專利名稱：生成涂布刀或類似物的耐磨層的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在諸如用于紙卷的加工處理的涂布刀、刮刀或起皺刀等處理刀片上生成耐磨層的方法。本發(fā)明還涉及一種在所述刀片上生成耐磨層的裝置。
背景技術(shù)：
在紙張涂布過程中，紙張通常被涂布一層例如包含顏料和粘合劑的糊狀的添加劑。涂布這種物質(zhì)的目的是改善紙張的表面特性。涂布過程是在造紙機的涂布單元進行的，在涂布單元將涂布材料涂敷在原紙表面上并加以平整。例如涂布過程可以采用刮刀涂布機來完成，通過裝配在刮刀涂布機上的涂布輥和涂布刮刀將涂布材料涂敷在紙張表面上并加以平整。接觸紙卷的涂布刀的邊緣被倒角。為了提高涂布刀的耐磨性，在靠近紙卷的涂布刀的邊緣上涂敷有一層耐磨材料，比如陶瓷材料。通過使用經(jīng)涂敷的刮刀，在相同的工作時間內(nèi)，可以獲得較長的機器使用壽命，更少的刀片更換次數(shù)，更少的紙張廢品以及更多高質(zhì)量的紙張。
涂布刀可以被涂敷一層如芬蘭專利公開號為FI71794中披露的耐磨材料。在這一芬蘭專利申請中，采用了陶瓷材料、金屬氧化物或金屬碳化物。使承載材料帶通過一個或多個噴涂點，采用等離子噴涂法或火焰噴涂法完成噴涂過程。每個噴涂點提供有一個或多個相對于材料帶可調(diào)節(jié)的金屬噴涂槍，并設(shè)置為可噴出預(yù)定量的熔融涂敷材料。耐磨層可以采用逐層的方式一層疊一層地多層涂敷來得到，這樣就可以避免在涂敷過程中特別是涂布刀的性能的降低，例如涂布刀的柔韌性。在被涂敷之前，承載材料帶要經(jīng)過預(yù)處理，例如通過磨削盤或鋼絲刷在材料帶的長度方向上轉(zhuǎn)動來進行磨削或刷擦，以使其表面粗糙度低于3μm Ra。通過從設(shè)置在噴涂點任意一邊的卷盤供應(yīng)材料，可以使得材料帶來回地經(jīng)過噴涂點以逐漸增加涂敷材料的厚度。
在進行涂敷操作之前，通常要對將要涂敷的區(qū)域進行預(yù)處理以改善涂敷材料的粘著力。因此，刮刀表面必須設(shè)置一種例如采用等離子噴涂(APS)方法獲得的厚度大約在20～30μm的價格昂貴的粘結(jié)層。粘結(jié)層的涂敷是在實際的耐磨層涂敷之前進行的。耐磨層可以通過無需提供太多的熱量就可使陶瓷涂層在刮刀表面上融化的等離子噴涂(APS)技術(shù)來生成。
涂布刀可以被涂敷一層如芬蘭專利公開號為FI71794中披露的耐磨材料。在這一芬蘭專利申請中，采用了陶瓷材料、金屬氧化物或金屬碳化物。使承載材料帶通過一個或多個噴涂點，采用等離子噴涂法或火焰噴涂法完成噴涂過程。每個噴涂點提供有一個或多個相對于材料帶可調(diào)節(jié)的金屬噴涂槍，并設(shè)置為可噴出預(yù)定量的熔融涂布材料。耐磨層可以采用逐層的方式一層疊一層地多層涂布敷來得到，這樣就可以避免在涂敷過程中特別是涂布刀的性能的降低，例如涂布刀的柔韌性。在被涂敷之前，承載材料帶要經(jīng)過預(yù)處理，例如通過磨削盤或鋼絲刷在材料帶的長度方向上轉(zhuǎn)動來進行磨削或刷擦以使其表面粗糙度低于3μm Ra。通過從設(shè)置在噴涂點任意一邊的卷盤提供材料，可以使得材料帶來回地經(jīng)過噴涂點以逐漸增加涂敷材料的厚度。
有代表性的刀片的涂敷是在長度為3-12m的直帶上進行的，因而涂敷時間比較長。為了獲得較理想的涂層厚度(200-350μm)，噴涂裝置將會多次掃過要涂敷的區(qū)域，典型地為10-500次，以便獲得所希望厚度(200-350微米)的涂層。粘結(jié)層的涂敷和長時間的前后涂敷運動導(dǎo)致涂敷時間較長以及涂層價格昂貴。
現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是涂層會開裂，特別是因安裝而會使刀片彎曲的時候，而且在輸送過程中，由于將刀片纏繞成卷而進行運輸。因此，成卷的刀片會受到因彎曲而產(chǎn)生的相對較強的作用力的影響，其結(jié)果是這種刀片的涂層更易于脫落或毀壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并提供一種在涂布刀或類似物的邊緣生成耐磨層的新型的方法和設(shè)備。本發(fā)明是以通過磨削而對用于邊緣涂敷的粘結(jié)表面進行了預(yù)備處理為基礎(chǔ)的。涂層與平滑的鋼制刀片的粘附是通過磨削要被涂敷的鋼帶來實現(xiàn)的。通過使磨削痕跡沿著紙卷的移動方向也就是垂直于涂布刀的長度方向進行打毛處理。另外，涂敷操作采用能生成特別耐用涂層的HVOF(高速含氧燃料)方法來實施。
