CH697753A2 - Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln. - Google Patents

Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln. Download PDF

Info

Publication number
CH697753A2
CH697753A2 CH12352008A CH12352008A CH697753A2 CH 697753 A2 CH697753 A2 CH 697753A2 CH 12352008 A CH12352008 A CH 12352008A CH 12352008 A CH12352008 A CH 12352008A CH 697753 A2 CH697753 A2 CH 697753A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ring
ring traveler
core
nano
cover layer
Prior art date
Application number
CH12352008A
Other languages
English (en)
Inventor
Joerg Kaegi
Original Assignee
Brack Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brack Co Ltd filed Critical Brack Co Ltd
Priority to CH12352008A priority Critical patent/CH697753A2/de
Publication of CH697753A2 publication Critical patent/CH697753A2/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/32Carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/36Carbonitrides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01HSPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • D01H7/604Travellers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ringläufer (102) für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen mit einem Kern aus einem Eisenwerkstoff, wobei auf dem Kern zumindest teilweise eine Deckschicht mit einer Dicke von weniger als 90 nm angeordnet ist. Die Deckschicht kann eine oder mehrere Lagen umfassen und enthält Nano-Oxid-, Nano-Nitrid-, Nano-Carbid-, Nano-Boridkeramik oder Metall-Legierungen oder Mischungen davon. Durch die Deckschicht hat der erfindungsgemässe Ringläufer eine gute Abriebfestigkeit und Korrosionsfestigkeit.

Description


  [0001] Die Erfindung betrifft einen Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

[0002] Ringläufer von Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen werden mit hoher Laufgeschwindigkeit (30 m/Sek. bis 50 m/Sek.) auf Ringen der entsprechenden Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen eingesetzt. Daher sind sowohl die Kontaktfläche zwischen Ringläufer und Ring als auch die Kontaktfläche zwischen Ringläufer und Faden einem hohen Verschleiss unterworfen. Zur Produktionssteigerung werden jedoch zunehmend höhere Laufgeschwindigkeiten der Ringläufer gefordert. Durch Erreichen höherer Standzeiten sollten gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.

[0003] Durch Beschichtung der Ringläufer mit entsprechenden Materialien, konnten deren Betriebseigenschaften in den letzten Jahren deutlich verbessert werden.

   Die Verschleissfestigkeit sowohl am Fadendurchgang wie an der Ringkontaktfläche konnte bei sehr hohen Läufergeschwindigkeiten (> 40 m/s) nicht im gewünschten Ausmass verbessert werden.

[0004] In DE 3 545 484 wird ein Ringläufer für eine Spinnmaschine beschrieben, der eine keramische Überzugsschicht trägt, die mindestens den Oberflächenbereich abdeckt, der mit dem Ring in Berührung kommt. Die keramische Überzugsschicht besteht aus einer oder mehreren Schichten, ausgewählt aus einer Carbidschicht wie SiC, TiC, ZrC, einer Nitridschicht wie etwa TiN, TiCN, ZrN, einer Oxidschicht wie Al2O3, ZrO3, SiO2 oder einer Boridschicht wie TiB2 und ZrB2. Die Keramikschichten werden durch das CVD- oder durch das PVD-Verfahren auf den Kern aufgebracht. Anschliessend werden die beschichteten Ringläufer abgeschreckt und geschliffen.

   Die Titancarbidschichten und Titannitridschichten weisen eine Härte von 1900 bis 2500 HV (Vickers-Härte) auf.

[0005] In CH 487 535 wird ein Ringläufer für Spinn- und Zwirnmaschinen beschrieben, wobei der Ring und/oder der Läufer mit einer Beschichtung aus Titanaluminiumnitrid beschichtet ist.

[0006] CH 589 723 beschreibt ein Verfahren zum Beschichten von anorganischen Substraten mit Carbiden, Nitriden oder Carbonitriden.

