表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法与流程

本发明属于生活用纸制造设备关键零部件制造领域，具体涉及一种表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法。
背景技术：
：复卷辊是生活造纸复卷机设备的关键机械零部件，复卷辊转动时其工作面长期、持续不断与原纸接触，依靠摩擦力输送原纸，复卷辊工作面在使用一段时间后，会因磨损出现表面粗糙度降低，摩擦力下降的问题，进而导致失效或报废。复卷辊表面摩擦力的下降不仅影响复卷机的复卷效率，同时影响生活用纸的分割，卷纸紧密度等。现有相关企业利用等离子喷涂ni60的方法替代了砂纸包覆、表面镀铬、刻蚀等技术了，提高了复卷辊的表面粗糙度，增加了送纸摩擦力，延长了复卷辊的使用寿命，尽管取得了一定使用效果，但随着复卷机设备及技术的更新换代，复卷机的生产速度越来越高，最快可达400m/s以上。越来越快的复卷速度，极易引起复卷辊表面ni60涂层的磨损，发生较大面积的平滑区，从而无法提供足够的摩擦力，快速而不打滑的带动纤维纸张，同时会产生打滑，破纸，过纸等现象，对于复卷机的生产效率卷和生活用纸最终产品质量及商品附加值都会造成极大地影响。综上所述，目前市场上的方法虽然满足复卷辊对于运纸摩擦力的技术需求，但还是存在粗化层硬度小，耐磨性层差，表面易磨损，无法长时间提供稳定摩擦力等问题，进而造成产品质量参差不齐，生产不连续，效率低下，成本上升。所以提高复卷辊表面粗化层硬度，增加其耐磨性能，延长其表面摩擦力稳定周期是企业急需解决的问题。技术实现要素：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种耐磨、表面摩擦力稳定周期长的生活用纸复卷辊表面粗化涂层制备方法，能够在不同材料复卷辊胚体表面高效的制备一层粗化层，保证复卷辊高速运纸过程中，复卷辊表面可以长时间稳定的提供摩擦力，从而有效解决产品质量参差不齐，生产不连续，效率低下的问题，可进一步降低生活造纸关键设备优化的成本，增强企业的竞争力。本发明是通过如下方式实现的：本发明提供了一种表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法，包括如下步骤：(1)复卷辊毛坯制备：将不锈钢、碳钢、铝等厚壁桶通过焊接的方式将与内芯连接为整体，完成复卷辊毛坯制备，使其能安装在复卷机上，并保证复卷棍基本的转动功能；(2)将复卷辊毛坯固定在转台上，以保证表面涂层制备过程毛坯可匀速转动；同时利用胶带和工装对毛坯进行保护，以保护复卷辊非喷涂区域；(3)利用喷砂将卷辊毛坯表面进行粗化处理，然后用丙酮清洗，气体吹干，以保证喷涂前表面干净无污渍；(4)利用等离子喷涂在复卷辊毛坯表面制备一层nicr过渡层，以便提高复卷辊表面粗化涂层的结合强度；(5)将不同粉末粒径的ni60粉末和wc粉末根据不同复卷需求按一定的质量比机械混合；(6)在复卷辊表面喷涂ni60+wc混合粉末，以便形成表面工作粗化层；优选地，步骤(4)中所述过渡层喷涂粉末为nixcr，其中10＜x＜40；粉末粒度20-50μm；厚度为10～100μm，过渡层喷涂需一次成型，均匀无缺陷；优选地，步骤(4)中所述喷涂工艺参数为氩气流量：50±3l/min，氢气流量：6±1l/min，电流：540±5a，电压：65±2，载气流量：3±1slpm，喷涂距离：100±5mm，送粉量：30±5g；优选地，步骤(5)中所述ni60和wc二者的质量配比为ni60粉末为50～95％，wc粉末为5～50％，具体混合质量配比，可根据表面粗化耐磨及摩擦力稳定寿命选择；优选地，步骤(5)中所述ni60粉末粒度范围为5μm