具有涂层的滚锟的制作方法

被加热的滚锟，例如烘干滚筒或砑光机滚锟一般直接与待干燥和/或待压光的纤维幅接触。在此，必须确保从可加热的滚锟的柱形滚锟套至纤维幅较高的热传递。基于此原因，这种滚锟的滚锟套一般由金属材料、例如铸铁或钢构成。为了提高耐磨性，过去建议，滚锟套的径向外侧、即提供幅面接触侧的一侧设有耐磨的涂层。例如由EP0383466已知的涂层具有较大成份的氮化物或碳化物并因此非常耐磨，但具有很低热导率的缺点。

本发明所要解决的技术问题是，提供一种被加热的滚锟，其具有滚锟套的涂层，其中，涂层具有相对于现有技术改善的热导率并且结合了足够高的耐磨性。

所述技术问题通过一种可加热的滚锟解决，所述滚锟适合用于制造和/或精制料幅、尤其纤维幅、例如纸、纸板或纸巾幅的机器，所述滚锟具有基体，所述基体包括金属的且柱形的滚锟套，所述滚锟套通过适合的器件能够被加热并且在其径向外侧至少逐段地涂覆涂层，在按规定使用滚锟时所述涂层提供能够与料幅相接触的幅面接触侧。按照本发明的可加热的滚锟的特征在于，所述涂层包括至少一个金属层或金属碳化层或者由至少一个金属层或金属碳化层构成，其中，至少一个金属层或金属碳化层包括提供基质的第一层组份以及分散地布置在基质中的第二层组份或者由提供基质的第一层组份以及分散地布置在基质中的第二层组份构成，并且所述第一层组份具有比第二层组份更高的耐磨性，而且第二层组份具有比第一层组份更大的热导率。

用于加热滚锟套的适合的器件众所周知并且包括：提供蒸汽和/或油和/或热水和/或借助辐射和/或感应加热滚锟。

涂层提供具有第一和第二层组份的至少一个层，其中，第一层组份形成基质，在基质中分散地布置第二层组份，亦即，两个层组份相互分离地存在于该至少一个层中并且尤其不相互形成合金。但分离地并不意味着强制性地让这两个层组份也实际地必须形成相互分离的、例如重叠的层。而在本发明的范围内意味着，两个层组份分别本身形成一个相，使得涂层(恰恰)具有两个不同的相。因此，这两个相可以彼此溶解，相互穿透或包围。通过提供具有两个独立的层组份的层(其中的第一层组份具有比第二层组份更高的耐磨性，并且第二层组份具有比第一层组份更高的热导率)，对于两个功能中的每一个，即较高的热导率和较高的耐磨性都提供最佳的层组份，而不必作出妥协，例如具有仅一个层组份的又必须同时满足两个要求的层的情况。

金属的层在此具有基本上金属的组分或仅金属的组分的层。金属碳化层还是一个具有基本上金属的且碳化物的组分或仅金属的和碳化物的组分的层。

因此，除非另有说明，此概念意味着，一个层或涂层基本上具有确定的组分，使得50％的重量百分比以上的组分存在于该层或涂层中。

本发明有利的结构方案和扩展设计在各从属权利要求中给出。

涂层优选是金属涂层或金属碳化涂层，亦即，涂层的所有层都含有基本上或仅金属的组分或基本上或仅金属的和碳化物组分。

可考虑不同的可能性，如可以形成第二层组份。因此例如可考虑，所述第二层组份基本上、尤其完全地通过大量分散的区域形成。基本上在本发明的范围内意味着至少75％的重量百分比、优选至少85％的重量百分比。第二层组份的分散的区域具有尤其在5至50μm范围内的大小。相互毗邻的区域在此构成它们之间的晶界。

第二层组份还可以至少部分地形成三维网络。通过形成三维网络明显提高了至少一个层中的热导率。

若第二层组份至少部分地由分散的区域组成，则大量的、尤其多个分散的区域相互毗邻接触地可以形成三维网络的至少大部分或三维网络。若第二层组份至少部分是单件式地、即无晶界地构成，则该单件式的区段可以形成三维网络的至少大部分或三维网络。三维网络的大部分理解为，大于三维网络空间尺寸的50％、尤其70％。

