CH670455A5

CH670455A5 -

Info

Publication number: CH670455A5
Application number: CH21/86A
Authority: CH
Inventors: Ritsuji Nakamura
Original assignee: Kanai Juyo Kogyo Kk
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1986-01-07
Publication date: 1989-06-15
Also published as: JPH0615726B2; DE3600570A1; US4696080A; GB8600165D0; GB2180269A; JPS61160426A; GB2180269B

Description

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen in Spinnmaschinen usw. verwendbaren Metalldraht und auf ein Verfahren zu' dessen Herstellung.

Die üblichen Metalldrähte 1 für Spinnmaschinen, die aus gehärtetem gezogenem Stahldraht oder einem solchen Draht aus Stahllegierungen hergestellt sind, besitzen ein abschreckungsgehärtetes Gebiet 2a am Oberteil jedes Zahnes (etwa 20 bis 50% der Zahnhöhe h) eines gezahnten Bereiches 2, siehe Fig. 5A und 5B, damit sich der gezahnte Bereich 2 bei Reibungsberührung mit Fasern nicht leicht abnutzt. Die Abschreckungshärtung wird nach dem Verfahren der Hammabschreckung erzielt. Unter den erschwerten Arbeitsverhältnissen in Spinnereien, die sich in den letzten Jahren entwickelt haben, ist ein höherer Abriebwiderstand der Metalldrähte erforderlich. Damit dieses Erfordernis erzielt werden kann, gibt es jetzt Metalldrähte, die stark gehärtet sind und ein vergrössertes abschreckungsgehärtetes Gebiet 2a aufweisen, siehe Fig. 6. Wenn man jedoch das Flammhärten weiter ausdehnt, so erreicht das gehärtete Gebiet den Zahngrund 3, wobei das gehärtete Gebiet 2a vom Oberteil des Zahnes 2 bis zum unteren Teil des Zahngrundes 3 reicht. Dadurch wird die Härte des Zahngrundes 3 grösser, und dadurch wird es schwierig, den Metalldraht um eine Walze aufzurollen, und es tritt auch eine Rissbildung am Z!ahngrund 3 ein, wodurch der Metalldraht bricht.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten Metalldrähte in Spinnmaschinen zu vermeiden und einen Draht zu schaffen, der eine grosse Härte (mit Ausnahme am Zahngrund), eine verbesserte Abriebfestigkeit, eine längere Betriebsdauer und eine verlängerte Standzeit bis zum Nachschleifen aufweist, und es soll auch ein Verfahren zur Herstellung der Metalldrähte angegeben werden.

Der erfindungsgemässe Metalldraht für Spinnmaschinen ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus gehärtetem gezogenem Stahldraht oder einem solchen aus einer Stahllegierung besteht und über das gesamte Gebiet der Zähne abschreckungsgehärtet ist, mit Ausnahme eines Bereiches am Zahngrand.

Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Metalldrahtes ist dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Zahnbereich mit Ausnahme des Zahngrundes dadurch abschrek-kungsgehärtet wird, dass man Laserstrahlen auf im wesentlichen den Zentralbereich der Seiten der Zähne einwirken lässt und diese erhitzt und abschreckt.

Eine Grenzzone am unteren Teil des abschreckungsgehärteten Gebietes hat insbesondere die Form eines im wesentlichen nach unten gerichteten Kreisbogens; sie kann aber auch im wesentlichen linear verlaufen.

Die Art und Vorteile der vorliegenden Erfindung versteht man besser anhand der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung, in der darstellen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Hauptteiles des Metalldrahtes für eine Spinnmaschine gemäss Ausfuhrungsform 1 der vorliegenden Erfindung mit einem abschreckungsgehärteten Gebiet;

Fig. 2 und 3 einen Vergleich zwischen dem erfindungsgemässen Metalldraht und einem üblichen Metalldraht, wobei Fig. 2 der Verlauf der Härtenverteilung über den Querschnitt und Fig. 3 die Relation der Anzahl der Noppen von der Leistung zeigt;

Fig. 4 eine Vorderansicht eines Hauptteiles gemäss Ausfuhrungsform 2;

Fig. 5 einen üblichen Metalldraht, nämlich Fig. 5A eine Seitenansicht und Fig. 5B eine Vorderansicht; und

Fig. 6 den Zahnbereich eines bekannten Metalldrahtes in ver-grösserter Darstellung, der bis zum Zahngrund abschreckungsgehärtet ist.