將要被涂敷的刀片打毛以得到相對較高的粗糙度，大約3-6μm Ra，以保證貼附于刀片上的硬金屬在各種受力條件下都能夠牢固地粘貼在刀片表面上。本發(fā)明允許的粗糙度是不產(chǎn)生變形的薄質(zhì)刀片獲得涂層的粘附力所要求的粗糙度。
磨削可以采用卷盤到卷盤的磨削工藝，在這種情況下涂敷操作是通過將涂敷帶多層纏繞在滾筒上的方式來完成的，刀片材料以相互層疊的方式卷繞在涂敷滾筒上，因此在先的涂層保護未打毛的表面。由此，只有在刀片的其他部分未被涂敷時，可以對其邊緣部分進行涂敷。經(jīng)過打毛以后，將刀片的初加工品卷繞在涂敷圓筒上并準(zhǔn)備進行涂敷。
本發(fā)明的方法和裝置的特有特征在后述的權(quán)利要求中進行了公開。
與現(xiàn)有的刀片生產(chǎn)方法相比，本發(fā)明的優(yōu)越之處在于磨削不會使薄質(zhì)刀片產(chǎn)生變形。通過磨削刀片初加工品，可以避免刀片的翹曲(例如在噴丸過程中)而且也不再需要含有例如鎳鉻合金鍍層的昂貴的熱噴涂初級涂層。
此外，依據(jù)本發(fā)明所生產(chǎn)的涂布刀可以非常好地耐受多種類型的處理加工，比如在裝配和輸送過程中發(fā)生的彎曲，而不會使涂敷層脫落或毀壞。而且本發(fā)明的涂敷工藝的安排是簡單和經(jīng)濟的。


在下文中，將會參照具體實施例及其相關(guān)附圖對本發(fā)明進行詳細的說明，

如下圖1表明了一種依據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)裝置所生產(chǎn)的涂布刀，該涂布刀與涂布輥一體安裝。
圖2表明了在涂敷前已經(jīng)被磨削了的涂布刀，和圖3表明了依據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)涂布刀的裝置。
具體實施例方式
圖1表明了一種在涂布機上用于紙張涂布的刮刀，在圖1中，將涂布材料1涂附在輥子間運轉(zhuǎn)的紙卷2的表面上，并通過依照箭頭所示的方向旋轉(zhuǎn)的涂布輥3以及設(shè)置得與其配合操作的涂布刀4將涂布材料1加以平整。面對紙卷2的涂布刀的邊緣41是一斜面。為了改善涂布刀的耐磨性，靠近紙卷的涂布刀邊緣41在紙卷的輸入方向被涂敷一層耐磨層42。
耐磨層42可包括硬金屬，例如碳化鎢、碳化鉻、碳化鈦、氧化鈦或氧化鋁，可能含有添加物的Al2O3，例如氧化鈦TiO2。
對于涂敷邊緣的粘合表面的打毛是通過磨削來完成的，并使得磨削痕跡43垂直于涂布刀的長度方向。另外，要被涂敷的刀片應(yīng)打毛至粗糙度為大約3-6μm Ra，這樣要被涂敷的區(qū)域才會相對粗糙，而且貼附在刀片上的涂層才會在各種受力條件下都能牢固地粘附在刀片的表面上。
根據(jù)本發(fā)明，耐磨層是通過利用如圖3所示的裝置并采用源自于HVOF圓筒方法的本發(fā)明的新的涂敷技術(shù)而生成的，其具體步驟如下1、刀片的初步準(zhǔn)備，打毛。刀片4的要被涂敷的表面應(yīng)打毛至粗糙度為大約5-6μm Ra，以保證貼附在刀片上的硬金屬42在任何受力條件下都能夠在刀片表面上保持固著。傳統(tǒng)的噴丸方法打毛表面是不適合的，理由是由于噴丸所產(chǎn)生的變形會使刀片發(fā)生彎曲。經(jīng)過粗糙的帶材(rough band)或石塊34的磨削，就有可能使得硬化的刀片形成粗糙度大約為2-6μm的表面，而這種粗糙度正是熱噴涂工藝所要求的。獲得使涂層固著所要求的表面粗糙度并不會使薄質(zhì)刀片發(fā)生變形。磨削可以通過卷繞盤31、32的盤對盤卷繞磨削來實現(xiàn)，其中涂敷操作是通過將涂敷帶33多層卷繞在滾筒上，并且刀片材料也以層疊的方式被卷繞在涂敷滾筒上，以使最先的涂層保護未打毛的表面而得以完成的。經(jīng)過打毛以后，將刀片的初加工品卷繞在涂敷圓筒上并準(zhǔn)備進行涂敷。
