專利名稱：復(fù)合刮刀及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種用途，包括在紙張制造、薄綢制造、織物印染和類似操作中清除、起皺和涂布用的刮刀。
背景技術(shù)：
為了達(dá)到清除、向板材施加涂料、或者刮除板材的目的，刮刀要與紙張制造、薄綢制造和織物印染的機(jī)器中的輥?zhàn)颖砻娼佑|。常規(guī)的刮刀材料包括金屬、均勻的塑料、以及由合成和天然纖維制成的復(fù)合層壓材料。
常規(guī)的刮刀一般具有單片邊靠邊結(jié)構(gòu)。因此，刮刀材料的選擇，需要在能提供充分刀口耐磨性的材料以及具有能在預(yù)期的刮除操作方式中有效操作所需的拉伸屈服強(qiáng)度的材料之間作出折衷。通常，這種必要的折衷導(dǎo)致選擇了刀口耐磨性比最佳刀口耐磨性稍差的刮刀材料。
有許多刮除過程中的刀口磨損是特別成問題的。例如，在起皺和涂布中，所得的紙制品的質(zhì)量受到刀口形狀的直接影響。隨著刀口磨損和形狀的改變，會對產(chǎn)品特性如膨松性、拉伸強(qiáng)度、柔軟性或皺紋數(shù)量產(chǎn)生不利的影響。
在清除操作中，刮刀負(fù)載直接與刀口的接觸面積相關(guān)。隨著刀口磨損，其接觸面積增加，接觸壓力就下降。小的接觸壓力會降低清除效率，從而導(dǎo)致在被加工的片材上產(chǎn)生孔、片材斷裂和/或卷曲的問題。
過去，本領(lǐng)域技術(shù)人員找到了通過采取頻繁更換刮刀來避免上述問題或者至少是將這些問題減至最小的辦法?？墒?，這種做法也不好，因為會降低紙張制造過程的總效率。
其它延長刮刀壽命的努力包括使用美國專利No.5,753,076(King等人)所述的離子氮化法來硬化刮刀表面，或者使用公開于美國專利No.5,863,329(Yamanouchi)的陶瓷耐磨條。與離子氮化法有關(guān)的一些缺點(diǎn)包括昂貴的真空室需要大的投資、與較為節(jié)約地生產(chǎn)長長一段卷繞的刮刀材料相比，是一個個刮刀的分批生產(chǎn)，以及對刮刀的所有表面而不只是易磨損的刀口區(qū)域進(jìn)行非受控的加工，這些都會進(jìn)一步增加費(fèi)用。
雖然陶瓷耐磨條可以有益地延長刮刀壽命，但是其硬度極高，會對某些輥?zhàn)拥谋砻妫貏e是揚(yáng)基輥?zhàn)拥蔫T鐵表面產(chǎn)生過度的磨損。這就需要經(jīng)常高成本地重磨輥?zhàn)?。陶瓷刀口的刮刀會滲入輥?zhàn)拥耐繉又泻苌?，就需要將刮刀?fù)載壓力下降多達(dá)30％。在起皺操作中，這種減小的負(fù)載會對薄綢的性能產(chǎn)生不利的影響。陶瓷材料又很昂貴，這樣就顯著而不利地使刮刀成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種改進(jìn)的刮刀，它具有較好的刀口耐磨性，就提供了更為恒定的刀口形狀，從而能改善所生產(chǎn)的紙制品的質(zhì)量和一致性。由于減少了刮刀更換的次數(shù)，較好的刀口耐磨性還增加了紙張制造過程的總效率。
本發(fā)明的刮刀具有一個鋼支撐帶，其寬度和厚度適合于安裝在刮刀架中，其拉伸屈服強(qiáng)度適合于預(yù)期的刮除用途。高速鋼的耐磨條通過電子束焊接完整地接合在支撐帶的一個邊上。耐磨條的拉伸屈服強(qiáng)度大于支撐帶，其硬度約為55-65Rc。
以下，將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些及其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明刮刀的一個實(shí)施方式的透視圖；圖2和3與圖1類似，是顯示本發(fā)明刮刀的其它實(shí)施方式的透視圖；圖4是本發(fā)明刮刀的制造過程的方框圖。
具體實(shí)施例方式
首先參看圖1，本發(fā)明復(fù)合刮刀10包括寬Wa、厚Ta的適合于安裝在常規(guī)刮刀架(未示出)上的鋼支撐帶。支撐帶12具有適合于預(yù)期刮除用途的拉伸屈服強(qiáng)度，例如可以選自D6A、6150、6135、1095、1075、304SS和420SS。
高速鋼(“HSS”)的耐磨條14完整地接合在支撐帶12的一個邊16上。耐磨條14的拉伸屈服強(qiáng)度大于支撐帶12，其硬度約為55-65Rc。這種材料能有利地耐受刮除用途中經(jīng)常遇到的升高的溫度條件下的塑性變形和磨損。
較佳地，支撐帶12和耐磨條14通過電子束焊接接合在一起。耐磨條14的寬度Wb約為總刮刀寬度Wa+Wb的0.025-0.33。
如圖1所示，耐磨條14和支撐帶12可具有相同的厚度Ta?；蛘撸鐖D2和3所示，耐磨條14的厚度Tb可大于支撐帶的厚度Ta。在圖2中，較厚的耐磨條相對于支撐帶錯開一些，使得在一側(cè)提供平坦的連續(xù)表面，而在另外一側(cè)提供階梯形的表面。在圖3中，耐磨條位于中間，這樣就在刮刀的兩側(cè)都提供階梯形的表面。