Die Ausfuhrung 1 der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Ausführungsform 1

Der erfindungsgemässe Metalldraht für die Spinnmaschine wird aus hochgekohltem Stahldraht hergestellt. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, besitzt der gesamte gezahnte Bereich 2 (mit Ausnahme des Zahngrundbereiches 3) ein abschreckungsgehärtetes Gebiet 2a mit einer Vickershärte Hv von mehr als 740 sowie eine untere Grenzzone 4 unterhalb dem abschreckungsgehärteten Gebiet 2a, die praktisch kreisförmig verläuft. Diese untere Grenzzone 4 kann aber auch linear verlaufen.

Nun soll das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Metalldrahtes für Spinnmaschinen erläutert werden.

Hochgekohlter Stahldraht mit einem Randbereich 5 wird gestanzt, wobei die gewünschten Zähne 2 entstehen. Dann werden Laserstrahlen seitlich auf den mittleren Bereich der Zähne 2 unter den folgenden Laserhärtungsbedingungen unter Verwendung eines C02-Gaslasers gerichtet:

Ausgangsleistung: 100-500 W

Impulse: Einzelimpuls oder Impulspakete Strahldurchmesser: 5-50 mm

Brennweite der Linse: 25-200 mm

Nur der gezahnte Bereich 2 wird kurzzeitig auf eine Temperatur oberhalb der Austenit-Temperatur erwärmt und durch schnelle Wärmeableitung in Richtung des Randbereiches abgeschreckt. Durch diese Behandlung geht der gezahnte Bereich 2 als Ganzes in eine gleichförmige und feine Martensit-Struktur über, und der untere Grenzbereich des abschreckungsgehärteten Gebietes weist eine nach unten verlaufende Kreislinie auf. Auf diese Weise wird der erfindungsgemässe Metalldraht hergestellt. Das Abschrecken kann auch durch Zwangskühlung geschehen.

Der bekannte Metalldraht für Spinnmaschinen aus hochgekohltem Stahldraht, der flammgehärtet ist, zeigt im Vergleich zum Metalldraht A, der erfindungsgemäss erhalten wurde, im Querschnitt die in Fig. 2 gezeigte Härtenverteilung im gezahnten Bereich. Die Kurve A entspricht dem erfindungsgemässen und die Kurve B dem bekannten Stahldraht.

Wie aus dieser Figur 2 hervorgeht, besitzt der erfindungsgemässe Metalldraht A eine Härte von Hv 950 im gezahnten Bereich. Die gesamten Zähne (Zahnhöhe bei dieser Ausführungs-form 0,8 mm) sind gleichförmig gehärtet, und die Härtenverteilung am Zahngrund liegt bei etwa Hv 200. Es wurde gefunden, dass im Vergleich mit dem bekannten Metalldraht A ein abschrek-kungsgehärtetes Gebiet mit gleichförmiger und hoher Härte über den ganzen Querschnitt aufweist (mit Ausnahme des Zahngrundes).

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

cO

b5

3

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Ein Vergleich des erfindungsgemässen Metalldrahtes A mit dem bekannten Metalldraht B beim Aufwickeln um eine zylindrische Walze zwecks Ausfuhrung des Kardierens wurde durchgeführt, und das Ergebnis ist in Fig. 3 gezeigt. Bei diesem Versuch wurden die Zähne erneut angeschliffen, um ihre Schärfe zu erneuern, wenn die angegebene Anzahl von Noppen Aj und A2 erreicht wurde, und der Versuch wurde weitergeführt, bis der zulässige Noppengrenzwert An erreicht war.

Aus Fig. 3 geht hervor, dass das Nachschleifen (Zyklus Ta) des erfindungsgemässen Metalldrahtes A nur seltener ausgeführt werden musste im Vergleich zum Schleifzyklus Tb des bekannten Metalldrahtes B, und dass der Metalldraht A eine bedeutend längere Betriebsdauer als der bekannte Metalldraht B aufwies.