[0007] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen zur Verfügung zu stellen, der einen verbesserten Korrosionsschutz und verbesserte Laufeigenschaften aufweist.

   Zudem wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ringläufers angegeben.

[0008] Das Problem wird gelöst durch einen Ringläufer, welcher die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist, beziehungsweise durch ein Verfahren gemäss Anspruch 9. Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0009] Ein erfindungsgemässer Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen weist einen Kern aus einem Eisenwerkstoff oder einem Kunststoff auf, auf dem mindestens teilweise eine Deckschicht angeordnet ist. Die Deckschicht besteht aus einer oder mehreren Lagen einer Oxidkeramik, Nitridkeramik, Carbidkeramik, Boridkeramik, einer Metall-Legierung oder Mischungen davon.

   Die Dicke der Deckschicht beträgt weniger als 90 Nanometer (nm) (1/1 000 000 mm = der Millionste Teil eines Millimeters).

[0010] Die geringe Schichtdicke ergibt eine besonders gute Verbindung der Deckschicht mit dem Kern des Ringläufers. Die Deckschicht weist weniger Defekte auf, die beispielsweise durch mechanische Beanspruchung, wie sie beim Aufsetzen von Ringläufern, verursacht werden. Entgegen der in Fachkreisen verbreiteten Meinung lassen sich mit geringen Schichtdicken, d.h. Schichtdicken im Bereich von einigen Nanometern, nicht nur optische, chemische oder elektrische Eigenschaften der behandelten Oberfläche beeinflussen, sondern es werden auch die mechanischen Eigenschaften überraschend stark verbessert. Daher haben die erfindungsgemässen Ringläufer insgesamt eine stark verbesserte Verschleissfestigkeit, insbesondere am Fadendurchgang und an der Ringanlage.

   Die Verschleissfestigkeit gegenüber Ringläufern mit einer herkömmlichen Beschichtung ist wesentlich höher, wodurch auch die Standzeiten verlängert werden. Dadurch sinken die Betriebskosten signifikant. Durch die Deckschicht hat der erfindungsgemässe Ringläufer eine gute Abriebfestigkeit und Korrosionsfestigkeit.

[0011] In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Deckschicht TiCN, besonders bevorzugt reines TiCN, das eine Härte von HV 0.025 von 2600 bis 3600 aufweist. TiCN ist hart und gleichzeitig relativ zäh, was es besonders geeignet als Deckschicht des erfindungsgemässen Ringläufers macht.

[0012] In einer bevorzugten Ausführungsform wird als erste Lage der Deckschicht auf dem Kern eine Lage aufgebracht, die TiN enthält. Es wäre auch möglich an Stelle von TiN andere Metallnitride zu verwenden, wie zum Beispiel CrN.

   Die Titannitridschicht weist eine ausgesprochen gute Affinität zum Eisenwerkstoff auf, was langfristig die Stabilität des Ringläufers erhöht. So kann beispielsweise Materialabplatzungen vorgebeugt werden.

[0013] Die Deckschicht des erfindungsgemässen Ringläufers kann ein- oder mehrlagig sein. Die Deckschicht weist eine Dicke von weniger als 90 nm, vorzugsweise von weniger als 70 nm und besonders bevorzugt von weniger als 40 nm, auf.

[0014] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Deckschicht vollflächig auf dem Kern aufgebracht.

[0015] Der Kern des Ringläufers kann aus Kunststoff hergestellt werden. Besonders geeignet sind Polyamide, insbesondere Polyamid 6,6 sowie mit Glas- oder Aramidfasern verstärktes Polyamid 6,6, die in Spritzgussverfahren verarbeitbar und daher in praktisch beliebigen Formen erhältlich sind.

   Es sind auch andere Kunststoffe denkbar.

[0016] Wird der Kern des Ringläufers aus Eisenwerkstoff gefertigt, kann hierfür jede beliebige Stahlform verwendet werden, besonders geeignet ist der Kern des Ringläufers jedoch aus einem unlegiertem Werkzeugstahl, Kaltarbeitsstahl, einem Federstahl oder einem Schnellstahl.

