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瓦楞辊激光强化技术

2021-08-18 来源:齐齐哈尔机械信息网

瓦楞辊激光强化技术

对于任何形式的瓦楞辊来说,它都具有同样的基本使用功能和磨损机理。瓦楞原纸在高速、连续节进的熨烫弯曲成形过程中,在线压力作用下不断与瓦楞辊楞顶进行相对位移并产生磨擦挤轧,受原纸中含有的夹杂物和矿物硬粒的碾压撞击,使瓦楞辊的楞顶部发生剧烈磨损,并逐渐由圆弧磨成不规则形状,连续不断的高速运转,楞齿高度慢慢变低,使生产的纸板逐渐趋向标准下限。一些楞面硬度低的瓦楞辊还会因此使楞顶楞面产生麻坑和凹陷,加剧了磨损进程。

由于生产线往往不是经常满幅走纸,致使瓦楞辊表面产生不均匀磨损而导致瓦楞辊中凹而造成纸板中间脱胶起泡。低硬度瓦楞辊在连续高速的单齿啮合定向运转状况下还会因塑性变形发生倒楞、倾斜、扭曲、增加椭圆度和跳动误差,加快影响瓦楞辊的使用寿命和经济性能。

由以上瓦楞辊的工作原理和磨损机理可见,瓦楞辊的使用过程就是一个不断被磨损的过程。损坏形式归纳起来有:

·正常磨损,磨损部位是楞顶;

·辊面软、强化层薄和纸质差造成的麻坑和凹陷;

·管理不当造成的中凹;

·基体软、辊的制造质量差造成的倒楞、倾斜、扭曲。

如何延长瓦楞辊的使用寿命

对于任何档次的瓦楞纸板生产线,瓦楞辊总是最昂贵的易损部件之一。它的经济性能和使用寿命一直是瓦楞纸箱行业关注的重要课题。提高瓦楞辊的耐磨性能,延长瓦楞辊的使用寿命,是降低瓦楞纸板生产成本的有效方法。目前国内有轻工行业标准,也有瓦楞辊制造厂家的企业标准在对瓦楞辊质量进行有效控制。

齿形表面硬度和硬化层深度的要求如下表,不同热处理工艺下完成的镀层厚度决定了瓦楞的硬度,是瓦楞辊的有效参数。

瓦楞辊制造厂家的企业标准

目前多数厂家采用复合处理,中频淬火后进行氮化或镀铬,氮化层厚度为0.5~0.6㎜,镀铬层厚度为0.10~0.15㎜,主流工艺为中频淬火后镀铬。为了达到这一要求,各厂家材质现在多采用42CrMo、48CrMo锻件,满足其淬透性和淬硬性。复合处理辊的使用寿命为800~900万跑米。厂家为了赢得市场的领先地位,纷纷在材质方面尝试新钢种,在工艺方面采用新技术,形成中频淬火后镀铬、中频淬火后喷涂碳化钨和激光淬火后镀铬三种主流工艺竞争、并进的局面,为纸箱厂家的选择提供了多种方案。市场的需求最终成为哪种工艺占据主导地位的方向,市场将以质量和成本为标准作出选择。

三种工艺的后流程

(1)→磨齿→中频淬火→除应力→喷砂→镀铬(厚度0.10~0.15㎜)—寿命800~900万跑米;

(2)→磨齿→(中频淬火)→喷砂→预热→打底→喷涂碳化钨(厚度0.05~0.06㎜)→抛磨—寿命2000~5000万跑米;

(3)→磨齿→激光淬火→喷砂→镀铬(厚度0.05~0.10㎜)—寿命1300~1500万跑米。

三种主流工艺下的瓦楞辊状况

中频淬火瓦楞辊

中频淬火后镀铬工艺中的中频淬火和镀铬都是历史悠久的工艺,工艺成熟,但是由于中频淬火属于裸露加热,难免氧化、脱碳;中频淬火采用水基淬火液,淬火对象又是高淬透性的CrMo钢,难免产生裂纹和软点。中频淬火有强化层较厚的优点,但是中频淬火瓦楞辊下辊如先淬火后开槽有变形大的问题但是中频淬火后镀铬的瓦楞辊的最大优势就是成本较低。

