۱. مقدمه

در بسیاری از صنایع مانند نساجی، چاپ، نورد فولاد، پلیمر، کاغذسازی و بسته‌بندی، غلطک‌ها نقش حیاتی در انتقال، فشار، حرارت‌دهی و شکل‌دهی مواد دارند. در این فرآیندها دماهای بالا، سایش، چسبندگی مواد، ضربه‌های حرارتی و خوردگی وجود دارد که موجب خرابی سریع غلطک‌ها می‌شود. به همین دلیل، پوشش‌دهی (روکش‌گذاری) غلطک با مواد مقاوم به حرارت ضروری است تا عمر قطعه را افزایش داده و کیفیت محصول را حفظ کند.

۲. اهمیت روکش‌های مقاوم به حرارت

روکش‌های مقاوم به حرارت وظایف زیر را بر عهده دارند:

✔️ حفاظت غلطک در برابر دمای بالا
✔️ کاهش سایش و خوردگی
✔️ جلوگیری از چسبیدن مواد به سطح
✔️ بهبود انتقال حرارت یا عایق‌سازی کنترل‌شده
✔️ افزایش عمر تجهیز

بدون روکش مناسب، هزینه تعمیرات، توقف خط و کیفیت پایین محصول افزایش می‌یابد.

۳. خواص کلیدی مواد مقاوم به حرارت

برای انتخاب صحیح مواد لازم است با خواص زیر آشنا باشیم:

۴. انواع مواد روکش ضدحرارت

۴-۱. سیلیکون (Silicone)

سیلیکون یکی از معمول‌ترین مواد برای روکش غلطک‌های با حرارت متوسط تا بالا است.

ترکیب: زنجیره‌های سیلیکونی (Si–O) با گروه‌های آلی جانبی
حد تحمل دما: حدود ۲۰۰–۳۰۰ °C (بسته به فرمولاسیون)

خواص:

• انعطاف‌پذیری بالا در دماهای پایین و بالا
• پایداری حرارتی قابل‌قبول
• مقاومت در برابر اکسیداسیون و عوامل جوی
• سطح نسبتاً لغزنده
• فرآیند اعمال آسان (ریخته‌گری، پوشش اسپری)

معایب:

• مقاومت مکانیکی کمتر نسبت به برخی پلیمرهای خاص
• هزینه نسبتاً بالا در فرمولاسیون‌های ویژه

کاربردها:

• خطوط چاپ حرارتی
• انتقال فیلم‌های پلاستیکی
• تسمه‌های نقاله گرم

۴-۲. لاستیک‌های فلوئوروپلیمر (مانند FKM, FEPM)

این گروه شامل مواد از خانواده‌ی فلوروکربن‌ها است که مقاومت شیمیایی و حرارتی بسیار بالایی دارند.

حد تحمل دما: تا حدود ۲۵۰–۳۰۰ °C

مزایا:

• مقاومت عالی در برابر روغن‌ها، حلال‌ها و مواد شیمیایی
• پایداری حرارتی بالا
• مقاومت سایشی بهتر از سیلیکون

معایب:

• سخت‌تر و گاهی شکننده‌تر از سیلیکون
• هزینه بالا

کاربردها:

• صنایع نفت و گاز
• خطوط فرآوری شیمیایی
• کاربردهایی که تماس با مواد روغنی/خورنده زیاد است

۴-۳. اپوکسی‌ها و رزین‌های ویژه

اپوکسی‌های خاص و رزین‌های گرماسخت می‌توانند در دماهای بالا پایدار باشند، به خصوص زمانی که با مواد تقویت‌کننده همراه می‌شوند (مانند الیاف یا نانوذرات).

خواص:

• مقاومت مکانیکی بسیار بالا
• چسبندگی خوب به سطح فلز
• می‌توانند با افزودنی‌های سرامیکی برای مقاومت حرارتی بهتر تقویت شوند

معایب:

• شکنندگی در دماهای خیلی بالا
• نیاز به فرایند پخت دقیق

کاربردها:

• روکش‌های سخت صنعتی
• سطوحی که تحت فشار زیاد و حرارت متوسط هستند

۴-۴. سرامیک‌ها و پوشش‌های سرامیکی

پوشش‌های سرامیکی از مواد غیرفلزی کریستالی یا آمورف تشکیل می‌شوند.