[0017] Der erfindungsgemässe Ringläufer mit einem Kern aus Eisenwerkstoff wird hergestellt, in dem der Kern zumindest teilweise mit einer Deckschicht überzogen wird. Dabei wird in einem ersten Schritt der Kern in einer Reaktionskammer auf 150 deg. bis 1200 deg. C erhitzt. In PVD-Verfahren beträgt die Temperatur 150 deg. C bis 500 deg. C. In CVD-Verfahren beträgt die Temperatur 600 deg. C bis 1200 deg. C.

   Anschliessend wird in eine Reaktionskammer ein Abscheidungsgas eingeleitet, so dass auf der Oberfläche des Kerns eine Schicht mit Titancarbonitrid, Chromnitrid oder Vanadiumcarbid aufgetragen wird. Anschliessend wird der beschichtete Ringläufer unter Schutzgas während 1 bis 2 Stunden langsam abgekühlt. Das langsame Abkühlen des beschichteten Ringläufers unter Schutzgas stellt ein wesentlicher Verfahrensschritt dar, denn nur so kann sichergestellt werden, dass die erhaltene Deckschicht eine kristallisierte Nadelstruktur aufweist, und damit eine sehr kleine Eigenspannung aufweist.

   Die Grösse der Kristalle ist im Bereich von 5 bis 40 nm.

[0018] Bevorzugt wird die Nano-Oxidkeramik aus der Gruppe bestehend aus AlO3, TiO2, TiO, ZrO2, SiO2, SiO, ZnO, MgO, BeO, Cr2O3, InO3 oder Mischungen davon ausgewählt.

[0019] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Nano-Nitridkeramik aus der Gruppe bestehend aus AlN, TiN, TiCN, Si3N4, TaN, GaN, BN, InN, CrN oder Mischungen davon, ausgewählt.

[0020] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Nano-Carbidkeramik aus der Gruppe bestehend aus AlC, TiC, ZrC, Br4C, NbC, WC, TaC, HfC, VC, CrC, C (Diamant, Diamond like carbon (DLC)) oder Mischungen davon ausgewählt.

[0021] In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Boridkeramik aus einer Gruppe bestehend aus AlB, TiB2, ZrB2,

   HfB2 oder Mischungen davon ausgewählt.

[0022] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Metall-Legierung aus der Gruppe bestehend aus Zink oder Zinklegierungen ausgewählt.

[0023] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der abgekühlte Ringläufer nachgehärtet, in dem die Härtetemparatur dem Kernkohlenstoff angepasst wird, beispielsweise bei 840 deg. C und für 30 Minuten gehalten wird.

[0024] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der nachgehärtete Ringläufer in einem Thermalbad (80 deg. C warmem Öl oder einem Warmbad bei 170-260 deg. C) abgeschreckt und bei 200 bis 350 deg. C während 0.5 bis 1.5 Stunden angelassen, das heisst, einer Wärmebehandlung unterzogen.

   Dadurch erhält der Ringläufer eine grössere Zähigkeit und Elastizität, was eine längere Betriebsdauer des Ringläufers gewährleistet und sich sehr günstig auf die Schichthaftung auswirkt.

[0025] Wird der Kern des Ringläufers aus Kunststoff hergestellt, werden dafür bekannte Spritzgussverfahren eingesetzt. Es sind jedoch auch andere Kunststoffverarbeitungsverfahren denkbar.

[0026] Die Beschichtung der Ringläufer kann mittels einer ganzen Reihe von Verfahren erfolgen. PVD (physical vapor deposition), CVD (chemical vapor deposition) eignen sich gut zur Nanobeschichtung von metallischen Werkstoffen. Das Sol-Gel-Verfahren ist für alle Werkstoffe geeignet.

