專利名稱：：一種陶瓷涂層電加熱輥的加工方法
技術領域：
：本發明涉及一種主要用于造紙、印刷、打印、復印、紡織、橡膠、塑料、化纖行業的加熱輥的加工方法，尤其涉及一種發熱陶瓷材料加熱輥的加工方法。
背景技術：
：采用加熱輥對產品進行加熱及加工，是目前在造紙、印刷、打印、復印、紡織、橡膠、塑料、化纖行業所普遍采取的手段，特別是對于薄片卷筒類的產品進行烘干、定向、層壓、壓紋、壓花、膜擠出等工藝，更適合應用加熱輥對所加工的產品進行加熱及加工。目前使用的加熱輥的加熱方式有蒸汽加熱、油水液態加熱、感應加熱和電加熱幾種方式。其中，蒸汽加熱是通過鍋爐將過熱蒸汽送入加熱輥內，對加熱輥進行加熱，這種加熱方式需要壓力容器，存在輸送管線長，容易發生泄漏和銹蝕及壓力容器的定期檢修等問題，已經越來越少被人們采用。油加熱則需要在設備旁設置一個產生熱油的油站，通過油泵將熱油泵入加熱輥內，對加熱輥進行加熱，這種加熱方式雖然效果較好，但卻存在油泵噪音大，能耗大，且容易發生泄漏等問題，對工藝操作者的健康也會造成問題；電加熱分電熱管直接加熱和電磁感應加熱兩種方式。電熱管直接加熱是將電熱管直接置入加熱輥內，通過電熱管發熱來加熱加熱輥；電磁感應加熱則是利用電磁感應發熱的原理對加熱輥進行加熱。由于電加熱具有干凈，噪音小、效率高等優點，受到越來越多的采用，成為了加熱輥的加熱主要采用的方式。但該加熱方式中存在的首要問題就是需要額外的電熱管和感應輔助設備，成本較高，且輥筒表面加熱溫度不易控制均勻而影響產品質量，對于一些要求很高的產品難以滿足要求。第二個問題是溫度檢測方法和檢測點很難選擇，造成溫度控制精度低，也影響產品的質量。因此很有必要對此加以改進。
發明內容本發明的目的是針對現有加熱輥加熱方式所存在的問題，提出一種加熱方式非常簡便，加熱均勻、節能的陶瓷涂層電加熱輥的加工方法。本發明的技術方案是按以下步驟加工1)、制輥核；選鋼、不銹鋼、黃銅、鋁、玻璃或玻璃鋼合成材料加工呈管狀，外表面采用噴砂工藝加工至粗糙度Ra為6.33.2；2)、涂覆陶瓷絕緣層；將輥核清理潔凈后，裝夾在回轉盤上，采用等離子噴涂裝置，將粒徑2040μm、純度至少為98%的Al2O3粉末均勻噴涂在輥核外表面，噴涂厚度為180220μm，冷卻、干燥；3)、涂覆陶瓷電發熱層；首先，將Icm寬的導電銅片設置在涂覆有管狀輥核兩端管口處陶瓷絕緣層之上；然后，采用9M等離子噴涂裝置將TiO2粉末均勻噴涂在陶瓷絕緣層、兩端導電銅片的外表面，噴涂時，氫氣流量控制在lL/min，室溫電阻在110130Ω，噴涂厚度為320380μm；干燥后，在兩端導電銅片上連接通電電極，達8595°C后保溫4小時；最后，冷卻；4)、表面磨削；對陶瓷電發熱層的外表面進行磨削，至粗糙度Ra為0.800.025；制得。所述的TiO2粉末的重量組分為Ti029597%、Al2O3L51.8%、SiO2O.450.52%,P2O5O.400.45%,Fe2O3O.320.35%,K2OO.150.18%,Nb2O5O.130.18%、CaOO.110.16%,Na2OO.090.12%,ZrO2O.050.08%,MgOO.030.04%。本發明只需對陶瓷涂層中的加熱層通電，使其發熱后直接對表面接觸物體進行熱量傳遞。它的特點是(1)由于輥體表面的加熱層較薄，可以減少熱容量，由此可以縮短加熱時間。(2)由于加熱層由陶瓷材料形成，剛性適度且耐磨，所以耐久性優良。(3)只需嚴格控制噴涂工藝，使得噴涂涂層均勻，即可保證加熱輥加熱均勻。本發明所提出的加熱輥的加熱方法可以有效解決其他加熱方式所需復雜輔助設備及加熱不均勻的問題，具有升溫快、節能、溫度均勻、環保安全等特點。