In der modernen industriellen Produktionverchromte Rollenwerden in vielen Bereichen eingesetzt, beispielsweise in der Druckerei, Textilindustrie, Papierherstellung, Folienproduktion und Stahlherstellung. Der Grund für die weite Verbreitung von verchromten Walzen liegt vor allem in der hohen Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, hervorragenden Härte und Oberflächengüte ihrer Verchromungsschicht. Trotz dieser Vorteile können verchromte Walzen im praktischen Einsatz jedoch reißen und abfallen. Dies beeinträchtigt nicht nur die Produktionseffizienz, sondern erhöht auch die Wartungs- und Austauschkosten.

Dieser Artikel analysiert detailliert die Hauptgründe für die Rissbildung in der Chromschicht von industriell verchromten Walzen. Durch das Verständnis dieser Gründe können Unternehmen wirksame Maßnahmen ergreifen, um die Lebensdauer verchromter Walzen zu verlängern und unnötige Produktionsverluste zu reduzieren.

Verchromte Walze: Was sind die Gründe für das Reißen der Chromschicht?

Risse in der Chromschicht gehören zu den häufigsten Fehlern bei industriell verchromten Walzen. Dieses Phänomen ist in der Regel das Ergebnis des Zusammenwirkens mehrerer Faktoren, vor allem mechanischer und thermischer Belastung, der Materialqualität und der Verarbeitungstechnologie.

Mechanische Beanspruchung

Mechanische Belastung ist einer der Hauptgründe für die Rissbildung in der Verchromungsschicht. Im praktischen Einsatz sind verchromte Walzen häufig hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt, insbesondere in hochintensiven Arbeitsumgebungen. Die Ansammlung mechanischer Belastungen kann zu Mikrorissen oder großflächigen Rissen in der Verchromungsschicht führen.

Quellen mechanischer Belastung:

● Druck beim Walzenbetrieb: Industrielle verchromte Walzen werden üblicherweise in Prozessen wie Kalandrieren und Walzen eingesetzt. Dabei ist die Walzenoberfläche oft hohem Druck ausgesetzt. Ist der Druck ungleichmäßig oder überschreitet er die Toleranz der Chromschicht, reißt die Oberflächenbeschichtung aufgrund der übermäßigen Kompression.

● Reibung zwischen der Walze und dem verarbeiteten Material: In einigen Umgebungen mit hoher Reibung kann die Reibung zwischen der verchromten Walze und dem verarbeiteten Material dazu führen, dass die Oberfläche der Chromschicht zu schnell verschleißt, was zu Spannungskonzentrationen und schließlich zu Rissen führt.

● Vibrationen und Stöße: Die Walze ist während des Betriebs unvermeidlich äußeren Vibrationen und Stößen ausgesetzt. Wenn die Vibrationsfrequenz zu hoch oder die Aufprallkraft zu groß ist, kann die Chromschicht solchen Spannungsänderungen nicht standhalten und neigt zu Ermüdungsrissen.

Thermische Belastung

Während des industriellen Produktionsprozesses durchlaufen verchromte Walzen häufig mehrere thermische Zyklen. Die drastischen Temperaturschwankungen führen zu thermischer Spannung in der Chromschicht. Insbesondere bei hohen Temperaturen ist thermische Spannung eine wichtige Ursache für Risse in der Chromschicht.

Entstehung thermischer Spannungen:

● Häufiger Wechsel von Heizen und Kühlen: Beim Betrieb verchromter Walzen dehnt sich die Chromschicht auf der Walzenoberfläche durch den wiederholten Wechsel von Heizen und Kühlen aus und zieht sich zusammen. Aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der Chromschicht und des Substrats führt diese ungleichmäßige Ausdehnung und Kontraktion dazu, dass sich die thermische Spannung auf der Oberfläche der Chromschicht konzentriert, was mit der Zeit zu Rissen führt.

● Erhöhte Sprödigkeit der Chromschicht in einer Umgebung mit hohen Temperaturen: Unter hohen Temperaturen verringert sich die Zähigkeit der Chromschicht und sie wird spröder. Wenn nicht rechtzeitig eine wirksame Kühlung oder ein wirksamer Schutz erfolgt, neigt die Chromschicht zur Rissbildung.

● Übermäßiger Temperaturunterschied: Wenn die Walze in einer Umgebung mit hohen Temperaturen arbeitet und schnell abkühlt, verstärkt der Temperaturunterschied die Spannungsansammlung in der Chromschicht und führt leicht zu Rissbildung. Insbesondere in der Produktionslinie verschlimmern schnelle Temperaturwechsel oder der direkte Kontakt mit Kühlmittel dieses Phänomen.

Probleme mit der Substratqualität

Die Qualität des Substrats der verchromten Walze wirkt sich auch direkt auf die Lebensdauer der Verchromungsschicht aus. Wenn die Qualität des Substrats nicht dem Standard entspricht, ist es schwierig, Risse zu vermeiden, selbst wenn die Verchromungsschicht selbst sehr stark ist.

Der Einfluss des Substrats auf die Rissbildung der Chromschicht:

● Die Oberflächenrauheit des Substrats ist unzureichend: Vor dem Verchromen muss die Oberfläche des Substrats sehr fein geschliffen und poliert werden. Bei unzureichender Oberflächenrauheit ist die Bindungskraft zwischen der Chromschicht und dem Substrat gering, und die Chromschicht neigt während des Gebrauchs aufgrund mikroskopischer Oberflächendefekte des Substrats zur Rissbildung.

