SE526191C2 - Eggförsett verktyg och metod för framställning därav - Google Patents

Description

0000 0000 0 00 00 0 I 0 000 0000 0 0 0 000 00 nik är inriktad på tillhandahållandet av en nötningsresistent beläggning på den del av bladet som kommer i kontakt med ytan av en roterande cylinder.

Enligt känd teknik, i syfte att förbättra det eggförsedda verktygets egenskaper, livslängd och därmed påverkan på papperskvaliteten, nyttjas bland annat termisk (varm) 5 sprutning med HVOF Cfiigh Xelocity Qxygen ljuel”). Metoden ger sintring av tillsats- materialet och så kallad diffusionsbindning vid cirka 1000°C. Problem med denna be- läggningsmetod är sprickor, porer, dålig bindhållfasthet, vidhäfiningsproblem, etc. Ma- terial som idag sprutas är keramer, såsom Al2O3.

Det är mot bakgnmd härav ett syfte med föreliggande uppfinning att kunna till- 1 0 handahålla ett eggförsett verktyg, såsom en schaber, vilket verktyg försetts med en be- läggning med bättre vidhäftningsfönnåga än hos hittills kända verktyg. Samtidigt ska eljest uppkommande formförändxingar hos verktyget försöka minimeras, samtidigt som önskade finhetskrav och frånvaro av repor på den färdiga pappersprodukten ska kunna tillgodoses. Vidare ska den genom ytbehandlingen gjorda energitillfórseln eller värme- l 5 påverkan av grundmaterialet i möjligaste mån minimeras.

Ytterligare ett syfte med föreliggande uppfinning är att frambringa ett skrap- och/eller rengöringsblad av i främsta hand schaber-typ, som besitter lång livslängd och som vid papperstillverkning förlänar papperet en slät och fin yta, fi'i från repor och andra defekter. 2 0 Dessa och ytterligare syften har på ett överraskande sätt lyckats uppnås genom att förse verktyget med de i de självständiga patentkraven angivna särdragen. Föredrag- na utföringsformer av föreliggande uppfinning finns definierade i de osj älvständiga pa- tentkraven.

Uppfinníngen kommer nedan att närmare beskrivas i anslutning till ritningsfigu- 0 000 0 00 N U1 rerna, där Figur 1 visar en perspektivvy av en schaber anbragd i direkt anslutning till en vals i och för avstrykning av pappersmassan vid tillverkning av papper; Figur 2 visar en principskiss av en eggbehandlad schaber enligt föreliggande I I 0 000 0 00 000 uppfinning; 0 0 00 0 U) Ö Figur 3 visar en principskiss av en belagd schaberegg enligt uppfinningen, sedd från sidan; f- Ir (f: f! za: :oo:a :n :ooz 00:: .E .ao: .en 00:: :- z l Figur 4 visar en principskiss av en laserimpregnerad schaberegg enligt uppfin- ningen, sedd från sidan; och Figur 5 visar en principskiss visande laserbeläggrring av en schaber enligt upp- finningen.

Föreliggande uppfinning avser sålunda ett eggförsett verktyg samt en metod för framställning därav. Närmare angivet, avser uppfinningen en typ av verktyg, som kallas ”schaber” och som är ett avstryknings-, skrap- och/eller rengöringsverktyg som används vid exempelvis tillverkning av papper, för att få en slät och fin pappersprodukt fri från repor och andra defekter. Även verktyg som vanligtvis kallas raklar, samt även knivar i allmänhet, innefattas i föreliggande uppfinning. I syfte att underlätta beskrivningen av uppfinningen, kommer dock nedan uppfinningsföremålet att betecknas ”schaber”, i vil- ket begrepp även andra benämningar avses innefattas.

Figur l visar således en schaber 1 som anligger mot en vals 2 och exempelvis skrapar bort pappersmassa fiån denna. Som ett föredraget exempel på material som visat sig fungera väl för att enligt uppfinningen belägga materialets eggparti medelst lasertek- nik, har utvalts stålsorter med en hårdhet på minst 450 HV. Ett exempel på sådant stål är ett kolstål med en sammansättning innefattande (i vikt-%) 0,8 - 1,2% C, företrädesvis cirka 1% C, 0,20 - 0,35% Si, 0,35 - 0,50% Mn, maximalt 0,02% P, maximalt 0,01% S, med Fe som återstod och halten av något ytterligare element i periodiska systemet i hal- ter understigande 0,5 %.

