本发明涉及印刷辊技术领域，具体涉及一种陶瓷网纹辊及其制备工艺。
背景技术：
网纹辊是柔性版印刷机的配套部件，最早的网纹辊是采用铁质辊筒，然后将网纹压刻在辊轮表面，制作比较粗糙，使用中磨损也很大，印刷质量和印刷成本都难以得到保证，制约了柔版印刷的推广，当时主要应用于纸箱外包装。
随着柔印行业的发展，后来对网纹辊进行了改进，在压刻的辊轮外表面再电镀一层硬铬，以此来增强网纹辊的表面硬度(通常在洛氏HRC55-HRC60，维氏HV600-750之间)，延长其使用寿命，也就是我们现在所见到的电镀铬金属网纹辊的雏形。但是这种工艺由于压刻的网孔比较粗糙，网线数太低，依然无法满足精细印刷要求，从而也制约了柔版印刷的进一步发展。电镀金属网纹辊发展到现在，随着机械加工精度的提高，质量也在不断提高，目前依然在网纹辊的应用市场中占有很大份额，基本分为电子雕刻和机械挤压两种，网线数一般不超过300线/英寸。
目前对于高网线数的陶瓷网纹辊主要依赖国外进口，价格十分昂贵，因此，从产业自主的角度出发，有必要加予探索。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种陶瓷网纹辊，该陶瓷网纹辊通过在辊体与氧化铬陶瓷层之间设置镍铬合金层，使得氧化铬陶瓷层与辊体牢固结合，可有效防止油墨中的腐蚀剂侵入辊体，且硬度高、耐磨损，耐腐蚀，耐高温，具有使用寿命长、印刷精度高和节省成本的优点，且该陶瓷网纹辊的致密度高、易于激光雕刻、涂层厚度均匀且光洁度理想。
本发明的另一目的在于提供一种陶瓷网纹辊的制备工艺，该制备工艺步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种陶瓷网纹辊，包括辊体、设置于辊体外表面的镍铬合金层和设置于镍铬合金层外表面的氧化铬陶瓷层，氧化铬陶瓷层的外侧壁开设有用于负载油墨的网纹。
优选的，所述镍铬合金层包括如下重量百分比的元素：C：0.08％-0.1％、Si：1％-3％、Mn：0.6％-1.0％、Cr：15％-23％、Al：0.1％-0.5％、Fe：1％-10％、P：0.02％-0.04％、S：0.015％-0.025％，余量为Ni。
本发明的镍铬合金层通过采用上述元素，制得的镍铬合金层具有高强度和抗腐蚀性，综合性能优异，且还可以使得氧化铬陶瓷层与辊体牢固结合。
优选的，所述镍铬合金层还包括如下重量百分比的元素：W：0.6％-1.0％、B：0.006％-0.010％和Y：0.06％-0.10％。本发明通过采用上述元素，制得的镍铬合金层强度较好，耐腐蚀性能优良，还具有加工性能极佳、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、抗氧化效果极佳等优良特点。
优选的，所述镍铬合金层还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.01％-0.05％、Zr：0.06％-0.10％、As：0.001％-0.005％和Sr：0.001％-0.005％。本发明通过采用上述元素，制得的镍铬合金层强度较好，耐腐蚀性能优良，还具有加工性能极佳、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、抗氧化效果极佳等优良特点。
优选的，所述镍铬合金层还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.01％-0.05％、Sn：0.08％-0.16％和Hf：0.006％-0.010％。本发明通过采用上述元素，制得的镍铬合金层强度较好，耐腐蚀性能优良，还具有加工性能极佳、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及易于抛光、抗氧化效果极佳等优良特点。
一种陶瓷网纹辊的制备工艺，包括如下步骤：
(1)基辊加工：
(2)喷砂处理：对基辊表面进行喷砂处理；
(3)镍铬合金打底：在喷砂处理后的基辊表面喷涂镍铬合金底层；
(4)氧化铬陶瓷层：在镍铬合金底层表面喷涂氧化铬陶瓷层；
(5)金刚砂磨削：在氧化铬陶瓷层表面进行磨削处理；
(6)金刚砂抛光：在磨削处理后的氧化铬陶瓷层表面进行抛光处理；
(7)激光雕刻：在抛光处理后的氧化铬陶瓷层表面激光雕刻网穴，形成网纹；
(8)抛光清洗：对激光雕刻后的氧化铬陶瓷层表面进行抛光清洗处理。
优选的，所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为铁砂、刚玉砂和石英砂中的至少一种。本发明通过采用上述喷砂材料，其喷砂效果好，使得镍铬合金与辊体结合牢固。
优选的，所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为300-700A，氩气和氢气的流量分别为150-200L/min和15-30L/min，送粉量为10-100g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为15-25cm。本发明通过采用等离子体喷涂装置，并严格控制加工参数，得到的镍铬合金底层硬度高，孔隙率低。
优选的，所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为350-750A，氩气和氢气的流量分别为100-150L/min和15-30L/min，送粉量为10-100g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为10-20cm。本发明通过采用氧化铬陶瓷层，并严格控制加工参数，得到的镍铬合金底层硬度高，孔隙率低，印刷精度高。
