纺纱机钢丝圈制造技术

一种纺纱机钢丝圈，其包括： 由硬钢丝或合金钢丝组成的基底材料； 设置在基底材料外边的氮化合物层； 设置在氮化合物层外边的硫化物层。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种纺纱机钢丝圈，更确切地说，涉及在纺纱机，例如在环锭纺纱机(环锭精纺机)或环锭捻丝机(环锭捻丝精纺机)中使用的纺纱机钢丝圈，其用一根硬钢丝或一根合金钢丝形成预定形状。JP 7-81216 B揭示一种钢丝构成的钢丝圈，该钢丝在渗氮气体环境中经氧氮化处理，以改善由于钢丝圈高速运转而产生的抗摩性，钢丝圈表面形成厚度5至30μm的氮化合物层。JP 61-446 B揭示一种结构，在该结构中为了改进与环锭的初始整合性，在与环锭接触的金属钢丝圈表面形成一种含二硫化钼的环氧树脂固体润滑剂涂层。一般说来，在环锭捻丝机中，当现有钢丝圈被新钢丝圈替换时，从开始操作环锭捻丝机直至其达到正常捻丝操作的最大纺纱速度，由于抓住钢丝圈造成纱线断头，使它不能正常运行。有鉴于此，为了提供一种在钢丝圈使用初期使钢丝圈在正确位置与环锭接触的轨迹(也即形成一个磨损部分)，一个磨合运行被执行，在磨合运行中，使用初期钢丝圈以低于正常的旋转速度(在正常捻丝操作时的旋转速度)运行，然后旋转速度逐渐增加。在如JP 7-81216 B中揭示的钢丝圈情况，改善抗摩性可由简单的增强钢丝圈表面硬度的方法来达到，与没有经过抗摩性处理的钢丝圈相比，形成适当工作表面后钢丝圈的运转寿命要长。然而，初始整合性却相当差，因此，为在钢丝圈上形成适当轨迹而进行的磨合运行所需时间也相当长。如同在JP 61-446 B中揭示的初始整合性已改善的钢丝圈情况一样，当它在高于20,000转/分超高速旋转情况使用时，必须实施长时间的磨合运行，这将导致生产率和可操作性的下降。在如JP 7-81216 B揭示的钢丝圈情况，超高速运转时整合性非常差，因而可能使纱线断头。因此，作为在20,000转/分以上高速使用的钢丝圈没有实际价值。因此，为了在超高速情况以稳定方式操作环锭纺纱机，不进行任何磨合运行允许钢丝圈在稳定位置运转所必不可少的轨迹能够形成，以及轨迹形成后钢丝圈滑动性能令人满意是重要的。一般说来，在环锭纺纱机中，当金属钢丝圈在金属环锭上滑动时损坏相对小些，尽管事实是当把一种特殊润滑材料加在钢丝圈和环锭之间滑动表面时，卷线不受影响。现在假定这是由于纱线的部分纤维(绒毛)被分离并进入钢丝圈的滑动表面，暂时形成一个润滑剂薄膜。该润滑剂薄膜一旦形成，由于钢丝圈的滑动从而逐渐消失，但是纤维重新进入滑动表面又形成一个润滑剂薄膜，该循环不断重复。另外，当钢丝圈的姿态不稳定时，形成的润滑剂薄膜容易分离，而在没有润滑剂薄膜的情况，钢丝圈的磨损加快。因此，为了减少磨合运行所需时间，钢丝圈必须在早期阶段就能以稳定姿态滑行。目前，如图8中所示的一个钢丝圈20是作为高速运转期间帮助加强姿态稳定性的钢丝圈来使用。与钢丝圈20配套的环锭21在其内侧具有一个直径向上减小的锥形表面21a，且在其上端具有一个弧形倾斜部分。另外，与将钢丝大体上弯成C字形状的钢丝圈不同，钢丝圈20用一根钢丝制成，展现出如图9A至9C所示扁平的矩形截面形状。它有一个能与环锭21的锥型表面21a滑动接触的平坦部分20a，因而大体为C字型的锁定部分20b连接到它的一端。图8是一个显示与此有关的钢丝圈20和环锭21之间关系的部分截面示意图。如图8所示，在纺纱操作期间，由于离心力的作用，所述钢丝圈20的平坦部分20a与环锭21的锥型表面接触；在纺纱操作停止期间，所述钢丝圈20的锁定部分20b与所述环锭21的外表面接触。图9A至9C是透视示意图，其中图9A显示钢丝圈20上已形成一个适当轨迹(磨擦轨迹)22；图9B显示由于过度地磨掉平坦部分20a所形成的轨迹22；而图9C则显示与环锭滑动接触的整个钢丝圈20已被过度磨掉的一种情况。