[发明专利]钢制扬克缸的表面处理方法

说明书

本发明涉及一种处理扬克缸的方法，其中所述扬克缸具有由带有铁素体‑珠光体结构的钢制成的缸壳。(根据ASME SA516、ASME SA36和AD2000 W1，2.1到2.4的钢等级)。根据本发明，通过激光束对所述缸壳的外表面进行热处理，并且由此硬化所述钢壳的外表面。

技术领域

本发明涉及一种用于处理扬克缸的方法，其中，扬克缸具有由带有铁素体-珠光体结构的钢制成的缸壳。

背景技术

在纸幅或薄纸的生产中，通常在烘干过程中使用所谓的扬克缸。

扬克缸通常具有非常大的直径。扬克缸从内部以蒸汽加热，并且难以制造，因为扬克缸需要满足涉及内部压力、抗渗性和大直径的非常严格的要求。

例如，标准扬克缸具有以下尺寸：

缸直径： 2000mm至6500mm

空心轴直径： 1000mm至2500mm

缸长度： 3000mm至8500mm

缸质量： 35吨至180吨

在浆幅的烘干过程中，将刮刀放置在扬克缸的外周表面上，并将干燥的浆幅从扬克缸的表面刮下。可设想的是，由于刮刀可能与扬克缸的表面接触，因此将材料从缸表面移除。为了减少这种材料侵蚀，扬克缸的表面通常涂覆有硬质材料层。例如，EP 2 474 665A1描述了一种涂覆有合适的硬质材料层的扬克缸。

过去，扬克缸主要由铸铁制成，然而，从美国专利US 4,196,689中以及从WO 2008/105005 A1中也已知由钢制成的扬克缸。

由钢制成的扬克缸比铸铁缸具有更好的烘干性能，因为钢具有更好的导热性。

然而，由于钢(布氏硬度为140)不如铸造材料(布氏硬度为240)硬，因此将扬克缸热涂覆以耐磨保护层。在此过程中，将线材熔化并且喷涂到扬克缸的表面上；所产生的热喷涂覆层远比钢更硬。

喷涂上的层的厚度大约为0.75mm。

然而，此类型的表面处理需要付出相当大的努力，因为必须在涂覆前对缸表面进行喷砂处理，并且然后在热涂覆之后对缸表面进行研磨和抛光。也存在涂覆层剥落的风险。

然而，在热过程中喷涂上的这种涂覆层的主要缺点是其相对低的导热率。热喷涂层的热导率仅在3-7W/mK的范围内。相比之下，扬克缸的钢壳的导热率高达45W/mK。

DE 10 2012 104 464A1描述了一种扬克缸，其中通过激光处理对表面进行精加工。

发明内容

发明的目的是提供一种用于产生具有高导热率的尽可能硬的表面层的钢制扬克缸的表面处理方法。

此目的通过权利要求1中描述的方法来实现。

根据本发明，将缸壳的外表面以激光束热处理，并且因此使缸壳的外表面硬化。

在此过程中，激光束在扬克缸壳的整个外表面上移动，因而外表面被加热和硬化。

根据本发明，扬克缸的表面被激光束短暂加热至800℃至900℃之间的温度，其中将随后的奥氏体层的冷却保持在下临界冷却速度以下，由此防止马氏体的形成。

因此，与被常规地涂覆的钢制扬克缸相比，根据本发明的硬化的扬克缸具有7％的更高的传热，并且实现了5％的产量提高。

硬化的表面层的厚度在0.3mm至1.5mm之间。