新型金属带产品制造技术

本发明专利技术涉及涂覆钢带产品，在所述钢带的一个或两个侧面带有致密和坚硬的耐磨损涂层。所述涂层的总厚度最大为２５μｍ，所述涂层的硬度至少为６００ＨＶ且钢带基材的抗拉强度至少为１２００ＭＰａ。优选通过电子束蒸发施用该涂层，并且该涂层可以是例如Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］。所述涂覆金属带可用于制造造纸业和印刷业中所用的刮刀和涂料器刀片。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及具有十分坚硬和致密涂层的新型涂覆钢带材料。同时涉及在连续卷带式工艺下制备上述涂覆钢带的方法，这将导致坚硬和致密涂层极好地粘附在金属带基材上。特别地，本专利技术涉及涂覆钢带，其坚硬涂层具有极好的粘附性以至于其适用于涂料器和刮刀。本专利技术的
技术介绍
和现有技术刮刀和涂料器刀片均用于造纸业和印刷业，用以分别从旋转辊刮擦纸和油墨。与此相关的问题常出现于辊以及涂料器或刮刀的磨损。涂料器和刮刀通常是由硬化钢带制备的。减少磨损问题的一个普通方法是在刀片制造成最终的涂料器或刮刀的几何形状后，在钢制刀片上施用耐磨损涂层。为此，在基材和耐磨损涂层之间通常采用以镍层作为粘合层。因此，可以采用耐磨损涂层是已知的，但要找到具有成本效益且环境友好的、能满足所需质量的方法还存在困难。带有施用的耐磨损涂层的涂料器或刮刀的成本目前很高。此外，在印刷工业或在造纸厂使用期间发生的质量问题的成本也较高。由于成本的原因，因此需要有连续的卷带式涂覆工艺，其优选集成在钢带的生产中。此外，由于质量的原因，采用与基材具有良好粘附性的致密涂层是有利的。从成本来看，如果耐磨损涂层具有极好的粘附性以至不需要任何单独的粘合层，则将是其另一个优点。为实现涂料器或刮刀成品的功能质量，致密涂层需要有良好的粘附性。粘附性差或多孔或粗糙的涂层将在涂料器刀片或刮刀使用期间产生问题，例如，涂层开始剥落，或细粒或小片破损，或产生裂纹问题。总而言之，从质量和成本来看，这是不能接受的，因为刮刀的这类问题将导致印刷质量差，或需要在造纸厂频繁的停工，替换损坏的涂料器刀片。在加工工业中，如造纸厂，每次停工都是昂贵且必须避免的。目前使用的有几种常见的涂层制造方法，并且还有几种不同类型的涂层在使用。可提及作为例子的有陶瓷涂料，通常由可能添加有TiO2和/或ZrO2的Al2O3组成。通常采用热喷涂的方法施用这种类型的涂料，该方法的实例描述于例如US-A-6431066中，其中沿刮刀的一个边缘施用陶瓷涂料。在EP-B-758026中描述了另一方法实例，其中在包括热喷涂的相当复杂的连续工艺中，采用数个涂覆步骤，沿一个边缘施用耐磨损涂料。热喷涂方法一般存在一些主要的缺陷。所形成的涂层粗糙，这就意味着在涂覆后必须对表面进行抛光或其他的进一步处理。热喷涂涂层通常还包含高孔隙度，这意味着一般不能获得薄的致密涂层。此外，热喷涂涂层的厚度通常都相当厚。在涂料器和刮刀的情况下，陶瓷涂层的厚度范围通常为20-100μm。在使用期间，厚且粗糙的涂层增加了形成裂纹或者细粒从表面剥落的风险。在多数情况下，必须使用昂贵的镍或镍合金作为粘合层以提高陶瓷涂层的粘附性。金属涂料，通常由纯镍或铬组成，或为诸如磷化镍的化合物形式。通常采用喷镀的方法，尤其是电喷镀的方法施用这种类型的金属涂料。电喷镀的方法存在一些缺陷，主要的一个就是难以获得厚度均匀的涂层且涂层粘附性较差。且喷镀工艺不是环境友好型的，相反地，这些工艺通常产生环境问题。复合涂料，例如包含耐磨损粒子如SiC的镍涂层。在WO02/46526中描述了这一方法的例子，其中在用于电解镍涂层的连续工艺中，在数个步骤中施用不同的层，并且在至少一个上述步骤中添加耐磨损粒子。这一方法也存在一些缺陷，与上述电喷镀的缺陷大体上相同，但还存在的缺陷是，镍在很大程度上是用作粘合层，这就意味着涂层是非常昂贵的。因此，上述例子中所描述的方法不能用于本专利技术。因此，本专利技术的主要目的是提供坚硬且耐磨损的涂覆金属带，所述金属带在致密涂层和基材之间具有改进的粘附性。本专利技术的另一目的是在连续卷带式工艺中获得具有成本效率的涂层，所述连续卷带式工艺集成于钢带的生产中。