可考虑，所述第一层组份包括铁基合金和/或金属陶瓷、尤其由铁基合金和/或金属陶瓷构成。此外，所述铁基合金除了铁还包括作为其他成分的铬和/或铌和/或钽和/或钼和/或硅和/或硼和/或钨。铁基合金应理解为大于50％的重量百分比地由铁组成的铁合金。铁基合金优选是高合金的铁基合金。高合金的铁基合金尤其具有较高的耐磨性。当铁基合金的合金元素的质量份额大于5％的重量百分比时，该铁基合金在此看作高合金。与之有关地尤其可考虑，铁基合金含有3-5％的重量百分比的钽、3-6％的重量百分比的铌，19-22％的重量百分比的铬和余量的铁。

所述第二层组份尤其包括铜或铜基合金、尤其由铜或铜基合金构成。铜基合金理解为铜合金，该铜合金由大于50％的重量百分比的铜构成。通过铜的延展性可以改善至少一个层，尤其是涂层在被加热的滚锟的外周面上的附着性，由此改善了在涂层和滚锟套之间的热传递。

此外优选的是，至少一个层由60％的重量百分比或更多、优选多于75％的重量百分比的第一层组份和最大40％的重量百分比、优选5-25％的重量百分比、特别优选10-15％的重量百分比的第二层组份构成。通过在第一层组份和第二层组份之间的这种分配形成至少一个层的较高耐磨性和较高热导率的最佳设置。

优选地，所述涂层由至少一个金属层或金属碳化层构成，尤其所述涂层通过所述至少一个金属层或金属碳化层中的唯一一层构成。

此外，至少一个层、尤其涂层的单位热导率为15W/mK或更多，优选在15W/mK至250W/mK、特别优选在15W/mK至175W/mK的范围内。单位热导率可以例如通过激光闪光装置测得，该激光闪光装置由德国塞布尔邮编D95100的有限公司以“LFA457MicroFlash”的名称销售。

此外，至少一个层、优选提供幅面接触侧的层的耐磨性小于根据标准ASTM G65-04测量的0.5g、优选小于0.2g。

具体地，滚锟可以是干燥滚筒、尤其是用于单列或双列滚筒干燥组的干燥缸或杨克干燥缸。此外可考虑，被加热的滚锟是被加热的砑光机滚锟。

当所述涂层的厚度在50μm至1500μm、优选100μm至1000μm的范围内、特别优选最大为800μm时，申请人的试验表明，由此确保了涂层足够大的稳定性结合良好的传热性。具体地，涂层的厚度在杨克干燥缸中最大为800μm，在被加热的砑光机滚锟中在150-200μm的范围内，并且在用于单列或双列滚筒干燥组的干燥滚锟中在200到350μm的范围内。

根据本发明的第二方面，建议一种对可加热的滚锟进行涂层的方法，所述滚锟具有基体，所述基体具有金属的且柱形的滚锟套，所述滚锟套通过适合的器件能够被加热，其中，所述方法包括下列步骤：

a.提供滚锟套的径向外侧，和

b.涂覆涂层，所述涂层包括至少一个金属层或金属碳化层或者由至少一个金属层或金属碳化层构成，其中，涂覆至少一个金属层或金属碳化层，使得至少一个金属层或金属碳化层包括提供基质的第一层组份以及分散地布置在基质中的第二层组份或者由提供基质的第一层组份以及分散地布置在基质中的第二层组份构成，并且所述第一层组份具有比第二层组份更高的耐磨性，而且第二层组份具有比第一层组份更大的热导率。

按本发明的方法可以尤其使用在干燥滚锟上再涂层，由于这种干燥滚锟的幅面接触侧经常的磨损定期需要再涂层。但原则上可应用在前述的机器的其他的、尤其是高磨损的部件上。

因此，按本发明的方法优选包括方法步骤：在涂覆涂层之前实施对滚锟套的径向外侧和/或可能现有存在的涂层的表面处理、尤其是局部或完全磨削滚锟套的径向外侧和/或可能现有存在的涂层。通过此措施可以去除幅面接触侧的线痕并且再形成被加热的滚锟、例如干燥滚锟的圆度。