نمونه‌ها: اکسید آلومینیوم (Al₂O₃)، زیرکونیا (ZrO₂)، کاربید سیلیکون (SiC) و غیره.
حد تحمل دما: بیشتر از ۸۰۰ °C تا بیش از ۱۲۰۰ °C

خواص:

• مقاومت بسیار بالا در دما
• سختی و مقاومت سایشی عالی
• عایق حرارتی قوی

معایب:

• شکنندگی
• چسبندگی ضعیف بدون زیرلایه مناسب
• هزینه بالای اعمال (پاشش پلاسمایی، لیزری، CVD/PVD)

کاربردها:

• صنایع فولاد (نورد گرم)
• ریخته‌گری پیوسته
• سطوح فرآوری دماهای بسیار بالا

۴-۵. PTFE (تفلون)

PTFE یک پلیمر بسیار مقاوم با ضریب اصطکاک بسیار پایین است.

حد تحمل دما: تا حدود ۲۶۰ °C

مزایا:

• ضریب اصطکاک بسیار کم (چسبندگی کم)
• مقاومت شیمیایی بالا
• مناسب خطوطی با مواد چسبناک

معایب:

• مقاومت مکانیکی متوسط
• هزینه بالا
• اعمال و چسباندن نیازمند چسب‌های ویژه

کاربردها:

• نوارهای انتقال مواد چسبناک
• سطوح تماس با پوشش‌های حساس

۴-۶. آلیاژهای فلزی خاص

در برخی موارد، روکش غلطک از آلیاژهای فلزی مقاوم به حرارت مانند:

✔️ فولادهای دیرگداز
✔️ نیکل-کروم
✔️ کوبالت-بیس

این‌ها معمولاً در شرایطی استفاده می‌شوند که ضریب انتقال حرارت بالا، استحکام مکانیکی زیاد و پایداری ابعادی اهمیت داشته باشند. اما معمولاً به عنوان روکش‌های تک‌لایه استفاده نمی‌شوند و بیشتر در ساخت بدنه‌ی غلطک یا زیرلایه‌های تقویت‌کننده به کار می‌روند.

۵. مقایسه جامع مواد

در جدول زیر مقایسه‌ای از خواص مهم این مواد آورده شده است:

۶. انتخاب مناسب با توجه به کاربرد

برای انتخاب مناسب باید موارد زیر را در نظر گرفت:

1. دامنه دمایی عملیاتی
2. نوع بار مکانیکی و فشار
3. وجود مواد خورنده یا سایش‌زا
4. ضرورت کاهش چسبندگی مواد
5. هزینه و قابلیت نگهداری

مثال‌های انتخاب:

🔹 صنایع چاپ حرارتی: سیلیکون یا PTFE به دلیل ضریب اصطکاک کم
🔹 کاربردهای شیمیایی: FKM به دلیل مقاومت در برابر حلال‌ها
🔹 نورد گرم فولاد: پوشش‌های سرامیکی یا آلیاژهای دیرگداز
🔹 نقاله انتقال مواد چسبناک: PTFE

۷. فرآیندهای اعمال روکش

هر نوع ماده نیاز به روش‌های مناسب روکش‌گذاری دارد:

۸. نکات طراحی و عیب‌یابی

نکات طراحی

✔️ ضخامت روکش باید بهینه باشد (زیاد ضخیم = ترک، خیلی نازک = عمر کم)
✔️ زیرلایه باید تمیز، زبر و آماده باشد
✔️ انطباق ضریب انبساط حرارتی مواد و زیرلایه مهم است

عیب‌های رایج و راه‌حل‌ها

🔴 ترک‌های حرارتی: ناشی از اختلاف انبساط → انتخاب ماده با انبساط نزدیک‌تر
🔴 پوسته شدن روکش: ضعف چسبندگی → آماده‌سازی سطح بهتر
🔴 سایش سریع: انتخاب ماده نامناسب یا ضخامت کم → استفاده از سرامیک یا افزایش ضخامت

۹. نتیجه‌گیری

روکش غلطک‌های مقاوم به حرارت نقش بسیار مهمی در صنایع دارند. انتخاب ماده مناسب نیازمند شناخت دقیق شرایط کاری، خواص مواد و فنون اعمال روکش است. از سیلیکون و PTFE برای دماهای متوسط تا از پوشش‌های سرامیکی برای دماهای بسیار بالا استفاده می‌شود. هر ماده مزایا و معایب خاص خود را دارد و انتخاب صحیح می‌تواند عمر تجهیز و کیفیت محصول را به طور چشمگیری افزایش دهد.

۱۰. جدول خلاصه مواد

برای کسب اطلاعات بیشتر و یا ثبت سفارش می توانید با ما در تماس باشید