优选的，所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为20-2000W，雕刻网线数范围为30-1500LPI。本发明通过光纤激光雕刻器，制得的陶瓷网纹辊载墨量大，传墨均匀，网孔线数高。
本发明的有益效果在于：本发明的陶瓷网纹辊通过在辊体与氧化铬陶瓷层之间设置镍铬合金层，使得氧化铬陶瓷层与辊体牢固结合(结合强度大于60MPa)，可有效防止油墨中的腐蚀剂侵入辊体，且硬度高(Hv1300-1450)、耐磨损，耐腐蚀，耐高温，具有使用寿命长、印刷精度高(网孔雕刻精度达到1500LPI)和节省成本的优点，且该陶瓷网纹辊的致密度高(孔隙率小于1％)、易于激光雕刻、涂层厚度均匀且光洁度理想。
本发明的制备工艺步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记为：1—辊体、10—转轴、2—镍铬合金层、3—氧化铬陶瓷层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
见图1，一种陶瓷网纹辊，包括辊体1、设置于辊体1外表面的镍铬合金层2和设置于镍铬合金层2外表面的氧化铬陶瓷层3，氧化铬陶瓷层3的外侧壁开设有用于负载油墨的网纹。所述辊体1的两端分别焊接有转轴10。
所述镍铬合金层2包括如下重量百分比的元素：C：0.08％、Si：1％、Mn：0.6％、Cr：15％、Al：0.1％、Fe：1％、P：0.02％、S：0.015％，余量为Ni。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：W：0.6％、B：0.006％和Y：0.06％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.01％、Zr：0.06％、As：0.001％和Sr：0.001％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.01％、Sn：0.08％和Hf：0.006％。
一种陶瓷网纹辊的制备工艺，包括如下步骤：
(1)基辊加工：
(2)喷砂处理：对基辊表面进行喷砂处理；
(3)镍铬合金打底：在喷砂处理后的基辊表面喷涂镍铬合金底层；
(4)氧化铬陶瓷层3：在镍铬合金底层表面喷涂氧化铬陶瓷层3；
(5)金刚砂磨削：在氧化铬陶瓷层3表面进行磨削处理；
(6)金刚砂抛光：在磨削处理后的氧化铬陶瓷层3表面进行抛光处理；
(7)激光雕刻：在抛光处理后的氧化铬陶瓷层3表面激光雕刻网穴，形成网纹；
(8)抛光清洗：对激光雕刻后的氧化铬陶瓷层3表面进行抛光清洗处理。
所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为铁砂。
所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为300A，氩气和氢气的流量分别为150L/min和15L/min，送粉量为10g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为15cm。
所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为350A，氩气和氢气的流量分别为100L/min和15L/min，送粉量为10g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为10cm。
所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为20W，雕刻网线数范围为30LPI。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述镍铬合金层2包括如下重量百分比的元素：C：0.085％、Si：1.5％、Mn：0.7％、Cr：17％、Al：0.2％、Fe：3％、P：0.025％、S：0.018％，余量为Ni。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：W：0.7％、B：0.007％和Y：0.07％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.02％、Zr：0.07％、As：0.002％和Sr：0.002％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.02％、Sn：0.1％和Hf：0.007％。
所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为刚玉砂。
所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为400A，氩气和氢气的流量分别为160L/min和18L/min，送粉量为30g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为18cm。
所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为450A，氩气和氢气的流量分别为110L/min和18L/min，送粉量为30g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为12cm。
