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目前,随着市场上涂布和复合设备档次的不断提高,不锈钢匀胶辊的传统加工方法已无法满足设备的生产需求,以往苏州华泰工业制辊使用45号钢作为不锈钢匀胶辊的加工原料,45号钢必须经过镀铬之后才能使用,然而镀铬后45号钢的缺陷便被放大,加工零件的表面会出现许多针孔,再加上生产中长期受油墨及无机物的浸蚀,不锈钢匀胶辊表面就会变得锈迹斑斑,无法均匀涂胶,对产品的外观会造成严重影响。因此,苏州华泰认为,合理选材、正确设计工艺参数和加工方式,是保证不锈钢匀胶辊使用质量的重要前提。
合理选材
为满足匀胶辊的使用要求,苏州华泰先后分析了多种型号不锈钢材料的耐腐蚀性能和机械加工性能,最终将目标瞄准了304不锈钢材料和316L不锈钢材料。下面,笔者将对这两种不锈钢材料进行综合分析,以最终确定不锈钢匀胶辊的选材。
1.耐腐蚀性能
通过查看304不锈钢材料和316L不锈钢材料的化学成分,笔者了解到二者最主要的区别是后者含有钼元素。众所周知,在不锈钢材料中加入钼元素能显著提高不锈钢材料的热强度和蠕变强度,从而进一步提升抗点蚀及晶间腐蚀的能力。
此外,考虑到304不锈钢材料和316L不锈钢材料对氯离子都比较敏感,由于前者的抗氧化性能低于后者,因此在氯离子含量较高的环境下大多采用316L不锈钢材料。而不锈钢匀胶辊主要应用于氯离子含量较高的生产现场(胶黏剂、油墨等物质中均含有氯离子)。可见,使用316L不锈钢材料能使匀胶辊拥有较高的耐腐蚀性能。
2.机械性能
通过对304不锈钢材料和316L不锈钢材料的力学性能进行测试,前者的强度要高于后者,而从机械加工性能上来看,二者的切削加工性能相差不大,但相比之下,316L不锈钢材料的切削加工性能更强。
3.固溶处理结果分析
固溶处理是使碳化物充分溶解并在常温状态下保留在奥氏体中,从而获取单相奥氏体组织,使材料具备更高的耐腐蚀性能和机械加工性能。固溶处理的加热温度较高,一般在1080~1200℃之间,根据材料中含碳量的高低作适当调整。3 0 4 不锈钢材料固溶处理后的金相组织为奥氏体型。在1 1 0 0 ℃高温下固溶处理后, 其抗拉强度σ b ≥ 5 3 0MPa, 条件屈服强度σ0.2≥215MPa,断裂伸长率δ5≥35%,硬度≤230HV 。316L不锈钢材料经高温固溶处理后具有良好的蠕变强度、冷变形和焊接性能,其抗拉强度σb≥550MPa,条件屈服强度σ0.2≥235MPa,断裂伸长率δ5≥35%,硬度≤240HV 。
由此可见,360L不锈钢材料具有更佳的机械加工性能,因此苏州胶辊结合用户的使用条件,最终选用其作为不锈钢匀胶辊的加工原料。
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