Mit Wolframkarbid beschichtete Industriewalzenspielen in der modernen Fertigungs- und Verarbeitungsindustrie eine unverzichtbare Rolle. Die Dicke und Qualität der Beschichtung wirken sich direkt auf die Lebensdauer, Verschleißfestigkeit und Arbeitsleistung der Walze aus. Die Wolframkarbidbeschichtung ist derzeit die am weitesten verbreitete Oberflächenbehandlungstechnologie für Industriewalzen. Aufgrund seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohen Härte wird es häufig in der Schwerindustrie, der chemischen Industrie, der Druckindustrie, der Metallurgieindustrie und anderen Bereichen eingesetzt.

In diesem Artikel werden die Dicke einer Wolframkarbidbeschichtung, die Faktoren, die sich auf die Dicke auswirken, die Wahl der geeigneten Beschichtungsdicke und die Auswirkungen der Dicke auf die Leistung von Industriewalzen untersucht, um das Funktionsprinzip und die Bedeutung von Beschichtungswalzen für Industrieanwendungen mit Wolframkarbid besser zu verstehen.

Was ist eine Wolframkarbidbeschichtung?

Wolframkarbidbeschichtung ist eine Hartlegierungsbeschichtung, deren Hauptbestandteile Verbindungen aus Wolfram und Kohlenstoff sind. Wolframkarbid hat die chemische Formel WC und weist eine extrem hohe Härte auf, die fast mit Diamant vergleichbar ist. Zudem weist es eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf. Durch die Beschichtung der Oberfläche von Industriewalzen mit Wolframkarbid kann die Oberflächenhärte der Walze erheblich verbessert werden, wodurch ihre Lebensdauer verlängert und ihre Korrosionsbeständigkeit verbessert wird.

Wolframkarbidbeschichtungen werden üblicherweise durch ein thermisches Spritzverfahren aufgebracht. Bei diesem Verfahren wird Wolframkarbidpulver bei hoher Temperatur geschmolzen und mit sehr hoher Geschwindigkeit auf die Oberfläche der Walze gesprüht. Die Beschichtung baut sich allmählich auf und bildet eine gleichmäßige und dichte Schutzschicht, die der Walze einen hervorragenden Oberflächenschutz bietet.

Was ist die Standarddicke von Wolframkarbidbeschichtungen?

Die Dicke von Wolframkarbidbeschichtungen liegt üblicherweise zwischen 50 Mikrometer (0,05 mm) und 500 Mikrometer (0,5 mm), je nach Anwendungsszenario, Arbeitsumgebung und Nutzungsanforderungen der Walze. Die Wahl der Beschichtungsdicke muss die Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit und andere Arbeitseigenschaften der Walze berücksichtigen.

● Dünne Beschichtung (50–150 Mikrometer): Dünne Beschichtungen werden hauptsächlich für leicht oder mittelbelastete Industriewalzen verwendet. Diese Walzen arbeiten normalerweise in einer Umgebung mit geringer Reibung und geringer Belastung, sodass sie keine zu dicke Schutzschicht benötigen. Der Vorteil einer dünnen Beschichtung besteht darin, dass sie kostengünstig ist und eine hohe Oberflächengüte beibehalten kann, was für einige Feinverarbeitungsbereiche wie Druckwalzen, Beschichtungswalzen usw. geeignet ist.

● Mittlere Beschichtung (150–300 Mikrometer): Mitteldicke Wolframkarbidbeschichtungen werden häufig in Anwendungen verwendet, bei denen ein Gleichgewicht zwischen Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit erforderlich ist. Diese Art der Beschichtung wird häufig bei Stahlwalzen in der metallurgischen Industrie, Kalanderwalzen in der Papierindustrie usw. verwendet. Diese Walzen müssen in einer Umgebung mit hohem Verschleiß arbeiten, und die mittlere Dicke der Beschichtung kann ausreichenden Schutz bieten, ohne die Arbeitsgenauigkeit der Walze zu beeinträchtigen.

● Dicke Beschichtung (300–500 Mikrometer): Dicke Beschichtungen werden im Allgemeinen für Industrierollen mit hoher Belastung und in extremen Umgebungen verwendet. Zum Beispiel Rollen in Bergbaumaschinen oder Rollen, die zum Umgang mit ätzenden Chemikalien verwendet werden. Diese Art der Beschichtung weist eine extrem hohe Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit auf, was die Lebensdauer der Rolle erheblich verlängern kann, aber auch die Herstellungskosten erhöht.

Was sind die Auswahlkriterien für die Dicke von Wolframkarbid-Beschichtungen?

Arbeitsbedingungen und Verschleißgrad

Die Arbeitsbedingungen der Walze sind der wichtigste Faktor bei der Bestimmung der Beschichtungsdicke. Wenn die Walze hoher Reibung oder häufigem Kontakt mit rauen, harten Materialien ausgesetzt ist, kann eine dickere Wolframkarbidbeschichtung den Verschleiß besser verzögern und die Lebensdauer verlängern. Bei einigen Anwendungen mit hoher Belastung und hohem Verschleiß ist eine Wolframkarbidbeschichtung mit einer Dicke von fast 500 Mikrometern die idealere Wahl.

Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit

Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Dicke der Beschichtung und der Oberflächenbeschaffenheit. In einigen Branchen, die eine extrem hohe Oberflächenglätte erfordern, wie z. B. in der Druck- und Beschichtungsindustrie, muss die Oberflächenbeschaffenheit der Walze auf einem bestimmten Niveau gehalten werden. Solche Walzen verwenden normalerweise eine dünnere Wolframkarbidbeschichtung, um eine flache und glatte Oberfläche ohne die raue und unebene Oberfläche zu gewährleisten, die durch dicke Beschichtungen verursacht wird.