-1000μm，具体使用尺寸，可根据表面粗化要求选择；wc粉末粒度范围为5μm-45μm；优选地，步骤(5)中所述机械混合选自y型混粉器、滚筒式混粉器、搅拌机中的一种或多种；优选地，步骤(6)中所述喷涂为等离子喷涂，其中喷涂条件为：氢气流量：11±2l/min，氩气流量：41±5l/min，电流：600±8a，喷涂距离：120±10mm，载气流量：4.5±0.5slpm，送粉量：60±10g；优选地，步骤(6)中所述粗化工作层与辊坯的结合强度大于1mpa；优选地，步骤(6)中所述粗化涂层的厚度为30-1000μm，表面喷涂粗糙度为6-40μm。本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)相对于传统方法，粗化涂层硬度可调，表面粗糙度及摩擦系数可长时间保持稳定，能有效效避免运纸过程中的打滑、破碎、定位不准现象；(2)ni60+wc多尺度组合粗化涂层，能够满足现有市场大部分复卷辊对表面摩擦力，耐磨性能，成本的不同要求，制备高性能表面质量的粗化层；(3)技术具有通用性，不但能够应用于新的复卷辊表面粗化层制造，也适用于旧件的修复，还可以应用于相类似的产品制造。附图说明图1为传统纯ni60粗化涂层复卷辊表面微观形貌；图2为本发明制备得到的复卷辊表面微观形貌；图3为复卷辊摩擦磨损性能测试结果；具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明实施例的一部分，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法，包括如下步骤：(1)将316l不锈钢厚壁桶通过焊接的方式将与碳钢内芯连接为整体，完成复卷辊毛坯制备；(2)将复卷辊毛坯固定在转台上，同时利用胶带和工装对毛坯进行保护，以保护复卷辊非喷涂区域；(3)利用喷砂将辊毛坯表面进行粗化处理，然后用丙酮清洗，气体吹干，以保证喷涂前表面干净无污渍；(4)利用等离子喷涂在复卷辊毛坯表面制备一层nicr过渡层。过渡层喷涂粉末为ni25cr；粉末粒度20-50μm；厚度为20μm；喷涂工艺参数为氩气流量：50l/min，氢气流量：6l/min，电流：540a，电压：65v，载气流量：3slpm，喷涂距离：120mm，送粉量：30g；(5)将ni60粉末和wc粉末机械混合，ni60粉末粒度范围为200μm-300μm；wc粉末粒度范围为5μm-45μm；ni60和wc二者的质量配比为ni60粉末为50％，wc粉末为50％；(6)使用等离子喷涂在复卷辊表面喷ni60+wc混合粉末，形成表面工作粗化层；等离子喷涂的条件为：氢气流量：11l/min，氩气流量：41l/min，电流：600a，喷涂距离：120mm，载气流量：4.5slpm，送粉量：60g。(7)粗化工作层与辊坯的结合强度大于1mpa；粗化涂层的厚度为400μm；复卷辊表面喷涂粗糙度为20±4μm。图1为传统纯ni60粗化层复卷辊表面微观形貌图，图2为利用实施例1所述方法制备的复卷辊表面微观形貌。等离子喷涂耐磨wc颗粒增强ni基复合涂层表面比较均匀，表面被送入等离子焰流内的粉末熔化充分，熔融态颗粒撞击基体后铺展程度较好。而纯ni60涂层陶瓷化较明显，粗糙度明显不及ni60+wc复合涂层。实施例2一种表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法，包括如下步骤：(1)将316l不锈钢厚壁桶通过焊接的方式将与碳钢内芯连接为整体，完成复卷辊毛坯制备；(2)将复卷辊毛坯固定在转台上，同时利用胶带和工装对毛坯进行保护，以保护复卷辊非喷涂区域；(3)利用喷砂将辊毛坯表面进行粗化处理，然后用丙酮清洗，气体吹干，以保证喷涂前表面干净无污渍；(4)利用等离子喷涂在复卷辊毛坯表面制备一层nicr过渡层。