本专利技术的另一目的是，提供具有耐磨损涂层的致密层的涂覆钢带产品，以便制备所述材料的涂料器和刮刀。本专利技术的另一目的是提供与卷带式工艺中的连续涂层直接相关的制备刮刀或涂料器刀片的方法，所述卷带式工艺包含在金属带生产线中，在单个刀片制造中无需任何进一步的制造步骤。本专利技术的另一目的是获得厚度尽可能均匀的涂层。通过提供如权利要求1所述的涂覆钢产品，可以令人惊讶地获得上述和其他目的。在从属权利要求中定义了进一步优选的实施方式。附图简述附图说明图1所示为根据本专利技术一个实施方案的金属带的横截面示意图。图2所示为根据本专利技术第二实施方案的金属带的横截面示意图。图3所示为用于制造本专利技术的涂覆金属带的生产线的概略图。专利技术详述带有致密和坚硬耐磨损涂层的、硬化钢带形式的终产品适用于刮刀和涂料器刀片的应用，如用作轮转凹版印刷或挠性凹版(flexogravure)印刷的刮刀，或在造纸中用作刮纸的涂料器刀片，或在造纸中用于褶皱纸的褶皱刀片。在这些所有的应用中刀片上通常都会出现磨损，所述磨损源自于与辊的接触或来自于包含磨损矿物的纸张。合适的涂层应带有具有良好粘附性且耐磨损的致密涂层，其坚硬且具有足够的韧性以承受在使用期间的工作载荷和压力，而不会呈现任何易脆或破损的趋势。为防止终产品磨损，将产品涂覆至少一层耐磨损涂层是恰当的。可以采用一侧或双侧涂覆。从成本来看单侧涂覆是优选的，应尽可能地被采用，尤其是用于挠性凹版印刷的刮刀中，单侧涂覆通常能维持到所需的使用期限。但对于将刀片应用于更恶劣的条件，或需要更长的使用时间时，双侧涂覆则是优选的。否则将产生问题例如，沿未涂覆侧的边缘发生塑性变形，或沿未涂覆侧的边缘堆积材料，偶尔可以从一点将其撕掉，导致材料从涂料器刀片边缘被局部撕开。本专利技术所述的方法适用于坚硬且致密的耐磨损薄涂层，所述薄涂层在各侧的总厚度最大为25μm，一般总厚度最大为20μm，优选最大15μm，或从成本方面来看最好最大为12μm或甚至最大为10μm。如果要涂覆更厚的涂层，采用最多为10层的多层可以获得最佳的性价比，且各层厚度为0.1-15μm，合适地为0.1-10μm，更合适地为0.1-7μm，优选0.1-5μm且更优选0.1-3μm。以最小2.5米/分钟的速率进行涂覆，优选最小5米/分钟，最优选最小10米/分钟。涂层应该具有足够的耐磨损性以承受被处理材料的磨损和剪切，另一方面由于经济原因和易碎性/脆性，涂层不能太厚。对于涂料器刀片和刮刀的应用，涂层和基材材料之间的厚度比率应该在0.1％-12％之间，一般为0.1％-10％，且通常为0.1％-7.5％，但最优选为0.1％-5％。通过沉积至少一层致密氧化物涂层，可实现耐磨损性，所述致密氧化物涂层为Al2O3、TiO2、ZrO2或这些氧化物的混合物形式，优选为Al2O3-基形式。根据需要，通过在涂层中采用混合氧化物，可以获得所需的最优硬度和韧度。这可以通过共蒸发氧化铝和其他选定氧化物而获得。优选地可以是共蒸发氧化铝和其他任何氧化物，优选TiO2和/或ZrO2。也可以采用多层，以实现氧化物的组合，从而通过采用最多10层、各层中具有不同氧化物而使硬度和韧度最优化。与上述基本由氧化物组成的耐磨损涂层不同的是，其他致密和坚硬的涂层如金属涂层也可用于本专利技术。如果为尽可能地降低成本而优选简单和便宜的涂层，则可采用坚硬的金属涂层，如基本纯的Cr。本专利技术的另一变更是采用过渡金属的碳化物和/或氮化物如TiN、TiC或CrN的层/涂层，在某些情况下还可与Al2O3、TiO2或ZrO2或这些氧化物的混合物形式，优选Al2O3基形本文档来自技高网...

【技术保护点】
涂覆钢带产品，在所述钢带的一个或两个侧面带有致密和坚硬的耐磨损涂层，其特征在于：所述涂层直接施用至钢带基材上，所述涂层的总厚度最大为２５μｍ，所述涂层的硬度至少为６００ＨＶ，且钢带基材的抗拉强度至少为１２００ＭＰａ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安纳胡尔廷斯蒂根贝里，米卡埃尔舒伊斯凯，
申请(专利权)人：山特维克知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]