[发明专利]连续沉积生产线中的边缘涂布

说明书

技术领域

本公开内容涉及一种在诸如例如金属条带基底的基底的边缘上连续的沉积涂层的连续沉积涂布设备和方法。更具体地，本公开内容涉及一种具有坚硬、致密和/或低摩擦的涂层的涂层钢带材料。本公开内容还涉及以一种连续的卷到卷工艺制造这种涂层钢带的方法，产生金属条带基底上的坚硬、致密和/或低摩擦的涂层的非常好的附着性。具有良好附着性的涂层的涂层钢带适合用于使用在例如涂布机刀片和刮刀片、剃须用具、医疗器械、功用刀和工业用刀以及锯条应用、或使用带有涂层边缘的金属条带基底的其他应用中。

背景技术

在下面的讨论中，对某些结构和/或方法进行了参考。然而，下面的参考不应被解释为承认这些结构和/或方法构成现有技术。申请人特别保留论证这些结构和/或方法不限定为现有技术的权利。

涂层钢产品能够用在多种应用中。一个实例是用在制造刀中，诸如功用刀(utility knife)，例如切片刀、切肉刀、切面包刀、屠宰刀、搅拌器刀、猎刀和渔刀的实用刀具、口袋随身刀，以及用于切割合成纤维、纸张、塑料膜、织物和地毯的工业用刀。此外，这些产品能够用在锯条应用中，并且能够用作医疗器械和手术刀。另一实例是用在诸如剃刀和切割器的剃须应用中。又一实例包括诸如用在造纸和印刷工业中使用的用来分别从表面上刮纸和印刷油墨的刮刀片和涂布机刀片。与此有关，经常由于表面和涂布机刀片或刮刀片的磨损而产生一些问题。涂布机刀片和刮刀片通常由硬化钢带制造。一种减少磨损问题的通用方式是在钢刀已经被制造成涂布机刀片或刮刀片形式的其最终几何形状之后，给钢刀涂敷耐磨涂层。与此有关，通常必须涂敷镍层作为基底和耐磨涂层之间的结合涂层。仅仅是为了指出几个实例。在所有应用中，坚硬且致密的磨损涂层可以是适当的，或者甚至是必需的。例如，磨损能够导致涂层撕裂或破裂。还有一些应用需要具有坚硬且锋利的边缘和切割表面。此外，许多上面列出的应用被用在腐蚀环境中，因此能够受益于抗蚀表面。

因此，公知的是能够使用耐磨涂层，但是难以发现能够符合要求质量的、有成本效益且有利于环保的方法。目前具有涂敷的耐磨涂层的涂布机刀片或刮刀片的成本非常高。此外，处理在印刷工业中或在造纸厂中的使用过程中发生的质量问题的成本高。而且，频繁更换刀片增加了成本。边缘上涂层的良好附着性对于最终产品的功能性质量是必需的。在使用例如工业用刀或锯条的涂层物体的过程中，不良的附着性、或者有孔或粗糙的涂层将产生许多问题，例如涂层开始剥落、颗粒或小碎块被撕裂、或者发生开裂问题。总而言之，这在质量和成本方面都是不可接受的。

存在所使用的几种制造涂层的通用方法和几种不同类型的涂层。如以下能够提到的实例：

陶瓷涂层，所述陶瓷涂层通常由Al₂O₃组成，其中可以添加TiO₂和/或ZrO₂。这种类型的涂层通常使用热喷射方法涂敷。热喷射方法的实例在例如美国专利第6,431,066号中描述，其中陶瓷涂层沿刮刀片的一个边缘涂敷。热喷射方法的另一个实例在EP-B-758026中描述，其中利用在包括热喷射的相当复杂的连续工艺中的多个涂布步骤沿一个边缘涂敷耐磨涂层。

传统热喷射方法通常具有一些重大缺陷。例如，所形成的涂层粗糙，这意味着在涂布之后通常必须对表面进行抛光或其他进一步的处理。此外，热喷射涂层通常包括高程度的孔隙度，这意味着通常不能实现较薄的致密涂层。此外，热喷射涂层的厚度通常相当高。在使用期间，厚且粗糙的涂层增加了裂缝形成的风险或者从表面撕裂颗粒的风险。在许多情况下，还必须使用昂贵的镍或镍合金作为结合涂层以改善陶瓷涂层的附着性。

通常由纯镍或铬组成的、或者形式为诸如镍—磷的化合物的传统的金属涂层通常使用电镀方法，尤其是使用电解电镀方法涂敷。电解电镀方法具有一些缺点，一个主要缺点是难以获得均匀厚度，并且同样涂层的附着性不良。此外，电镀工艺是不利于环境的；反过来说，这些工艺通常包括环境问题。诸如包括例如SiC的耐磨微粒的镍涂层的涂层的结合在WO02/46526中进行了描述，其中在用于电解镍涂层的连续工艺中，在几个步骤并且在这些步骤中的至少一个步骤中添加磨粒，以涂敷不同的层。这种方法也具有一些缺点，原则上具有与如上所述的电解电镀相同的缺点，并且还大范围地使用镍作为结合涂层，这意味着涂层非常昂贵。

发明内容