用常规钢丝圈20，当纱锭以20,000转/分或20,000转/分以上旋转速度不执行任何磨合运行而进行纺纱操作时，状态如图9B和9C的结果所示，因而磨合运行是不可缺少的。当纱锭以25,000转/分或25,000转/分以上旋转速度执行超高速纺纱操作时，即使通过磨合运行在早期阶段形成合适的轨迹，由该钢丝圈决定的如图9B和9C所示的不适当的磨损也可能发生。另外这种钢丝圈可能造成纱线断头。更换钢丝圈必须同时在所有纱锭上进行。因为如果一个一个更换，就会在早期阶段开始磨损钢丝圈并造成纱线断头，对每次更换一个纱锭的磨合运行，可能必须降低纱锭的旋转速度，将导致生产率下降。因此当纱线断头频率达到某种程度时，必须同时换掉所有钢丝圈，包括还没有超过运转寿命的钢丝圈。因此当纱锭旋转速度高达25,000转/分或25,000转/分时，钢丝圈的更换周期相当短；在钢丝圈需要磨合运行的情况，这将导致生产率的降低和恼人的纱线断头控制。为了达到上述目的，按照本专利技术的第一个方面，提供一种用钢丝或合金丝形成一定形状的纺纱机钢丝圈，在其中基底材料上形成一个氮化合物层和一个硫化物层，使氮化合物层贴在基底材料一边。基底材料、氮化合物层或硫化物层之间的边界不一定清晰。基底材料变成氮扩散层，氮至少在靠近该层的外面部分扩散，并且在多数情况下，在氮化合物层和硫化物层之间的边界附近，硫化物成分在氮化合物层中扩散。在所述纺纱机钢丝圈中，硫化物层的硬度最低，氮化合物层的硬度最高。基底材料的硬度低于氮化合物层但高于硫化物层。当一个新钢丝圈使用时，在早期阶段不必执行磨合运行就在最外边的硫化物层形成适当的初始轨迹。当硫化物层被磨掉时，氮化合物层即与环锭接触。在这种情况下，与以前的技术相比，钢丝圈的滑动力减少了，使它能以更稳定的方式执行纺纱操作。结果，从开始使用它就能以期待的最高速度执行纺纱操作，并且能延长该钢丝圈的运转寿命。按照本专利技术的第二个方面，提供一种用钢丝或合金丝形成一定形状的纺纱机钢丝圈，在其中基底材料上形成一个氮化合物层和一个硫化物层，使氮化合物层贴在基底材料一边，并且在其中硫化物层的外表面形成一个固体润滑剂材料层。在所述纺纱机钢丝圈中，在该钢丝圈的最外层形成一个固体润滑剂材料层，摩擦系数就非常小。此外，它的硬度比硫化物层低得多(低一个或两个数量级)，因此在初始使用阶段该钢丝圈的整合性就得到改善，一个适当的轨迹在早期阶段形成且初始滑动性能进一步稳定。按照本专利技术的第三个方面，提供一个按照本专利技术第一方面的纺纱机钢丝圈，其中由硫氮化处理形成氮化合物层和硫化物层。在所述纺纱机钢丝圈中，能够容易地形成硬度合适的氮化合物层和硫化物层。按照本专利技术的第四个方面，提供一个按照本专利技术第三方面的纺纱机钢丝圈，其中硫氮化处理是气体硫氮化处理。在所述纺纱机钢丝圈中，与盐浴硫氮化处理比较，条件等等能更容易地改变，且不需要氰化物，因而无须处理毒性物质氰，使得它不必进行氰的处理操作。另外，如附图说明图1B所示，该钢丝圈11由一根硬钢丝、一个氮化合物层13和一个硫化物层14组成的基底材料12构成，使氮化合物层13贴在基底材料12一边。氮化合物层13和硫化物层14由在原料钢丝圈上进行硫氮化处理形成。因此基底材料12和氮化合物层13之间的边界，以及氮化合物层13和硫化物层14之间的边界不必清晰。氮被扩散至少进入基底材料12靠近其外围的部分形成氮扩散层，而进入钢丝圈11环芯的情况则取决于该钢丝圈的厚度。另外，在氮化合物层13和硫化物层14之间的边界附近，硫的成分扩散进氮化合物层中。该钢丝圈的厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：清木和夫，前田浩司，
申请(专利权)人：株式会社丰田自动织机，
类型：发明
国别省市：