[发明专利]造纸机的压机辊子及其制造方法

说明书

本发明涉及一种造纸用的辊子，例如压机的中心辊或压光辊，纸幅与辊子直接接触，并从它上面脱离开。在上述辊子的圆柱形套筒上形成一种涂层，该涂层部分地由金属制成并包含陶瓷材料。

本发明还涉及所述辊子的制造方法。

众所周知，就造纸机的压机部分而言，采用的岩石辊是由花岗岩制成的。花岗岩的普及是基于它的表面特性，它为纸幅从岩石表面上可控地分离开提供了条件，此外，花岗岩能承受刮板凹下部分的磨损作用。

但是，花岗岩有某些缺陷。作为一种天然材料，其性能是变化的，花岗岩的内在缺陷及其开裂倾向对其在某些应用场合的使用构成严重障碍。此外，花岗岩辊较重，增加了结构发生振动的趋势。岩石辊的重量还影响起重设备的尺寸和造纸机机座尺寸的确定。

在现有技术中，人造岩石辊也是人们熟知的，这种辊子一般是加有岩石粉（如石英砂）及硬橡胶或聚氨酯的聚合物面层辊。这种辊子存在的缺陷除了机械强度较低以外，其辊面与纸幅粘附较严重。

在本申请人的芬兰专利70，273号中介绍了一种压机辊子，该辊子面层是由一种金属粉末和无机材料的混合物构成的。其中金属的功能是起粘结剂作用并增加辊子涂层的韧性。无机材料的功能是提供一种具有适宜表面能的耐磨表面，因为辊面的表面能必须在一定的范围内，以使纸幅由压机辊表面上的脱离能够得以控制。

本申请人在芬兰专利申请书853544号中所介绍的辊子，一种合适的表面能已经起到较好的作用，因此其金属组分是特别含铬的不锈钢，铬在该金属中所占的比例为9至35%。富铬不锈钢是一种亲水材料（铬增加亲水性）。另一方面，借助铬的合金化，在结构中获得耐磨性好的碳化铬。铬还能增加钢的耐蚀性。在这种“合金”中，陶瓷材料作为一种碳化铬由钢中分离出来。

本发明的主要目的是提供一种辊子及其制造方法，通过这种方法所制造的辊子使纸幅能从辊面可控脱离，而且辊子的耐温和抗机械变形能力更好些。

为达到上述目的，本发明辊子的主要特征是，涂层外表面是由许多富碳化物区和处于富碳化物区之间的一些基体区构成的。

另一方面，达到上述目的的本发明方法的主要特征是，涂层是由富碳粉末和基体粉末组成的一种粉末制成的。

应用本发明方法时，可以采用以现有铸造方法与其两端部和轴颈一起制造的辊体，该辊体主要是保证辊子的机械强度，而辊子的表面性能和辊子表面的耐用性是通过新的方法达到的。

本发明的辊子可以采用许多不同的方法进行制造，这些方法在芬兰专利70，273和芬兰专利申请书853544号中有所介绍。

碳化物涂层的功能主要是充当辊子承压面的作用，其具体特征是具有与纸幅脱离的良好性能。

脱离性能是由于碳化物涂层的微孔性，低摩擦性及合适的表面粗糙度等性能以及这些性能的保持性而产生的。

下面将详细描述本发明涂层的组织结构，化学组分以及其它性能。

本发明的辊子涂层由直径约为10至50微米的许多富碳化物区和处于这些富碳化物区之间的直径约为10至50微米的基体区构成。在各富碳化物区中，碳化物粒度约为0.5至10微米，碳化物的比例约为50至95%。碳化物也存在于基体区中，但其亚显微粒度约为0.001至0.01微米，所占比例为5至50%（体积比）。某些碳化物还未离析，而且这种碳借助溶解强化机制增强了基体。碳化物区所占的比例是根据使用目的进行改变的。涂层在碳化物约为5至20%（体积比）的低比例时，要比在例如70至95%（体积比）的高比例时更为柔软和具有更好的韧性，而比例较高时，涂层的抗磨损性增加，相应的硬度和脆性也随之增加。例如在花岗岩辊子（G-roll）的碳化钨表面内，碳化物区的比例大约为20至30%（体积比）。