   Ebenfalls eingesetzt werden können das Photolithographieverfahren zur Erzeugung dreidimensionaler Strukturen und das Dip-Pen-Nanolithographieverfahren für partielle Beschichtungen.

[0027] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Oberfläche des Ringläufers vor und/oder nach der Beschichtung zusätzlich poliert, so dass eine glatte Oberfläche erhalten wird. Als Poliermittel eignen sich z.B. diamanthaltige Pasten oder Schleifmittel, welche über der Härte der Deckschicht liegen.

[0028] Der Kern wird vor der Beschichtung bevorzugt noch entfettet.

[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf dem Kern des erfindungsgemässen Ringläufers mindestens teilweise eine Zwischenschicht angeordnet. Es sind auch mehrere Zwischenschichten, zum Beispiel aus unterschiedlichen Stoffen bestehende Zwischenschichten, möglich.

   Besonders bevorzugt wird die Zwischenschicht vollflächig auf dem Kern des Ringläufers, beziehungsweise der Oberfläche des Kerns, angeordnet. Die Zwischenschicht besteht aus einer oder mehreren Lagen einer Nano-Oxidkeramik, einer Nano-Nitridkeramik, einer Nano-Carbidkeramik, einer Nano-Boridkeramik, einem reinen Metall, einer Metall-Legierung oder Mischungen davon. Zudem ist die Zwischenschicht verschieden von der Deckschicht. Das heisst, Zwischenschicht und Deckschicht bestehen aus verschiedenen Stoffen.

   Durch die Kombination der Zwischenschicht mit der Deckschicht ist es möglich die Oberflächeneigenschaften des erfindungsgemässen Ringläufers sehr gezielt zu steuern.

[0030] Ein reines Metall, wie hierin verwendet, enthält mindestens 95%, bevorzugt mindestens 98% und besonders bevorzugt mindestens 99% des betreffenden Metalls.

[0031] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die Zwischenschicht aus einem reinen Metall oder einer Metall-Legierung. Besonders bevorzugte Metall-Legierungen sind Chrom-Legierungen oder Nickel-Legierungen. Zwischenschichten aus Chrom oder Chromlegierungen, die zum Schutz des Substrats (vorliegend des Kerns des Ringläufers) werden auch als Hartchrom bezeichnet. Die Beschichtung der Ringläufer mit Metall-Legierungen, insbesondere mit Hartchrom und Nickel-Legierungen kann sowohl auf chemischem als auch auf elektrolytischem Wege erfolgen.

   Bevorzugte Metalle sind Chrom und Nickel. Bevorzugte Nickel-Legierungen sind NiP und NiB.

[0032] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Dicke der Zwischenschicht sehr klein gehalten, d.h., sie beträgt weniger als 90 nm, bevorzugt weniger als 70 nm und besonders bevorzugt weniger als 40 nm. Durch die sehr geringe Dicke der Zwischenschicht werden die Dimensionen der erfindungsgemässen Ringläufer praktisch nicht beeinflusst. Im Weiteren kann die Zwischenschicht (und auch die Deckschicht) selbst aus Nanopartikeln enthalten oder daraus bestehen. Nanopartikel bezeichnen einen Verbund von wenigen bis einigen tausend Atomen oder Molekülen. Die Grösse liegt typischerweise bei 1 bis 100 Nanometern. Die Nanopartikel können auch nanokristallin sein, d.h. eine kristalline Struktur haben.

   Ein Nanokristall ist ein kristalliner Stoff, dessen Grösse im Bereich von Nanometern liegt, ein Nanopartikel mit einer grösstenteils kristallinen Struktur. Da viele der elektrischen und thermodynamischen Eigenschaften Nanopartikeln in Abhängigkeit zu ihrer Grösse stehen, kann die Ausprägung dieser Eigenschaften und somit die Oberflächeneigenschaften der erfindungsgemässen Ringläufer durch präzise Verarbeitung der Stoffe kontrolliert werden.