碳化钨瓦楞辊

合格的碳化钨瓦楞辊,在瓦楞辊制造行业中属于高端技术产品,其耐磨性能上乘无可否认,但是碳化钨瓦楞辊的应用也存在诸多难点。首先其制造成本较高;其次使用环境要求严格,经不起砂砾碾压,在纸质较差的条件下使用比较容易出现麻坑和凹陷;第三是质量控制难度较大,必须在非常高的温度下加工,否则耐磨性就差,寿命低。如钴基碳化钨,可用2100~2200℃的加热温度,其耐磨性能是碳化钨瓦楞辊家族中寿命的下限,只有2000万长米左右。

激光表面强化技术基于激光束的高能量密度加热和工件自冷却两个过程。激光表面淬火是一项金属材料及零件表面快速强化的技术,可以提高表面硬度、强度、耐磨性,同时又使心部仍保持较好的综合力学性能。瓦楞辊表面强化属于激光表面相变强化。

激光强化的技术特点

·激光表面强化对材料的淬透性依赖性小。激光强化引发低等级材料代替搞等级材料的可能。

·弥散强化。在快速加热和快速冷却的工艺环境下形成的奥式体晶粒没有孕育长大机会,弥散的奥氏体晶粒形成弥散的马氏体相或贝式体相,使马氏体或贝式体具有晶格强化的同时具有弥散强化效果。

·无氧化脱碳淬火,在传统热处理中,钢在加热过程如没有保护措施,便会发生氧化、脱碳现象,使钢的硬度,耐磨性、使用性能和使用寿命降低。激光相变强化由于使用的吸光涂料可在光斑周围形成气体保护气氛,使处理面免遭氧化,具有保护工件表面的性能。

·抗疲劳问题,经激光处理的工件的表层呈压应力状态,这一性能使齿轮更加抗疲劳,使龟裂、犁沟、粘着等疲劳现象延迟出现,延长使用寿命。

·等强工作层,常规热处理,包括中频淬火,由表及里其硬度值有一个明显的下降梯度,经激光强化的工件,整个强化层的硬度几乎一样。激光强化件等强工作层避免了常规热处理件在一旦表面出现磨损,其磨损速度便加速的现象。

·无变形淬火,由于基体的牵制,激光强化表面层的应力不足以使工件变形。

·无污染。

瓦楞辊寿命的提高保证了生产线的运行时间尽可能长,减少停机换辊时间,对于厂家的生产效率有了极大的提高;并使得停机换纸次数比以往减少,减少了芯纸的浪费;瓦楞辊耐磨性的提高使芯纸的选择范围更加广泛,使瓦楞纸板生产厂家有效的降低成本。而激光瓦楞辊的出现则为瓦楞纸生产厂家提供了一种性价比最优的瓦楞辊,为瓦楞辊厂商节省大量直接成本。

目前在瓦楞辊的应用上,由于中频瓦楞辊以应用于中低速生产线为多;碳化钨瓦楞辊的应用则集中在高速生产线,但由于成本较高很难进入中、低速瓦楞辊市场。激光瓦楞辊应用领域相对较广,在中、低速生产线方面,对比中频瓦楞辊,具有更高更稳定的品质、更长的使用寿命;在高速生产线方面,激光瓦楞辊只需将极小的变形量精磨掉后,即可满足高速生产线的要求。综合来看,激光瓦楞辊和碳化钨瓦楞辊都是高技术含量产品,在三种主流制辊工艺中,激光瓦楞辊具有最佳的性能价格比。

来源:印刷人才社区

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