2、在旋轉(zhuǎn)圓筒上對刀片進行涂敷通過將刀片卷繞在旋轉(zhuǎn)圓筒(d＝1m，1＝2m)上來實施涂敷操作是有多種原因的。寬度為50-100mm的刀片帶材以螺距為5-12mm的螺旋方式卷繞在旋轉(zhuǎn)圓筒上。刀片帶材以這種方式進行卷繞就很容易限定出要被涂敷的5-12mm的刀片邊緣區(qū)域。層疊的下一層很自然地就限定出了要被涂敷的區(qū)域。當(dāng)?shù)镀瑤Р囊月菪姆绞骄砝@在圓筒上時，就有可能在一次涂敷操作中生產(chǎn)50-600m長的已涂敷刀片帶材。刀片是采用HVOF方法進行涂敷的。涂敷圓筒以1-10m/s的圓周速度進行旋轉(zhuǎn)的同時噴涂裝置掃過圓筒上刀片的表面。
將要涂敷的刀片展開在一個平面上的傳統(tǒng)技術(shù)不可能實現(xiàn)上述的涂敷結(jié)果。在旋轉(zhuǎn)圓筒上對刀片進行涂敷保證了易于受熱變形的薄質(zhì)刀片的充分降溫。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)了解本發(fā)明的不同實施例并不局限于上述的實施例，而是可以在后述的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)作出各種變化。除了涂布刀，本發(fā)明還可以應(yīng)用在對紙卷進行加工處理的其他刀片，例如刮刀和起皺刀(creping blades)。
權(quán)利要求
1.在諸如用于紙卷的加工處理的涂布刀、刮刀或起皺刀等處理刀片(4)上生成耐磨層的方法，其中為了改善涂敷材料的粘結(jié)效果應(yīng)在涂敷工序前對要涂敷的區(qū)域進行預(yù)處理，其特征在于將涂層的粘結(jié)表面(43)打毛并使得打毛痕跡垂直于涂布刀的長度方向。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于將要被涂敷的刀片打毛至粗糙度在3-6μm Ra范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于涂層是采用卷盤到卷盤的涂敷工藝在帶狀承載材料上形成的，其中承載材料以多層疊壓的方式卷繞在輥子上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于涂層是采用HVOF方法生成的。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于刀片帶材(33)以螺距為5-12mm的螺旋方式卷繞在旋轉(zhuǎn)圓筒上。
6.在諸如用于紙卷的加工處理的涂布刀、刮刀或起皺刀等處理刀片(4)上生成耐磨層的裝置，所述的裝置包括為了改善涂敷材料的粘結(jié)效果在涂敷工序前對要涂敷的區(qū)域進行預(yù)處理的機構(gòu)，其特征在于依靠所述的機構(gòu)，將涂層的粘結(jié)表面(43)打毛并使得打毛痕跡垂直于涂布刀的長度方向。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于利用磨削機構(gòu)(34)將要被涂敷的刀片打毛至粗糙度在3-6μm Ra范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于涂層是采用卷盤到卷盤的涂敷工藝在帶狀承載材料上形成的，其中承載材料以多層疊壓的方式卷繞在輥子上。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于涂敷機構(gòu)是一種HVOF涂敷機構(gòu)。
10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于刀片帶材(33)以螺距為5-12mm的螺旋方式卷繞在旋轉(zhuǎn)圓筒上。
全文摘要
一種在諸如用于紙卷的加工處理的涂布刀、刮刀或起皺刀等處理刀片(4)上生成耐磨層的方法和裝置，在所述的方法中為了改善涂敷材料的粘結(jié)效果應(yīng)在涂敷工序前對要涂敷的區(qū)域進行預(yù)處理。將涂層的粘結(jié)表面(43)打毛并使得打毛痕跡垂直于涂布刀的長度方向。
文檔編號D21G3/00GK1742135SQ200380101763
公開日2006年3月1日 申請日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月22日
發(fā)明者K·科爾皮奧拉 申請人:皮科刀片公司