圖1為本發明的結構示意中1、通電電極，2、導電銅片，3、陶瓷電發熱層，4、陶瓷絕緣層，5、輥核。圖2為圖1的左視3為本發明陶瓷電發熱層電導率隨溫度變化的曲線圖具體實施例方式本發明的陶瓷涂層電加熱輥的加工方法是按以下步驟加工1)、制輥核；選鋼、不銹鋼、黃銅、鋁、玻璃或玻璃鋼合成材料加工呈管狀，外表面采用噴砂工藝加工至粗糙度Ra為6.33.2；以便于陶瓷絕緣層的附著。2)、涂覆陶瓷絕緣層；將輥核清理潔凈后，裝夾在回轉盤上，采用等離子噴涂裝置，將粒徑2040μm、純度至少為98%的Al2O3粉末均勻噴涂在輥核外表面，噴涂厚度為180220μm，冷卻、干燥；3)、涂覆陶瓷電發熱層；首先，將Icm寬的導電銅片設置在涂覆有管狀輥核兩端管口處陶瓷絕緣層之上；然后，采用9M等離子噴涂裝置將TiO2粉末均勻噴涂在陶瓷絕緣層、兩端導電銅片的外表面，噴涂時，氫氣流量控制在lL/min，室溫電阻在110130Ω，噴涂厚度為320380μm；干燥后，在兩端導電銅片上連接通電電極，達8595°C后保溫4小時；最后，冷卻；4)、表面磨削；對陶瓷電發熱層的外表面進行磨削，至粗糙度Ra為0.800.025；以適應應用時的需要，制得。所述的TiO2粉末的重量組分為Ti029597%,Al2O3L51.8%、SiO2O.450.52%,P2O5O.400.45%,Fe2O3O.320.35%,K2OO.150.18%,Nb2O5O.130.18%、CaOO.110.16%,Na2OO.090.12%,ZrO2O.050.08%,MgOO.030.04%。采用等離子噴涂裝置噴涂TiO2粉末、Al2O3粉末時的加工參數如下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例一如圖1、2所示，輥核5采用20號低碳鋼管(直徑3mm，長140mm，壁厚3mm)，至少有包含一個陶瓷電絕緣層4，一個陶瓷電發熱層3，在加熱層兩端設有導電銅片2和通電電極1。陶瓷涂層體系的制備步驟如下首先將鋼管表面進行噴砂處理，然后采用9M等離子噴涂系統在現有技術條件下在管外壁表面依次噴涂厚約200μm用于絕緣的Al2O3涂層和約350μm厚的TiO2涂層。其中TiO2噴涂條件氫氣流量控制在lL/min。加熱層室溫電阻在120Ω的范圍內。在加熱層末端Icm寬帶加電極銅片，使加熱層與電極緊密接觸。對加熱輥通電達到90°C后保溫4小時，加熱輥涂層體系無異常變化。加熱層電導率隨溫度變化規律見圖3中的C2曲線。實施例二如圖1、2所示，輥核5是20號低碳鋼管(直徑3mm，長140mm，壁厚3mm)，至少有包含一個陶瓷電絕緣層4，一個陶瓷電發熱層3，在加熱層兩端設有導電銅片2和通電電極1。陶瓷涂層體系的制備步驟如下首先將鋼管表面進行噴砂處理，然后采用9M等離子噴涂系統在現有技術條件下在管外壁表面依次噴涂厚約200μm用于絕緣的Al2O3涂層和約350μm厚的TiO2涂層。其中TiO2噴涂條件氫氣流量控制在4L/min。加熱層室溫電阻在14Ω的范圍內。在加熱層末端Icm寬帶加電極銅片，使加熱層與電極緊密接觸。對加熱輥通電達至IJ150°C后保溫4小時，加熱輥涂層體系無異常變化。加熱層電導率隨溫度變化規律見圖3中的C3曲線。實施例三如圖1、2所示，輥核5是20號低碳鋼管(直徑3mm，長140mm，壁厚3mm)，至少有包含一個陶瓷電絕緣層4，一個陶瓷電發熱層3，在加熱層兩端設有導電銅片2和通電電極1。陶瓷涂層體系的制備步驟如下首先將鋼管表面進行噴砂處理，然后采用9M等離子噴涂系統在現有技術條件下在管外壁表面依次噴涂厚約200μm用于絕緣的Al2O3涂層和約350μm厚的TiO2涂層。其中TiO2噴涂條件氫氣流量控制在8L/min。加熱層室溫電阻在10Ω的范圍內。在加熱層末端Icm寬帶加電極銅片，使加熱層與電極緊密接觸。對加熱輥通電達至IJ150°C后保溫4小時，加熱輥涂層體系無異常變化。加熱層電導率隨溫度變化規律見圖3中的C4曲線。實施例四如圖1、2所示，輥核5是20號低碳鋼管(直徑3mm，長140mm，壁厚3mm)，至少有包含一個陶瓷電絕緣層4，一個陶瓷電發熱層3，在加熱層兩端設有導電銅片2和通電電極1。陶瓷涂層體系的制備步驟如下首先將鋼管表面進行噴砂處理，然后采用9M等離子噴涂系統在現有技術條件下在管外壁表面依次噴涂厚約200μm用于絕緣的Al2O3涂層和約350μm厚的TiO2涂層。其中TiO2噴涂條件氫氣流量控制在12L/min。加熱層室溫電阻在6Ω的范圍內。在加熱層末端Icm寬帶加電極銅片，使加熱層與電極緊密接觸。對加熱輥通電達至IJ150°C后保溫4小時，加熱輥涂層體系無異常變化。加熱層電導率隨溫度變化規律見圖3中的C5曲線。權利要求一種陶瓷涂層電加熱輥的加工方法，其特征在于，按以下步驟加工1)、制輥核；選鋼、不銹鋼、黃銅、鋁、玻璃或玻璃鋼合成材料加工呈管狀，外表面采用噴砂工藝加工至粗糙度Ra為6.3～3.2；2)、涂覆陶瓷絕緣層；將輥核清理潔凈后，裝夾在回轉盤上，采用等離子噴涂裝置，將粒徑20～40μm、純度至少為98％的Al2O3粉末均勻噴涂在輥核外表面，噴涂厚度為180～220μm，冷卻、干燥；3)、涂覆陶瓷電發熱層；首先，將1cm寬的導電銅片設置在涂覆有管狀輥核兩端管口處陶瓷絕緣層之上；然后，采用9M等離子噴涂裝置將TiO2粉末均勻噴涂在陶瓷絕緣層、兩端導電銅片的外表面，噴涂時，氫氣流量控制在1L/min，室溫電阻在110～130Ω，噴涂厚度為320～380μm；干燥后，在兩端導電銅片上連接通電電極，達85～95℃后保溫4小時；最后，冷卻；4)、表面磨削；對陶瓷電發熱層的外表面進行磨削，至粗糙度Ra為0.80～0.025；制得。2.根據權利要求1所述的一種陶瓷涂層電加熱輥的加工方法，其特征在于，所述的TiO2粉末的重量組分為Ti029597%,Al2O3L51.8%,SiO2O.450.52%,P2O5O-400.45%,Fe2O3O.320.35%,K2OO.150.18%,Nb2O5O.130.18%,CaOO.110.16%、Na2OO.090.12%,ZrO2O.050.08%,MgOO.030.04%。全文摘要一種陶瓷涂層電加熱輥的加工方法。涉及一種發熱陶瓷材料加熱輥的加工方法。本發明的產品加熱方式非常簡便，加熱均勻、節能。主要加工步驟是1)制輥核；2)涂覆陶瓷絕緣層；3)涂覆陶瓷電發熱層；4)表面磨削；對陶瓷電發熱層的外表面進行磨削，至粗糙度Ra為0.80～0.025。它的特點是(1)由于輥體表面的加熱層較薄，可以減少熱容量，由此可以縮短加熱時間。(2)由于加熱層由陶瓷材料形成，剛性適度且耐磨，所以耐久性優良。(3)只需嚴格控制噴涂工藝，使得噴涂涂層均勻，即可保證加熱輥加熱均勻。制得的加熱輥的加熱方法可以有效解決其他加熱方式所需復雜輔助設備及加熱不均勻的問題，具有升溫快、節能、溫度均勻、環保安全等特點。文檔編號B05D1/12GK101811148SQ200910024499公開日2010年8月25日申請日期2009年2月25日優先權日2009年2月25日發明者張華,方偉,程雙才,蔣建敏,賀定勇,龔萬選申請人:揚州瘦西湖儀表有限公司