用于制造至少一个层、尤其涂层，可以使用热喷涂方法、尤其高速火焰喷涂方法(也称为HVOF)。在这种情况下，为了制造至少一个层例如可以使用粉末混合物作为原始材料，该粉末混合物包括用于第一和第二层组份的原始材料。具体地，例如可以使用粉末混合物，其包括高合金的铁基粉末以及纯铜粉末或由高合金的铁基粉末以及纯铜粉末构成。作为热喷涂的备选，也可以通过所谓的激光熔覆工艺制造至少一个层、尤其涂层。

为了提高幅面接触侧的平整度并因此为了减小磨损和提高在幅面材料与被加热滚锟之间的热传递，合理的是，在热喷涂之后磨削提供幅面接触侧的金属层或金属碳化层。

比较试验表明，通过本发明令人惊奇地可以实现在滚锟工作中与涂层接触用于刮滚锟的刮刀减小的磨损。该效果特别在使用铜作为第二层组份时是显著的。虽然作用机构不完全已知，但基于在用作基质的层组份中根据相的类型结合的第二层组份附加地用作干燥润滑剂或固体润滑剂。刮刀在此在运行中连续地逐渐地刮除基质，由此第二层组份由于磨损通过刮刀暴露出涂层并且出现在刮刀表面。嵌入基质的第二层组份“润滑”也就是说被刮刀和径向最外部的滚锟表面限定边界的缝隙。

第二层组份特别优选包括(尤其是用作固体润滑剂的)软金属，如铜、黄铜、青铜、铝或铅、它们的混合物或相应的合金或由前述这些物质(完全地)制成。另外的，根据使用目的适合的材料、尤其是非金属的材料、如石墨也可考虑。在此，对于在被加热的或可加热的滚锟和未被加热的滚锟中的使用均有利的是，软金属具有比较高的热导率。

因此，本发明也可在未被加热或不可加热的滚锟中或通常在制造和/或精制料幅的机器的磨损负荷大的部件中使用。这同样类似地适用于制造涂层的方法。尤其如此选择第二层组份，使得它本身作为固体润滑剂提供防摩擦性能。在这种情况下特别优选地，第二层组份可以如此选择，使得它具有比较高的热导率，使得这些在紧急情况下附加地由于磨损感应的热量从涂层的表面导出。

本发明还涉及一种按照本发明涂层，用于这种机器的部件、如(未被加热的)滚锟或刮刀以及一种用于制造这种涂层的方法。本发明还涉及前述的用于制造和/或精制料幅的机器，包括至少一个部件、如滚锟，该部件具有按本发明的涂层。

根据实施例进一步阐述本发明，参见表格1和图1以及图2和3。

在本实施例中涉及通过仅一个金属层形成的涂层，该涂层涂覆在杨克干燥缸的周面的径向外侧上并具有下列特性和下列组成：

表格1：

由此可知，在耐磨性相似的情况下，按本发明的解决方案相比现有技术提供明显更高的热导率。

图1示出具有根据表格1的按本发明的涂层2的杨克干燥缸的滚锟套1的局部区段和未按比例的图示。涂层2通过金属层形成，该金属层又通过提供基质的第一层组份3以及分散地布置在基质3中的第二层组份4(斜线表示)构成。

在此，第二层组份4是纯铜(99.9％的重量百分比)并且完全通过大量分散的区域形成，这些大量分散的区域形成至少部分地相邻地并排布置。第二层组份4的分散的区域的大小在5至50μm的范围内。此外，第二层组份4至少部分地形成三维网络，其中，第二层组份4的大量分散的区域相互毗邻地形成三维网络。

层2和以此的涂层的单位热导率在32W/mK的范围内以及耐磨性在(根据标准ASTM G65-04测得的)0.2g的范围内。涂层2的厚度为500μm。