[发明专利]一种印刷包装机涂布辊子表面陶瓷涂层结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明属表面工程领域，具体涉及一种印刷包装机涂布辊子表面的梯度陶瓷涂层结构及制造方法。

背景技术

包装机涂布辊子质量是制约涂布机提速的主要原因之一，目前涂布辊子采用镀铬处理，失效形式为镀铬层因磨损而雾化、划伤、表面镀层脱落以及长期接触腐蚀性介质造成的腐蚀；还有一类涂布辊子由于高温（300℃左右）热震作用，造成镀层脱落等，辊子使用寿命一般为三个月左右。采用大气等离子喷涂和在线激光重熔技术能有效克服镀铬层上述缺陷，特别是等离子喷涂技术，制备出的梯度陶瓷涂层致密性好，结合强度高，孔隙率低，能大大提高辊子的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是设计一种代替镀铬处理的涂布辊子，在印刷包装机涂布辊子表面喷涂梯度陶瓷涂层。

本发明另一目的是提供涂布辊子表面喷涂梯度陶瓷涂层的制造方法。

本发明的涂布辊子涂层结构简单、耐磨，使用寿命长。本发明制备工艺流程简单，成本低，无污染。

本发明的技术方案是这样实现的：一种涂布辊子表面的梯度陶瓷涂层结构，其特征在于：涂层底层为Ni/Al合金层，厚度为0.１mm，其中Ni含量占Ni/Al合金总质量的80%，Al为20%；涂层中间层为４层Ni60A/Al₂O₃复合层，每层厚度为0.2mm，中间层总厚度为0.8mm，与底层相邻的一层Ni60A含量占Ni60A/Al₂O₃涂层总质量的80%，Al₂O₃含量为该涂层总质量的20%，其余三层Al₂O₃、Ni60A两者的混合比例按质量比20%互相增减；涂层表层为Al₂O₃涂层，厚度为0.２mm。

本发明的涂布辊子梯度陶瓷涂层结构，各层材料中还含有CeO₂，其含量占该层总质量的2-3%，各层中Ni或Ni60A含量不变，Al₂O₃含量相应减少2-3%，各层厚度不变。 

本发明涂布辊子表面梯度陶瓷涂层结构制造方法，按以下步骤次序进行：

（1）制粉：将原料粉末Ni/Al合金、Ni60A、Al₂O₃ 、CeO₂按各层不同含量配比称量备好，用球磨机进行充分混合均匀；

（2）喷涂底层及中间层：采用大气等离子喷涂设备进行等离子喷涂，底层Ni/Al合金层喷涂参数为：电流300-350A、电压50-55V、主气流40 L·min^-1、次气流3.5 L·min^-1、送粉量10-100 g·min^-1、喷距85-100mm、喷涂角85～90°；中间层喷涂参数为：电流500-550A、电压50-55V、主气流40 L·min^-1、次气流3.5 L·min^-1、送粉量10-100 g·min^-1、喷距85-100mm、喷涂角85～90°；

（３）中间层等离子喷涂同时进行在线激光重熔，激光重熔参数：电流为130A-160A，搭接率为40%，光斑直径1.5mm，扫描速度为20-100mm·s^-1；

（４）喷涂陶瓷涂层：利用等离子喷涂设备在涂布辊子表面喷涂Al₂O₃陶瓷涂层，喷涂参数为：电流500-550A、电压50-55V、主气流40 L·min^-1、次气流3.5 L·min^-1、送粉量10-100 g·min^-1、喷距85-100mm、喷涂角85～90°。

本发明的有益效果是：梯度陶瓷涂层能很好地解决印刷包装机涂布辊子因磨损而雾化、划伤、表面镀层脱落以及长期接触腐蚀性介质造成的腐蚀，采用本发明生产的辊子耐磨损、耐腐蚀，抗热震性能优异，能长时间在中低温环境及腐蚀性介质中工作，辊子制作工艺简单，对环境无污染。

附图说明

附图1是本发明生产工艺流程图；

附图2是大气等离子喷涂与在线激光重熔生产示意图；

附图3是激光重熔等离子喷涂梯度陶瓷涂层前后对照图, 其中（a）为等离子喷涂梯度陶瓷涂层，（b）激光重熔等离子喷涂梯度陶瓷涂层。

具体实施方式