Figur 2 och 3 visar ett stålband 3 som på sin egg belagts med laserteknik i enlig- het med uppfinningen med en beläggning 4. Därvid höjs nötningsbeständigheten vä- sentligt. Beläggningen består exempelvis av aluminiumoxid eller stellit (exempelvis stellit 12). Lasertekniken är i sig välkänd för fackmarmen och åskådliggörs i Figur 5.

Vid laserbeläggningen uppnås den för uppfinningen karakteristiska atomära (även kallad ”metallurgiska”) bindningen till stålsubstratet, vilket åskådliggörs i Figur 3.

Figur 4 visar en schaber i tvärsnitt, vilken belagts med exempelvis TiC i enlighet med föreliggande uppfinning. Laserimpregneringstekniken finns beskriven i patentet WO 99/ 56906. Stålbandet är betecknat med 5 och den medelst laserteknik påförda imp- regneringen med 6. Även i denna figur åskådliggörs att partiklama/karbiderna trängt in i stålsubstratet varvid gränsen mellan de båda i betydande utstäckning suddats ut. Belägg- 10 15 20 ningen har skett med exempelvis aluminiumoxid eller stellit, såsom i figurerna 2 och 3, medan impregneringen sker med lämpliga karbider och/eller nitrider.

Enligt Figur 5 åstadkommes det ytíörstärkande partiet i en bandformad schabers utbildade eggparti därigenom att man medelst laserteknik påtör eggen en beläggning som tilltöres medelst pulvermaterial 7 under sådan värmetilltörsel att pulvret smälts samman med grundmaterialet i schabern, så att atomär och metallurgisk bindning upp- står. Värmetilltörseln sker medelst en laserkanon 8, varvid en beläggning 9 åstadkom- mes på substratet. Det tillfórda materialet i pulverflödet 7 utgörs lämpligen av ett re- fiaktärt material, såsom aluminiumoxid. Alternativt kan ett material som stellit använ- das. I anslutning till att beläggningen 9 pålagts schabern, är det viktigt att materialet får undergå en snabb avsvalning, så att önskvärd fin struktur erhålles, vilken karakteriseras av både seghet och hårdhet, närmare angivet till en hårdhetsnivå motsvarande 850 - 1300 HV. Härigenom uppnås samtidigt hög bärighet i ytskiktet samtidigt som krav på låg friktion och önskat korrosionsmotstånd kan infrias.

Såsom nänmts ovan, kan beläggningen bestå huvudsakligen av aluminiumoxid eller stellit. Beläggningen kan dock även innehålla eller bestå av andra refraktära mate- rial, såsom metalloxider, metallsilikater, metallkarbider, metallborider, metallnitrider och blandningar därav. Speciellt föredragna keramiska material är utvalda bland alumi- niumoxid, kromoxid, zirkoniumoxid, volfrarnkarbid, kromkarbid, zirkoníumkarbid, tantalkarbid, titankarbid, titannitrid, niobkarbid och borider.