[0033] Die erfindungsgemässen Ringläufer können sowohl in Spinnereinen als auch in Zwirnereien verwendet werden.

   Ihre guten Laufeigenschaften, wie zum Beispiel gutes Gleiten und geringer Verschleiss, kommen besonders vorteilhaft im Zusammenwirken mit beschichteten Stahlringen zur Geltung, sie können aber auch auf anderen Ringen, wie zum Beispiel auf gesinterten oder unbeschichteten Ringen verwendet werden.

[0034] Die erfindungsgemässen Ringläufer mit einer Nanotitancarbonitrid-Deckschicht können universell eingesetzte werden, sie sind aber insbesondere geeignet für Ringläufer, die relativ hohen Kräften ausgesetzt sind oder wenn eine Mangelschmierung vorliegt.

[0035] Die erfindungsgemässen Ringläufer mit einer Nanovanadiumcarbid-Deckschicht können ebenfalls universell eingesetzt werden, sind jedoch besonders bevorzugt, falls mit einer sehr hohen Laufgeschwindigkeit gearbeitet wird, da die Nanovanadiumcarbid Deckschicht ausgesprochen hart ist, d.h.

   eine Härte von 3000-4000 HV aufweist.

[0036] Die erfindungsgemässen Ringläufer mit einer Nanochromnitrid-Deckschicht können ebenfalls universell eingesetzt werden, sind jedoch besonders bevorzugt bei der Herstellung von Mischgarnen, da die Deckschicht sehr korrosionsresistent ist und bei der Herstellung von synthetischen Garnen, Avivagen und chlorhaltige Fasern zum Einsatz kommen, was die Korrosion natürlich erhöht.

[0037] Der erfindungsgemässe Ringläufer wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch
<tb>Fig. 1a-1f<sep>verschiedene Ausführungsformen von Ringläufern


  <tb>Fig. 2<sep>den Schnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Ringläufers, bei dem die Deckschicht unmittelbar auf dem Kern aufgebracht ist.

[0038] Die Fig. 1a bis 1f zeigen Ringläufer 10a, ..., 10f in verschiedenen Ausgestaltungen. In Fig. 1a und 1b sind eiförmige Ringläufer 10a, 10b gezeigt, wie sie typischerweise auf T-Flanschringen von Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen eingesetzt werden. Die Fig. 1c bis 1f zeigen hingegen ohr- und hakenförmige Ringläufer 10c, 10f. Die Ringläufer 10c und 10d werden auf Schrägflanschringen, die Ringläufer 10e auf konisch verlaufenden und die Ringläufer 10f auf vertikal verlaufenden Flanschringen verwendet.

[0039] Mit 1 sind jeweils die Bereiche der Ringläufer 10a, ..., 10f gekennzeichnet, die während des Betriebes die auf den Flanschringen gleitenden Laufflächen bilden.

   Dabei können bei den C-förmigen Ringläufern 10a, 10b aufgrund ihrer symmetrischen Ausgestaltung beide Flanken a, b als Lauffläche dienen. Bei den ohr- oder schrägflansch und SU Ringläufern 10c, ..., 10f ist der Bereich 1 der Laufflächen eindeutig durch die Form festgelegt.

[0040] Die erfindungsgemässe Ringläufer 10 bzw. 10a, ... 10f können in den in Fig. 1a, ..., 1f gezeigten oder in beliebigen weiteren Ausgestaltungen hergestellt werden.

[0041] Ein erfindungsgemässer Ringläufer 10 weist einen aus einem Eisenwerkstoff bestehenden, nicht beschichteten Kern 20 auf. Auf dem Kern ist zumindest im Bereich 1 der Laufflächen, mit denen er auf einem Ring einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine geführt wird, eine Deckschicht 24 aus Chromnitrid, Vanadiumcarbid oder Titancarbonitrid angeordnet.

