专利名称：金属陶瓷瓦楞辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属陶瓷瓦楞辊及其制造方法。
背景技术：
瓦楞辊是单面瓦楞纸板机上最主要的工作部件。在瓦楞纸板生产过程中，被加热 烘干的瓦楞原纸高速的送入上下对滚的瓦楞辊中间轧制粘合成瓦楞纸板。由于瓦楞辊工作 温度高，其筒体温度一般被加热到200°C以上；楞尖窄小；相对运动快，有些先进的高速生 产线运行速度甚至达到300M/MIN ；处在无润滑的干摩擦状态下连续运转，尤其是瓦楞原纸 中或多或少的含砂导致了瓦楞辊楞齿的剧烈磨损，使其成为经常需要更换修复，资金占用 量大的易耗品。其质量和性能直接决定着瓦楞纸板的生产效率、产品质量和技术水平。为 了提高耐磨性，延长瓦楞辊的使用寿命，各生产厂家想到了各种可能的制造方法以满足客 户的要求，比如在中华人民共和国轻工行业标准QB/T 1447. 1-2000《单面瓦楞纸板机瓦 楞辊》中，对瓦楞辊齿形表面的硬化处理，列举了一些较为成熟的处理方法，成为这些生产 工艺的典型代表a)氮化氮化深度 0. 3mm 0. 6mm, HRC55 60 ；b)感应淬火硬化层深度大于1mm，HRC55 60 ；c)渗碳淬火渗碳深度0. 8mm 1. 2mm, HRC55 60 ；d)激光淬火硬化层深度0. 5mm 1mm，HRC55 60 ；e)镀硬铬以上硬化处理均是基于筒体材料含碳量在0. 35% 0. 55%范围内的合金结构钢 35CrMo、42CrMo、40CrNiMoA、45CrNiMoV或碳素结构钢45钢、50Mn钢等加工得到的。在上述 各种硬化处理工艺中，单纯的氮化，如效果最为优良的离子氮化，因其设备投资大，工艺周 期长，生产成本高昂和难以避免的狭缝现象及边角效应导致对复杂大件的处理困难，质量 不稳定，已经被大多数生产厂家所淘汰；渗碳淬火因处理温度高，零件变形大而在实际生产 中基本上未被采用；激光淬火因其功率控制不稳定易烧伤工件，导致瓦楞辊楞尖的塌陷，还 处于小批量试用阶段。事实上大多数生产厂家采用的瓦楞辊生产的齿面硬化的主流工艺是 感应淬火+镀硬铬。实际使用证明采用上述工艺生产的瓦楞辊，其寿命在1000万米左右，在 现今飞速发展的高速重型瓦楞纸板生产线上往往只能使用半年甚至三个月就要更换复修。
发明内容
为了克服现有瓦楞辊耐磨性能差，使用寿命短的缺点，本发明提供了一种金属陶 瓷瓦楞辊及其制造方法，将瓦楞辊进行复合化学镀处理，在钢基体表面镀覆上一层厚约 0. 05-0. 10毫米，弥散分布着纳微米碳化硅、三氧化二铝、金刚石等硬质颗粒的Ni-P或Ni-B 合金的金属陶瓷层，形成既保留金属的韧性又增加陶瓷的耐磨性的瓦楞辊，该方法提高了 瓦楞辊齿表面的硬度和防腐性，使瓦楞辊的耐磨性能，抗咬合性能和抗疲劳性能得到了大 幅度的提高。
本发明的金属陶瓷瓦楞辊的制造方法是采用回火稳定性高的钢种作为基体材 料，经锻造，机械加工，热处理后制成高精度的瓦楞辊毛坯，然后进行复合化学镀处理，使机 体表面镀覆上一层高硬度，耐腐蚀的金属陶瓷镀层，镀后的瓦楞辊进行400°c热处理进一步 提高表面硬度，增强耐磨性。本发明是通过以下技术方案实现的，它包括1、采用Cr5MolV ；Cr4W2MoV等钢种作为瓦楞辊的基体材料，经锻造，机加工后淬火 加两次高温回火，使之硬度在500°C的高温下依然保持HRC60以上的硬度，给予随后的金属 陶瓷镀层以良好的支撑。