过渡层喷涂粉末为ni15cr；粉末粒度20-50μm；厚度为10μm；喷涂工艺参数为氩气流量：50l/min，氢气流量：6l/min，电流：540a，电压：65v，载气流量：3slpm，喷涂距离：120mm，送粉量：30g；(5)将ni60粉末和wc粉末机械混合，ni60粉末粒度范围为100μm-200μm；wc粉末粒度范围为5μm-45μm；ni60和wc二者的质量配比为ni60粉末为20％，wc粉末为80％；(6)使用等离子喷涂在复卷辊表面喷ni60+wc混合粉末，形成表面工作粗化层；等离子喷涂的条件为：氢气流量：11l/min，氩气流量：41l/min，电流：600a，喷涂距离：120mm，载气流量：4.5slpm，送粉量：60g。(7)粗化工作层与辊坯的结合强度大于1mpa；粗化涂层的厚度为200μm；复卷辊表面喷涂粗糙度为10±3μm。实施例3一种表面摩擦力稳定生活用纸复卷辊的制备方法，包括如下步骤：(1)将316l不锈钢厚壁桶通过焊接的方式将与碳钢内芯连接为整体，完成复卷辊毛坯制备；(2)将复卷辊毛坯固定在转台上，同时利用胶带和工装对毛坯进行保护，以保护复卷辊非喷涂区域；(3)利用喷砂将辊毛坯表面进行粗化处理，然后用丙酮清洗，气体吹干，以保证喷涂前表面干净无污渍；(4)利用等离子喷涂在复卷辊毛坯表面制备一层nicr过渡层。过渡层喷涂粉末为ni40cr；粉末粒度20-50μm；厚度为50μm；喷涂工艺参数为氩气流量：50l/min，氢气流量：6l/min，电流：540a，电压：65v，载气流量：3slpm，喷涂距离：120mm，送粉量：30g；(5)将ni60粉末和wc粉末机械混合，ni60粉末粒度范围为500μm-600μm；wc粉末粒度范围为5μm-45μm；ni60和wc二者的质量配比为ni60粉末为80％，wc粉末为20％；(6)使用等离子喷涂在复卷辊表面喷ni60+wc混合粉末，形成表面工作粗化层；等离子喷涂的条件为：氢气流量：11l/min，氩气流量：41l/min，电流：600a，喷涂距离：120mm，载气流量：4.5slpm，送粉量：60g。(7)粗化工作层与辊坯的结合强度大于1mpa；粗化涂层的厚度为700μm；复卷辊表面喷涂粗糙度为30±3μm。验证例选择本发明实施例1-3制备得到的复卷辊表面涂层作为实验组，并以采用ni60制备得到的复卷辊表面涂层作为对照组，分别对实验例和对比例制备的复卷辊表面涂层做表面摩擦力性能测试。结果如表1所示，为旋转摩擦实验测试结果。其中摩擦周期为300h，加载力为10n。通过测试涂层表面的摩擦系数值可以发现：本发明实施例制备得到的复卷辊表面涂层相对于对照组涂层摩擦力及摩擦稳定性得到显著改善，耐磨性能更优；其中ni60混合50wt％wc的涂层摩擦系数最大，300h后摩擦系数变化程度最小，表明涂层摩擦力相对稳定；进一步进行轮式磨耗试验，加载力为15n，通过4个周期的摩擦磨损，可以发现ni60混合50wt％wc涂层质量损失最小，耐磨性能最佳。表1组别摩擦系数摩擦系数(300h后)ni60涂层0.15340.0461ni60+20wc涂层0.37040.1852ni60+50wc涂层0.40630.3251ni60+80wc涂层0.20060.1205以上具体实施方式部分对本发明所涉及的分析方法进行了具体的介绍。应当注意的是，上述介绍仅是为了帮助本领域技术人员更好地理解本发明的方法及思路，而不是对相关内容的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可以对本发明进行适当的调整或修改，上述调整和修改也应当属于本发明的保护范围。当前第1页12