Korrosive Umgebung

Wenn sich die Industriewalze in einer stark korrosiven Umgebung befindet (z. B. in Chemiewerken, Papierfabriken usw.), muss die Wolframkarbidbeschichtung nicht nur Verschleißschutz, sondern auch Korrosionsbeständigkeit bieten. Dickere Beschichtungen können einen stärkeren Korrosionsschutz für die Walze bieten, um vorzeitige Ausfälle durch Korrosion zu vermeiden.

Betriebstemperatur

Wenn Industrierollen bei hohen Temperaturen arbeiten, beeinflusst der Wärmeausdehnungskoeffizient des Materials die Haftung der Beschichtung. Dünnere Beschichtungen bieten eine bessere Haftung und Stabilität bei hohen Temperaturen, während dickere Beschichtungen unter extremen Hitzebedingungen abblättern oder reißen können. Daher benötigen Industrierollen, die in Hochtemperaturumgebungen verwendet werden, normalerweise eine Wolframkarbidbeschichtung mittlerer Dicke, um eine lang anhaltende Leistung zu gewährleisten.

Welchen Einfluss hat die Beschichtungsdicke auf die Leistung der Walze?

Der Unterschied in der Beschichtungsdicke wirkt sich nicht nur auf die Verschleißfestigkeit und Lebensdauer der Walze aus, sondern auch auf ihre Gesamtleistung. Im Folgenden sind die Haupteffekte der Dicke der Wolframkarbidbeschichtung auf die Leistung industrieller Walzen aufgeführt:

Verschleißresistenz

Wolframkarbidhat eine extrem hohe Härte und die Verschleißfestigkeit der Walze nimmt mit zunehmender Beschichtungsdicke deutlich zu. Bei Anwendungen mit hoher Reibung und hohem Verschleiß können dicke Beschichtungen die Verschleißrate der Walze wirksam verringern und die Häufigkeit des Austauschs und der Wartung reduzieren. Bei einigen Anwendungen mit strengen Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit können zu dicke Beschichtungen jedoch zu unnötiger Oberflächenrauheit führen, sodass ein Gleichgewicht zwischen Verschleißfestigkeit und Oberfläche gefunden werden muss.

Schlagfestigkeit

Obwohl Wolframkarbid eine hohe Härte aufweist, ist es relativ spröde. In einer Umgebung mit starken Stößen können zu dicke Beschichtungen reißen oder abfallen. Daher werden in Situationen, in denen eine hohe Schlagfestigkeit erforderlich ist, normalerweise keine extrem dicken Beschichtungen ausgewählt, sondern die Beschichtungsdicke wird angepasst, um die Schlagfestigkeit zu verbessern.

Oberflächenbeschaffenheit

Die Dicke der Beschichtung wirkt sich direkt auf die Oberflächenbeschaffenheit der Walze aus. Dünne Beschichtungen sind in der Regel glatter und für industrielle Anwendungen geeignet, die eine hohe Oberflächenqualität erfordern, während dickere Beschichtungen während des Beschichtungsauftrags kleinere Unebenheiten erzeugen können, die wiederum die Oberflächenbeschaffenheit beeinträchtigen. Daher werden für Anwendungsszenarien mit hohen Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit in der Regel dünnere Beschichtungen gewählt.

Korrosionsbeständigkeit

Wolframkarbidbeschichtungen weisen nicht nur eine hervorragende Verschleißfestigkeit, sondern auch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Je dicker die Beschichtung, desto besser verhindert sie das Eindringen von Chemikalien in das Walzensubstrat und verlängert so die Lebensdauer der Walze. Insbesondere in industriellen Umgebungen mit korrosiven Gasen oder Flüssigkeiten wie Chemikalien und Arzneimitteln sind dickere Wolframkarbidbeschichtungen ideal für den Korrosionsschutz.

Wie lässt sich die Dicke einer Wolframkarbidbeschichtung bestimmen?

Die Dicke von Wolframkarbidbeschichtungen muss während der Produktion und Verwendung streng geprüft und kontrolliert werden, um sicherzustellen, dass sie den Anforderungen spezifischer Anwendungen entspricht. Zu den gängigen Nachweismethoden gehören die folgenden:

Magnetinduktive Dickenmessung

Die magnetische Induktionsdickenmessung ist eine gängige berührungslose Dickenerkennungsmethode, die sich hauptsächlich für die Dickenerkennung von Beschichtungen auf magnetischen Substraten eignet. Durch Messen der Änderung des magnetischen Widerstands zwischen der Beschichtung und dem Substrat kann die Dicke der Beschichtung schnell und genau ermittelt werden.

Ultraschall-Dickenmessung

Die Ultraschalldickenmessung ist eine zerstörungsfreie Messmethode, die sich zur Dickenerkennung verschiedener Substrate und Beschichtungen eignet. Durch Aussenden von Ultraschallwellen kann die Sonde nach Empfang der reflektierten Welle die Dicke der Beschichtung genau berechnen. Diese Methode wird häufig zur Messung der Beschichtungsdicke von Industriewalzen verwendet. Insbesondere bei dicken Beschichtungen weist diese Methode eine extrem hohe Messgenauigkeit auf.

Mikroskopie

Die Mikroskopie ist eine zerstörende Prüfmethode, bei der die Dicke der Beschichtung unter einem Mikroskop untersucht wird, nachdem die Beschichtungsprobe geschnitten wurde. Diese Methode ist sehr genau, wird jedoch aufgrund ihrer zerstörenden Natur normalerweise nur bei Labortests oder zur Qualitätskontrolle verwendet.

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