2体积％的孔隙率和＞1100HV0.3的硬度。2.根据权利要求1的刮刀，其中所述金属陶瓷涂层具有比碳化钨含量高的碳化铬含量。3.根据权利要求1或权利要求2的刮刀，其中所述金属陶瓷涂层具有在以重量计35％-60％范围内的碳化铬含量。4.根据前述权利要求任一项的刮刀，其中所述金属陶瓷涂层具有在以重量计25％-45％范围内的碳化钨含量。5.根据前述权利要求任一项的刮刀，其中所述金属陶瓷涂层的金属基体在以体积％计15％-20％的范围内。6.根据前述权利要求任一项的刮刀，其中所述金属陶瓷涂层的金属基体具有以重量计的以下组成：Co18％-25％Fe0.5％-5％任选地Cr0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：C米尔沃德，T坎皮拉，
申请(专利权)人：奥钢联精密带钢公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE