Im Herstellungsprozess vonIndustrierollenVerchromen ist eine gängige Oberflächenbehandlungstechnologie zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit von Industriewalzen. Die Chromschicht schützt die Walze nicht nur, sondern verbessert auch ihre Oberflächengüte. Trotz der vielen Vorteile des Verchromens eignen sich jedoch nicht alle Stahlsorten dafür. Die Wahl des falschen Stahls kann zu Prozessinstabilität, schlechter Beschichtungshaftung und sogar zu schwerwiegenden Leistungsproblemen führen.

In diesem Artikel wird detailliert erläutert, welche Stähle sich nicht zum Verchromen eignen und warum. Gleichzeitig wird im Hinblick auf die tatsächlichen Anforderungen von Industriewalzen erläutert, wie der richtige Stahl ausgewählt wird und welche Faktoren für optimale Ergebnisse beim Verchromen zu berücksichtigen sind.

Was bedeutet industrielle Walzenverchromung?

Bevor wir uns mit Stählen befassen, die sich nicht zum Verchromen eignen, müssen wir zunächst den grundlegenden Prozess und die Rolle der industriellen Walzenverchromung verstehen.

Prinzip der Verchromung von Industrierollen

Die industrielle Walzenverchromung ist ein galvanisches Verfahren, bei dem das Substrat (meist Stahl) in einen chromathaltigen Elektrolyten getaucht wird. Mithilfe von elektrischem Strom werden Chromionen auf der Stahloberfläche abgeschieden, wodurch eine dünne und dichte Chromschicht entsteht. Chrombeschichtungen bieten im Allgemeinen folgende Vorteile:

● Hohe Härte: Die Härte der Chromschicht ist extrem hoch, was die Verschleißfestigkeit von Industrierollen deutlich verbessern kann.

● Korrosionsbeständigkeit: Die Verchromungsschicht weist eine gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit auf, wodurch die Walze vor Schäden durch Chemikalien in der Umwelt geschützt werden kann.

● Oberfläche: Die Chrombeschichtung hat eine glatte Oberfläche, die den Reibungskoeffizienten verringert und es der Rolle ermöglicht, auch bei Hochgeschwindigkeitsbetrieb eine gute Leistung aufrechtzuerhalten.

Anwendung der Verchromung

Die Verchromung von Industriewalzen wird häufig in verschiedenen mechanischen Geräten eingesetzt, insbesondere in hochpräzisen und hochfesten Verarbeitungsbereichen wie Druck, Kunststoffverarbeitung und Stahlherstellung. Die verchromten Walzen halten nicht nur enormem physikalischen Druck stand, sondern behalten auch bei langfristiger Einwirkung rauer Arbeitsumgebungen wie hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und starker Korrosion ihre stabile Leistung.

Trotz der vielen Vorteile des industriellen Walzenverchromungsverfahrens eignen sich nicht alle Stähle für die Verchromung. Im Folgenden erläutern wir verschiedene Stahlsorten, die sich nicht für die Verchromung eignen, und die Gründe dafür.

Industriewalzen: Welche Stähle eignen sich nicht zum Verchromen?

Nicht zum Verchromen geeignete Stahlsorten:

1. Kohlenstoffstahl

2. Stahl mit hohem Schwefelgehalt

3. Stahl mit hohem Phosphorgehalt

4. Niedriglegierter Stahl

1. Industrierollen aus Kohlenstoffstahl

Kohlenstoffstahl ist ein Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt zwischen 0,6 % und 1,7 %. Dieser Stahl weist eine hohe Härte und Festigkeit auf und wird häufig zur Herstellung hochfester mechanischer Teile verwendet. Kohlenstoffstahl ist jedoch spröde und neigt zu Rissen oder Spalten.

Gründe, warum Kohlenstoffstahl nicht zum Verchromen geeignet ist

● Schlechte Haftung der Chromschicht: Aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts von Industriewalzen aus Kohlenstoffstahl ist die Matrixstruktur des Stahls dicht. Beim Verchromen haftet die Chromschicht nur schwer fest auf der Stahloberfläche, was leicht zum Ablösen oder Reißen der Beschichtung führen kann.

● Erhöhte Sprödigkeit: Kohlenstoffstahl selbst ist sehr spröde, und die Beschichtung nach der Verchromung kann dieses Problem noch verschlimmern. Unter extremer Belastung oder Temperaturschwankungen neigt die Chromschicht zum Abblättern oder teilweisen Reißen, was die Lebensdauer der Walze beeinträchtigt.

Aus diesem Grund ist Kohlenstoffstahl nicht zum Verchromen geeignet, insbesondere nicht in Situationen, in denen er häufigen Stößen und Vibrationen standhalten muss.

2. Industriewalze aus schwefelreichem Stahl

Schwefelreicher Stahl enthält ein schwefelreiches Element und wird üblicherweise als Automatenstahl verwendet. Der Vorteil von schwefelreichem Stahl liegt in seiner guten Verarbeitbarkeit und seiner Eignung für die Herstellung von Teilen, die viel Dreh- oder Fräsbearbeitung erfordern. Schwefelhaltiger Stahl führt jedoch zu einer Verschlechterung der Gesamtleistung des Stahls, insbesondere hinsichtlich Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Gründe, warum schwefelreicher Stahl nicht zum Verchromen geeignet ist

● Instabile Beschichtungsqualität: Schwefel ist ein schädliches Element, das die Stabilität des Verchromungsprozesses beeinträchtigt. Industrielle Walzen aus schwefelreichem Stahl neigen während des Verchromungsprozesses zu ungleichmäßiger Beschichtung, was zu instabiler Beschichtungsqualität und sogar Defekten wie Blasen und Vertiefungen führt.

● Erhöhte Korrosionsneigung: Das Vorhandensein von Schwefel verschlimmert die elektrochemische Korrosion von Stahl, bildet Korrosionslöcher oder Risse unter der Chromschicht und verringert die Korrosionsbeständigkeit der Walze.

Daher bietet hochschwefelhaltiger Stahl zwar Vorteile in bestimmten Verarbeitungsbereichen, eignet sich jedoch nicht als Trägermaterial für verchromte Industriewalzen.

3. Industriewalzen aus hochphosphorhaltigem Stahl

Phosphorreicher Stahl ist eine Stahlsorte mit hohem Phosphorgehalt, die üblicherweise zur Herstellung von Bauteilen mit hohen Zähigkeitsanforderungen verwendet wird. Phosphor kann die Härte und Festigkeit von Stahl erhöhen, verringert jedoch die Duktilität und Schweißeigenschaften von Stahl erheblich.

Gründe, warum sich hochphosphorhaltiger Stahl nicht zum Verchromen eignet

Versprödung der Chromschicht: Phosphor ist ein Element, das Stahl spröde macht. Phosphorreicher Stahl weist selbst eine gewisse Sprödigkeit auf, und eine Verchromung verschlimmert diese. Unter hoher Belastung und hohen Temperaturen neigt die Beschichtung von Industriewalzen zur Rissbildung.

● Instabiler Verchromungsprozess: Das Phosphorelement beeinträchtigt den Abscheidungsprozess der Verchromung, was zu einer unzureichenden Haftung der Beschichtung und einem leichten Ablösen oder Delaminieren der Beschichtung führt und die Lebensdauer und Funktion der Walze beeinträchtigt.

Daher ist phosphorreicher Stahl auch bei der Herstellung von Industrierollen, die eine Verchromung erfordern, keine geeignete Wahl.

4. Industrierollen aus niedriglegiertem Stahl

Niedriglegierter Stahl ist eine Stahlsorte mit geringen Legierungselementen (wie Chrom, Nickel, Molybdän usw.). Diese Stahlsorte weist eine gewisse Korrosions- und Verschleißfestigkeit auf und wird häufig in verschiedenen mechanischen Bauteilen verwendet. Die Zugabe von Legierungselementen beeinflusst jedoch die chemische Reaktion des Stahls während des Galvanisierungsprozesses.

Gründe, warum niedriglegierter Stahl nicht zum Verchromen geeignet ist

● Schlechte Haftung der Beschichtung: Die Legierungselemente in niedrig legiertem Stahl stören die elektrochemische Reaktion während des Verchromungsprozesses, was zu einer ungleichmäßigen Ablagerung von Chromionen auf der Stahloberfläche und einer verringerten Haftung der Beschichtung führt.

● Instabile Beschichtungsqualität: Niedrig legierter StahlIndustrierollenneigen während des Verchromungsprozesses zu ungleichmäßiger Beschichtung und Abblättern, was hauptsächlich auf die komplexe chemische Reaktion zwischen den Legierungselementen und den Chromaten in der Verchromungslösung zurückzuführen ist.

Daher sollte niedriglegierter Stahl auch dann sorgfältig ausgewählt werden, wenn eine Verchromung erforderlich ist.

Wie wählt man den richtigen Stahl zum Verchromen aus?

Um sicherzustellen, dass die Chromschicht auf Industriewalzen optimal funktioniert, ist die Wahl des richtigen Trägermaterials entscheidend. Bei der Stahlauswahl sind folgende Faktoren zu berücksichtigen:

Chemische Zusammensetzung von Stahl

Die chemische Zusammensetzung von Stahl hat direkten Einfluss auf den Verchromungsprozess. Durch die Wahl von kohlenstoff-, schwefel- und phosphorarmem Stahl können Qualitätsprobleme bei industriellen Walzenbeschichtungen wirksam vermieden werden. Im Allgemeinen weisen kohlenstoffarmer und mittelkohlenstoffreicher Stahl beim Verchromen eine gute Haftung und Beschichtungsqualität auf.

Mechanische Eigenschaften von Stahl

Bei der Auswahl von Stahl sollten auch dessen mechanische Eigenschaften wie Festigkeit, Zähigkeit und Duktilität berücksichtigt werden. Industrielle Walzenverchromung wird üblicherweise in Umgebungen mit hoher Belastung und hohen Temperaturen eingesetzt. Daher muss der Stahl eine ausreichende Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen, um sicherzustellen, dass die Beschichtung nicht aufgrund unzureichender Leistung des Grundmaterials reißt oder abblättert.

Einsatzumgebung und Belastungsbedingungen

Verschiedene industrielle Anwendungen stellen unterschiedliche Anforderungen an die Einsatzumgebung und Belastungsbedingungen von Industrierollen. Muss die Rolle bei hohen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit oder stark korrosiver Umgebung eingesetzt werden, muss ein Stahl mit guter Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit gewählt werden. Die mechanische Festigkeit des Stahls sollte ausreichend sein, um die Verchromung zu tragen.

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