所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为200W，雕刻网线数范围为30LPI。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述镍铬合金层2包括如下重量百分比的元素：C：0.09％、Si：2％、Mn：0.8％、Cr：19％、Al：0.3％、Fe：5％、P：0.03％、S：0.02％，余量为Ni。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：W：0.8％、B：0.008％和Y：0.08％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.03％、Zr：0.08％、As：0.003％和Sr：0.003％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.03％、Sn：0.12％和Hf：0.008％。
所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为石英砂。
所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为500A，氩气和氢气的流量分别为180L/min和22L/min，送粉量为50g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为20cm。
所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为550A，氩气和氢气的流量分别为120L/min和22L/min，送粉量为50g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为15cm。
所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为1000W，雕刻网线数范围为800LPI。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述镍铬合金层2包括如下重量百分比的元素：C：0.095％、Si：2.5％、Mn：0.9％、Cr：21％、Al：0.4％、Fe：8％、P：0.035％、S：0.022％，余量为Ni。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：W：0.9％、B：0.009％和Y：0.09％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.04％、Zr：0.09％、As：0.004％和Sr：0.004％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.04％、Sn：0.014％和Hf：0.009％。
所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为刚玉砂。
所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为600A，氩气和氢气的流量分别为180L/min和25L/min，送粉量为80g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为22cm。
所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为650A，氩气和氢气的流量分别为140L/min和25L/min，送粉量为80g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为18cm。
所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为1500W，雕刻网线数范围为1200LPI。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述镍铬合金层2包括如下重量百分比的元素：C：0.1％、Si：3％、Mn：1.0％、Cr：23％、Al：0.5％、Fe：10％、P：0.04％、S：0.025％，余量为Ni。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：W：1.0％、B：0.010％和Y：0.10％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Sc：0.05％、Zr：0.10％、As：0.005％和Sr：0.005％。
所述镍铬合金层2还包括如下重量百分比的元素：Yb：0.05％、Sn：0.16％和Hf：0.010％。
所述步骤(2)中，喷砂采用的喷砂材料为石英砂。
所述步骤(3)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为700A，氩气和氢气的流量分别为200L/min和30L/min，送粉量为100g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为25cm。
所述步骤(4)中，喷涂采用等离子体喷涂装置，电流为750A，氩气和氢气的流量分别为150L/min和30L/min，送粉量为100g/min，喷枪的喷嘴与工件的距离为10-20cm。
所述步骤(7)中，激光雕刻为采用光纤激光雕刻器，功率为2000W，雕刻网线数范围为1500LPI。
本发明的陶瓷网纹辊通过在辊体1与氧化铬陶瓷层3之间设置镍铬合金层2，使得氧化铬陶瓷层3与辊体1牢固结合(结合强度大于60MPa)，可有效防止油墨中的腐蚀剂侵入辊体1，且硬度高(Hv1300-1450)、耐磨损，耐腐蚀，耐高温，具有使用寿命长、印刷精度高(网孔雕刻精度达到1500LPI)和节省成本的优点，且该陶瓷网纹辊的致密度高(孔隙率小于1％)、易于激光雕刻、涂层厚度均匀且光洁度理想。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。