● Unzureichende Substrathärte: Wenn die Substrathärte der verchromten Walze nicht ausreicht, neigt das Substrat bei großer mechanischer Belastung zur Verformung, und diese Verformung wird durch die Chromschicht sichtbar, was zu Oberflächenrissen führt.

● Ungleichmäßiges Substratmaterial: Einige Substratmaterialien für verchromte Walzen weisen Verunreinigungen oder eine ungleichmäßige Materialverteilung auf, die bei Belastung des Substrats zu Spannungskonzentrationen führen und leicht Risse auf der Oberfläche der Chromschicht verursachen.

Probleme beim Verchromungsprozess

Die Qualität des Verchromungsprozesses bestimmt direkt die Haltbarkeit und Lebensdauer der Verchromungsschicht. Wenn der Verchromungsprozess nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, können leicht Probleme wie ungleichmäßige Dicke und unzureichende Bindung der Verchromungsschicht auftreten, was zu Rissen führt.

Häufige Probleme beim Verchromungsprozess von verchromten Walzen:

● Ungleichmäßige Dicke der Chromschicht: Wenn während des Verchromungsprozesses die Dicke der Chromschicht nicht gleichmäßig kontrolliert wird, neigen die schwachen Teile der Oberfläche dazu, bei Belastung zuerst zu reißen, was zu Rissen in der gesamten Chromschicht führt.

● Schwache Bindung zwischen der Chromschicht und dem Substrat: Die unzureichende Bindung zwischen der Chromschicht und dem Substrat kann auf eine unsachgemäße Substratbehandlung oder Probleme mit der Formel der Chromlösung zurückzuführen sein. Dies führt dazu, dass sich die Chromschicht bei äußerer Belastung leicht ablöst oder reißt.

● Ungleichmäßige Stromdichte beim Galvanisieren: Wenn die Stromdichte beim Verchromen ungleichmäßig ist, kann dies leicht zu einer inkonsistenten Beschichtungsqualität führen, was zu Spannungskonzentrationen und einem erhöhten Rissrisiko führt.

Umweltkorrosion

Obwohl die Chrombeschichtung eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, kann die Korrosionsbeständigkeit der Chrombeschichtung in einigen extremen Umgebungen, insbesondere bei längerer Einwirkung starker Säuren, starker Basen oder anderer korrosiver Medien, allmählich nachlassen, was zu Rissen in der Chrombeschichtung führt.

Auswirkungen von Korrosion auf die Verchromung:

● Chemische Korrosion: Wenn die verchromte Walze über einen längeren Zeitraum starken Säuren, starken Basen und anderen chemischen Substanzen ausgesetzt ist, kann die Oberfläche der Chrombeschichtung allmählich chemisch reagieren, was zur Zerstörung der Beschichtungsstruktur und zur Rissbildung führt.

● Elektrochemische Korrosion: Wenn die Chromschicht und andere Metallteile über einen längeren Zeitraum in Kontakt sind, kann es zu elektrochemischer Korrosion kommen, die zu einem teilweisen Ablösen oder Reißen der Chromschicht führt.

Verschleiß während der Nutzung

Bei langfristiger, intensiver Nutzung nutzt sich die Chromschicht der verchromten Walze aufgrund der ständigen Reibung mit dem verarbeiteten Material allmählich ab. Sobald die Chromschicht dünner oder stark abgenutzt ist, können Risse auf der Oberfläche entstehen. Insbesondere in einer Arbeitsumgebung mit hoher Belastung reißen die schwachen Bereiche nach dem Verschleiß zuerst.

Verchromte Walze: Wie kann verhindert werden, dass die Chromschicht reißt?

Nachdem Sie die Hauptursachen für Risse in der Verchromung verstanden haben, ist es wichtig, dieses Problem zu vermeiden. Im Folgenden finden Sie einige wirksame Präventionsmaßnahmen:

1. Kontrollieren Sie den Arbeitsdruck und die Spannungsverteilung angemessen: Stellen Sie sicher, dass der Druck der verchromten Rollenlager während des Betriebs innerhalb des Auslegungsbereichs liegt und vermeiden Sie Spannungskonzentrationen.

2. Kontrollieren Sie Temperaturänderungen: Vermeiden Sie schnelles Erhitzen oder Abkühlen, minimieren Sie Temperaturunterschiede und verringern Sie die Entstehung von thermischem Stress.

3. Verbessern Sie die Substratqualität: Wählen Sie hochwertige Substrate aus, stellen Sie sicher, dass die Härte und Oberflächenbehandlung des Materials den Anforderungen entsprechen, und vermeiden Sie Materialfehler.

4. Verbessern Sie den Verchromungsprozess: Sorgen Sie für eine gleichmäßige Dicke der Verchromungsschicht, verbessern Sie die Genauigkeit und Stabilität der Galvanisierungsausrüstung und stellen Sie die Bindungsstärke zwischen der Verchromungsschicht und dem Substrat sicher.

5. Regelmäßige Inspektion und Wartung: Überprüfen Sie regelmäßig den Oberflächenzustand derverchromte Rolle, kleine Risse oder Abnutzungserscheinungen umgehend erkennen und beheben, um eine Verschlimmerung der Probleme zu vermeiden.

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