Ausfuhrungsform 2

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nämlich einen erfindungsgemässen Metalldraht in Kombination mit einem Kämmdraht 6 zwecks Verwendung an einer Kämmwalze einer Offenend-Spinnmaschine.

Der Kämmdraht 6 wird erhalten, indem man einen Draht aus einer Stahllegierung, beispielsweise hochgekohlten Chromstahl, Werkzeugstahl, wärmefesten Stahl usw. auf den gewünschten Querschnitt walzt und aus diesem die gewünschten Zähne 2 durch Ausstanzen erzeugt, und man Iässt kontinuierlich einen Laserstrahl einwirken, wobei man ein abschreckungsgehärtetes Gebiet 2a mit einer unteren Grenzzone 4 erhält, die praktisch linear verläuft. Diese untere Grenzzone kann aber auch kreisbogenförmig verlaufen.

In manchen Fällen wird der erfindungsgemässe Kämmdraht in der Atmosphäre vor dem Abschrecken angelassen, damit Herstellungsspannungen vom Walzvorgang beseitigt werden, oder man behandelt ihn chemisch, bevor man die Laserhärtung ausfuhrt, damit die Energieabsorption der Laserstrahlen verbessert wird.

5 Das erfindungsgemässe Herstellungsverfahren kann auf Walzendraht, Einzugsdraht, Kämmdraht usw. angepasst werden, indem man die Härtungsbedingungen durch den Laser entsprechend ändert.

Da beim erfindungsgemässen Metalldraht nur die Zähne von io der hohen Energie der Laserstrahlen erhitzt werden, geschieht dieses Erwärmen in sehr kurzer Zeit, und das Abschrecken kann durch Selbstabkühlung erfolgen. Da der erfindungsgemässe Metalldraht ein gleichförmig abschreckungsgehärtetes Gebiet mit hoher Härte aufweist, besitzt er höhere Abriebfestigkeit an den i5 Zähnen, verlängerte Nachschleifzyklen und auch eine verlängerte Lebensdauer.

Trotzdem die Zähne ein abschreckungsgehärtetes Gebiet mit hoher Härte aufweisen, ist die Härte am Zahngrund niedrig und daher lassen sich die Drähte leicht um eine Walze, beispielsweise 20 zu einer Kämmwalze o.ä. aufrollen, ohne dass die Gefahr eines Drahtbruches besteht.

Da erfindungsgemäss eine Abschreckungshärtung in der Atmosphäre ohne Notwendigkeit von Vakuum geschehen kann und ebenfalls durch schnelles Erhitzen und plötzliches Abkühlen 2r> an den Seiten der Zähne vorgenommen wird, kann man die Härtung kontinuierlich für jeden Zahn mit Ausnahme des Zahngrundes gestalten, ohne dass eine Oxidation des Stahles eintritt. Die Qualität und die Produktivität von Metalldraht kann daher stark verbessert werden.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Metalldraht fìir Spinnmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass er aus gehärtetem gezogenem Stahldraht oder aus einem solchen Draht aus einer Stahllegierung hergestellt ist, und dass er ein abschreckungsgehärtetes Gebiet (2a) im ganzen Bereich seiner Zähne (2), aber nicht am Grunde des Zwischenraums (3) zweier Zähne aufweist.

2. Metalldraht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer Grenzbereich des genannten abschreckungsgehärteten Gebietes (2a) sich nach unten im wesentlichen entlang eines Kreisbogens (4) erstreckt.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren zur Herstellung eines Metalldrahtes fur Spinnmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein abschreckungsgehärtetes Gebiet (2a) über den ganzen Bereich der Zähne (2) herstellt, indem man Laserstrahlen im wesentlichen auf den Mittelbereich der Flanken der Zähne des Metalldrahtes richtet und diesen Bereich schnell erhitzt und abkühlt, wobei sich ein abschreckungsgehärtetes Gebiet auf dem ganzen Bereich der Zähne bildet, und zwar mit Ausnahme des Zahngrundes (3).