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瓦楞辊的技术探析下

2021-08-18 来源:芜湖机械信息网

瓦楞辊的技术探析(下)

(7)复合感应淬火深层表面硬化技术

(CombinedinductionHardeningofMHl):朗斯顿公司在上世纪60年代试验淬硬瓦楞辊时,既硬又脆,就像玻璃层附在瓦楞辊上,而且引起严重扭曲。通过增大锻造比——适当的锻造或轧制工艺来生产辊坯简体,严格控制热处理和消除内应力等措施,逐渐克服了上述的技术难题。为了使镀硬铬达到一定厚度,首先要解决“尖点效应”,即厚层电镀后瓦楞辊齿型轮廓不失真的问题,因为很难准确预测和控制整个齿形轮廓上的镀层厚度,加之高铬镀层本身就缺乏对淬硬表层金属的强固接合力和在曲面上有不均匀分布的特性。

美国科帕尔公司等的镀硬铬专利技术,可使齿顶圆弧及相邻部有一个均匀适当的镀层,可达到0.1524mm厚度。我国只能达到0.05mm—

0.07mm厚度。美国联合纸箱机械公司在1978年率先开发的激光淬硬工艺,使表层基体金属硬度达HRC62,然后为增添瓦楞辊表面的超级保护性,再镀硬铬0.10mm—0.15nlm。耐火性能试验表明,一个激光淬硬并镀硬铬的瓦楞辊寿命达106.4xi06m,一般情况可达60.8x106m;而通常的氮化加普通镀铬的瓦楞辊寿命仅为15.2—22.8x106m。实践和试验研究证明,淬硬后镀硬铬的瓦楞辊比只淬硬不镀硬铬的黑辊的寿命提高20%—25%。

意大利阿格拉蒂公司选择了不在瓦楞辊上涂覆耐磨金属层,而用高渗透离子淬硬技术,通过一系列热处理来改善和影响金属晶体结构,并确保高深度的适度硬化层,然后以高渗透离子淬硬技术形成0.1mm厚度的硬度HRC58—60的均匀外表层。意大利特扎赫和德卡丝蒂格里奥公司生产了两种瓦楞辊:具有HRC63硬度的超硬辊和在感应淬火基体金属上再申:镀硬铬高达HRC70的硬铬层的特超硬辊。这些瓦楞辊的表面、内部还同时达到了超硬与韧性的最佳组合,而不增加脆性。

德国BHS公司制造了有着最佳深度和硬度的感应淬火瓦楞辊。日本三菱重工也是复合感应淬火工艺的推崇者和卓越的实践者。它有5个感应圈的立式淬火机,可使淬硬层深达7mm,硬度达HRC56~HRC58,然后再镀硬铬。深度淬硬避免了“薄壳鸡蛋效应”,感应淬火与激光淬火又彻底改变了需要10多小时才能完成的氮化工艺低生产率的弊端。

瓦楞辊的材料选用

发达国家瓦楞辊用材的观念,并非普通合金结构钢的概念。需要严格控制材料合金元素成分,合金成分含量的“公差带”窄。这对稳定热处理规范,保证瓦楞辊加工精度和表面硬化工艺,提高瓦楞辊成品质量大有好处。英国西蒙公司就是通过改进瓦楞辊材料成分,适当调整金属含量,严格控制热处理工艺,来确保加工精度与光洁度,并在整个淬硬工艺过程中精心对待应力消除和淬火工序步骤,最大限度减小瓦楞辊的变形。

美国针对瓦楞辊所用材料与辊坯加工,专门制定了标准ASTMA649,这是美国材料与试验学会标准,其效力与权威性等同甚至超过美国国家标准ANS。该标准规定了瓦楞辊筒与轴头不同级别材料的元素含量和允许的差值。总的指导思想是让材料去适应特定工艺,而不是我们国内瓦楞辊用材的情况那样,都笼统地选用35CrMo钢,只看牌号,不管具体含量与杂质成分如何。来料的品质与成分监测,没有和多少次热处理工艺相联系,让工艺去将就材料。

瓦楞辊的加工与精度

最早的瓦楞齿型加工方法有铣削、刨削和拉削加工,瓦楞辊“中高度”是靠在机床上安装弹性导轨(靠模板)加工出的。上世纪60年代中期出现了为用户专门设计的采用程序控制的专用磨床,能自动加工出适当的中高度。纸箱机械厂家普遍使用美国麦蒂逊的瓦楞辊专用磨床。麦蒂逊瓦楞辊专用磨床的加工精度与国内磨床的加工精度比较见表。

现代瓦楞纸板加工机械的最高速度已经达到350m/s,据美刊《国际纸板工业》1984年10月刊报道,早在1962年由美国双斯公司开发的HKD型瓦楞纸板机最高速度已达200m/s,而1981年日本三菱(MHl)的50C型单面机最高速度已达300m/s。高速机的淀粉耗量小到7.9g/m—9.7g/m。,涂抹粘合剂的厚度小到0.075mm,如果没有高精度的瓦楞辊和其齿表面的超硬度是不可想象的。修磨瓦楞辊齿时,为了尽量不太多地改变齿形,以免不适当地增加瓦楞纸收缩率这一参数,要求只要齿形基体金属不磨损得太多,磨去0.05mm的量就可修复齿廓形状,因此没有高精度的专用瓦楞辊磨床是不行的,应开展多方位层次的工艺技术研究。邯郸天正公司开发了深度淬硬的复合热处理技术,与高精度瓦楞辊磨床配合,为我国瓦楞辊加工技术的深一步探讨和为广大纸箱厂用户的瓦楞辊备件加工带来方便。

优质的瓦楞辊可以减少瓦楞纸板生产线生产时的振动和噪声,安装完毕后能立即投入使用,并且使瓦楞辊在单面机停产时产生的挠度现象降至最低;最优的楞型可以减少芯纸的使用量。瓦楞辊还是瓦楞纸板生产线节省成本的最重要的部件之一。因此对瓦楞辊的有关问题,应给予重视,把一些基础技术和技术经济问题解决好。

(作者/孙振军 陈文奇 郑红艳)

中国包装报

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