耐磨條的材料最好選自鉬高速鋼、鎢高速鋼和中間型高速鋼，都在“ASM金屬手冊性能和選擇鐵、鋼和高性能合金”(第十版第一卷，Copyright MARCH1990 ASM INTERNATIONAL)中有說明。耐磨條14應(yīng)基本上沒有碳化物偏析物，并具有尺寸為3-6、最好是約5-6單位(根據(jù)ASTM尺寸測定圖)的良好分散的類球體碳化物。
參看圖4，所示制造本發(fā)明刮刀的較佳方法包含以下連續(xù)的步驟(a)在方框18中，將耐磨條14電子束焊接在支撐帶12上，提供復(fù)合刮刀的結(jié)構(gòu)；(b)在方框20中，將復(fù)合刮刀結(jié)構(gòu)10加熱至最好約1300-1450°F的第一溫度，用來對焊接的部件進(jìn)行退火和矯直；(c)在方框22中，再加熱該復(fù)合結(jié)構(gòu)達(dá)到約1500-2200°F的第二溫度，用來部分硬化耐磨條14；(d)在方框24中，對該復(fù)合結(jié)構(gòu)淬火；(e)在方框26中，再加熱該復(fù)合結(jié)構(gòu)達(dá)到約850-1200°F的第三溫度，用來對耐磨條進(jìn)行回火，將其硬度降至約55-65Rc的水平。
與其它工業(yè)用途中使用完全硬化的高速鋼不同，本發(fā)明的部分硬化得到了與輥?zhàn)颖砻娓孟嗳莸妮^低硬度，同時仍然使耐磨性顯著改善，使大多數(shù)情況下刮刀的使用壽命至少增加一倍。改變耐磨條的厚度，而使支撐帶的厚度保持恒定，可細(xì)微調(diào)整紙的性能，而不必改變刮刀架。本發(fā)明的復(fù)合刮刀卷材可以以長的卷材連續(xù)并節(jié)約地制造，與現(xiàn)有技術(shù)的分批方法相比，成本就有很大的節(jié)約。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合刮刀，它包括鋼支撐帶，其寬度和厚度適合于安裝在刮刀架中，并具有適合于選定刮除用途的拉伸屈服強(qiáng)度；完整地接合在所述支撐帶的一個邊上的高速鋼耐磨條，所述耐磨條的拉伸屈服強(qiáng)度大于支撐帶，其硬度約為55-65Rc。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條通過電子束焊接接合在所述支撐帶上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條的寬度約為總的刮刀寬度的0.025-0.33。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條的厚度大于所述支撐帶的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條的厚度不超過所述支撐帶厚度的兩倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條材料選自鉬高速鋼、鎢高速鋼和中間型高速鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條基本上不含碳化物偏析物，并具有良好分散的類球體碳化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的刮刀，其特征在于所述耐磨條具有大小約為3-6微米的良好分散的類球體碳化物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的刮刀，其特征在于所述類球體碳化物的大小約為5-6微米。
10.一種制造權(quán)利要求1所述的復(fù)合刮刀的方法，它包括(a)將所述耐磨條通過電子束焊接在支撐帶上，得到復(fù)合結(jié)構(gòu)物；(b)將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)物加熱至第一溫度，對所述復(fù)合結(jié)構(gòu)物退火并矯直；(c)再加熱所述復(fù)合結(jié)構(gòu)物至第二溫度，隨后淬火，部分硬化所述耐磨條；(d)再加熱所述復(fù)合結(jié)構(gòu)物至第三溫度，回火從而將所述耐磨條的硬度降至規(guī)定范圍的水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述步驟(b)中的第一溫度約為1300-1450°F。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中的第二溫度約為1500-2200°F。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述步驟(d)中的第三溫度約為850-1200°F。
全文摘要
一種復(fù)合刮刀，它包括鋼支撐帶(12)，其寬度(W
文檔編號D21G3/00GK1471600SQ01817734
公開日2004年1月28日 申請日期2001年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者B·梅穆德, B 梅穆德 申請人:熱網(wǎng)體系股份有限公司