2、钢基体经除油除锈，表面活化后进入镀槽进行复合化学镀，温度控制在 80-95°C，时间5-8小时，复合弥散的硬质微粒为A1203、SiC、金刚石等纳微米材料，基质金 属为Ni-P或Ni-P合金，施镀过程中溶液进行连续过滤和适当搅拌。3、镀后施以400°C—小时时效处理使镀层晶化，硬度达到HV1100-1400。本发明的瓦楞辊表面经过复合化学镀处理后，形成0. 05-0. 10毫米厚度的金属陶 瓷镀层，，具有高硬、高强、高韧性等特点，赋予该瓦楞辊以优良的耐磨损、耐腐蚀和耐高温 性能，显著提高瓦楞辊的工作质量和使用寿命。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的瓦楞辊及其表面处理方法和制造工艺作进一步详细 描述，以下所列实施例为本发明的非限定性实施例，有关成分配比和工艺参数可在允许的 范围进行调整，这种调整对本发明没有实质性影响。实施例一本例的瓦楞辊材料选用Cr5MolV精锻件制成套管，材料外径Φ 426mm， 长L = 2020mm，制成的瓦楞滚直径Φ405πιπι。原材料进行热处理调质、车削定长、精磨齿形 后进行最终的复合化学镀处理，工艺规范如下氯化镍 30g/LpH值8 9次磷酸钠 10g/L温度90°C柠檬酸钠100g/LA12036g/L氯化铵50g/L所用SiC粒径80纳米，共析量7%，Ν -Ρ/Α1203复合镀层的抗冲击性能与耐磨性 能优于电镀硬铬，经400°C—小时时效处理后硬度达到Hvl230，耐磨性提高3倍。实施例二 本例的瓦楞辊材料选用Cr4W2MoV精锻件制成套管，材料外径Φ 370mm, 长L= 1850mm，制成的瓦楞滚直径Φ360πιπι。原材料进行热处理调质、车削定长、精磨齿形 后进行最终的复合化学镀处理，工艺规范如下氯化镍30g/L13
乙二胺60g/L温度82 °C
硼氢化钠40g/LSiC6g/L
稀土添加剂5g/L所用SiC粒径3. 5微米，共析量7.6%，Ni-B/SiC复合镀层的抗冲击性能与耐磨性 能优于电镀硬铬，经400°C—小时时效处理后硬度达到Hvl368，耐磨性提高5倍.下表是滑动磨损试验所得的不同处理方法的瓦楞辊楞齿表面机械性能对照表
权利要求
1.金属陶瓷瓦楞辊即将瓦楞辊进行复合化学镀处理，在钢基体表面镀覆上一层厚 约，0. 05-0. 10毫米，弥散分布着纳微米碳化硅、三氧化二铝、金刚石等硬质颗粒的Ni-P或 Ni-B合金金属陶瓷层，形成既保留金属的韧性又增加陶瓷的耐磨性的瓦楞辊。
全文摘要
本发明公开了一种金属陶瓷瓦楞辊及其制造方法，即将瓦楞辊进行复合化学镀处理，在钢基体表面镀覆上一层厚约0.05-0.10毫米，弥散分布着纳微米碳化硅、三氧化二铝、金刚石等硬质颗粒的Ni-P或Ni-B合金金属陶瓷层，形成既保留金属的韧性又增加陶瓷的耐磨性的瓦楞辊。经过合理的选材和表面时效处理后，赋予该瓦楞辊以优良的耐磨损和耐高温性能，使用寿命是镀铬瓦楞辊的3～5倍，使生产成本明显降低，达到节能降耗，高效长寿的目的。
文档编号B31F1/20GK102092152SQ2009102731
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者姚松柏 申请人:姚松柏