Såsom nämnts ovan kan även en laserimpregnering genomföras genom att ex- empelvis karbider och nitrider såsom TiC, NbC och TiN tillsätts till grundmaterialets yta under laserbehandlingen. Partiklarna tillsätts genom sprutning under högt gastryck samtidigt som laserstrålen lokalt smälter ytskiktet på materialet så att de nötningsbe- ständiga partiklarna kan tränga in i substratet. Vidare kan laserbeläggningen ske i flera omgångar, så att multipla skikt erhålles. Stålbandet får då en mycket nötningsbeständig yta. V Stålbandets tjocklek är det normala för schabrar inom pappersindustrin och kan variera mellan 0,2 och 3 mm, lämpligen mellan 0,305 och 1,27 mm. Beläggningens eller impregneringens tjocklek kan lämpligen ligga mellan 5 och 15% av stålbandets tjocklek.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 PATENTKRAV . Schaber eller rakel för användning som avstryknings-, skrap- och/eller rengöringsredskap vid tillverkning av pappersmassa och/eller papper i olika skeden av tillverkningsprocessen, bestående av ett eggförsett band av stål, vars eggparti försetts med en nötningsbeständig beläggning, kännetecknat därav, att eggpartiet är belagt med en medelst laserteknik påförd ytförstärkande beläggning, så att metallurgisk bindning föreligger mellan nämnda nötningsbeständiga beläggning och stålbandet, varvid eggpartiet uppvisar en hårdhet på över 1000 HV. . Schaber eller rakel enligt patentkrav 1, kännetecknar därav, att den nötningsbeständiga beläggningen uppvisar en ythårdhetsnivå på minst 850 HV. . Schaber eller rakel enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att eggpartiet uppvisar ett medelst laserbeläggning pålagt ytskikt, vars tjocklek utgör 5-15 % av schaberns eller rakelns tjocklek. . Schaber eller rakel enligt patentkrav l, kännetecknar därav, att eggpartiet uppvisar ett medelst laserbeläggning eller laserimpregnering pålagt ytförstärkande parti, vars tjocklek utgör 5-15 % av schabems eller rakelns tjocklek. . Schaber eller rakel enligt något av föregående krav, kännetecknar därav, att stålet är ett kolstål med en kemisk sammansättning i vikt-% 0,8-1,2 % C, företrädesvis cirka 1 % C, 0,20-0,35 % Si, 0,35-0,50 % Mn, maximalt 0,02 % P, maximalt 0,01 % S, med Fe som återstod och halten av något ytterligare element i periodiska systemet i halter understigande 0,5 %. . Metod för tillverkning av en schaber eller rakel enligt något av kraven 1-5, kännetecknar därav, att ett av stål tillverkat material först utvalsas och eggbehandlas till uppvisande av ett längs ena kanten utbildat eggparti och att nämnda eggparti därefter förses med ett medelst laserteknik påfört 10 15 20 25 30 ytförstärkande skikt, på sådant sett att en metallurgisk bindning uppstår mellan närrmda skikt och det underliggande stâlsubstratct, varvid eggbehandlingen åstadkommes därigenom att stålsubstratet underkastas en laserbehandling under tillförsel av pulver vid sådan värmetillförsel att pulvret smälts samman med stålsubstratet till bildande av en atomär/metallurgisk bindning. . Metod för tillverkning av en schaber eller rakel enligt något av kraven 1-5, kännetecknat därav, att ett av stål tillverkat material först utvalsas och eggbehandlas till uppvisande av ett längs ena kanten utbildat eggparti och att nämnda eggparti därefter förses med ett medelst laserteknik påfört ytförstärkande skikt, på sådant sett att en metallurgisk bindning uppstår mellan nämnda skikt och det underliggande stålsubstratet, varvid eggbehandlingen åstadkommes därigenom att stålsubstratet underkastas en laser impregnering och upplegering, varvid materialpartiklar av ett keramiskt material skjuts in i den medelst laser smälta ytan, så att en atomär/metallurgisk bindning uppstår. . Metod enligt krav 6 eller 7, kännetecknar därav, att det tillförda pulvret huvudsakligen innehåller aluminiumoxid. . Metod enligt krav 6 eller 7, kännetecknat därav, att det tillförda materialet huvudsakligen innehåller stellit. 10. Metod enligt krav 7-9, kännetecknar därav, att impregneringen utförs genom att karbider och nitrider, såsom TiC, NbC och/eller TiN, tillförs stålsubstratet. . Metod enligt något av kraven 6-10, kännetecknar därav, att stålets kemiska sammansättning i vikt-% är 0,8-1,2 % C, företrädesvis cirka 1 % C, 0,20-0,35 % Si, 0,35-0,50 % Mn, maximalt 0,02 % P, maximalt 0,01 % S, med Fe som återstod och halten av något ytterligare element i periodiska systemet i halter understigande 0,5 %. . Metod enligt något av kraven 6-11, kännetecknar därav, att den nötningsbeständiga beläggningen uppvisar en ythårdhetsnivå över 850 HV.