   Der Fadendurchgang liegt dabei in den mit 4 bezeichneten Bereichen der Ringläufer 10a, ... 10f.

[0042] Im Bereich des Lauffläche 1 muss vornehmlich eine mit 3 bezeichnete Innenseite des Ringläufers 10 verschleissfest und mit guten Gleiteigenschaften ausgestattet sein und daher eine Deckschicht aufweisen. Bei entsprechender Fadenspannung kann es sich ergeben, dass der Ringläufer seitlich verkippt auf einem Ring entlang läuft, so dass es sich als vorteilhaft erweisen kann, auch die beiden Stirnseiten 2 mit einer Deckschicht zu versehen.

[0043] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Ringläufers, bei dem die Deckschicht unmittelbar auf dem Kern angeordnet ist.

   Die Ringläufer wird vorzugsweise vollflächig für mit einer Deckschicht 24 beschichtet, obwohl es auch möglich ist, nur die mechanisch und/oder chemisch stark beanspruchten Bereiche mit einer Deckschicht 24 zu versehen. Wie oben unter Fig. 1 erwähnt muss insbesondere im Bereich der Lauffläche 1 eine mit 3 bezeichnete Innenseite des Ringläufers 10 verschleissfest und mit guten Gleiteigenschaften ausgestattet sein und daher eine Deckschicht aufweisen. Ebenso kann es vorteilhaft sein die beiden Stirnseiten 2 mit einer Deckschicht 24 zu versehen.

[0044] Der erfindungsgemässe Ringläufer wird erhalten, indem der vorzugsweise gehärtete, polierte und entfettete Kern in einer Reaktionskammer auf 700 deg. bis 1200 deg. C erhitzt wird. Dabei reduziert sich die Härte im Kern auf HV 100-400.

   Anschliessend wird gemäss dem CVD Verfahren (chemical vapor deposition) in die Reaktionskammer ein Abscheidungsgas eingeleitet. Falls die Deckschicht Titancarbonitrid enthält wird als Abscheidungsgas CH3CN und TiCl4 verwendet. Die Abscheidungsgase, die bei der Herstellung der Chromnitrid-Schicht oder Vanadiumcarbid-Schicht verwendet werden, sind dem Fachmann bekannt. Auf der Oberfläche des Kerns wird dabei eine Schicht mit Titancarbonitrid, Chromnitrid oder Vanadiumcarbid aufgetragen. Dieses Verfahren kann mehrfach angewendet werden, so dass mehrere Lagen der Deckschicht entstehen. Zwischen dem Aufbringen der einzelnen Lagen der Deckschicht wird der Ringläufer jeweils vorzugsweise gekühlt. Anschliessend wird der beschichtete Ringläufer unter Schutzgas, vorzugsweise unter Stickstoff, während 1 bis 2 Stunden, vorzugsweise 2 Stunden abgekühlt.

   Die so erhaltene Deckschicht weist eine kristallisierte Nadelstruktur auf. Der so erhaltene Ringläufer wird anschliessend vorzugsweise nachgehärtet, in heissem Öl oder Warmbad abgeschreckt und bei 285 deg. C 1 Stunde angelassen. Schliesslich können die Ringläufer noch poliert werden, um eine fadenfeine Oberfläche zu erhalten.

Claims (14)

1. Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen mit einem Kern aus einem Eisenwerkstoff oder Kunststoff, wobei auf dem Kern mindestens teilweise eine Deckschicht angeordnet ist, wobei die Deckschicht aus einer oder mehreren Lagen einer Nano-Oxidkeramik, Nano-Nitridkeramik, Nano-Carbidkeramik, Nano-Boridkeramik, einer Metall-Legierung oder Mischungen davon besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Deckschicht weniger als 90 nm, bevorzugt weniger als 70 nm, besonders bevorzugt weniger als 40 nm beträgt.
2. Ringläufer gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Oxidkeramik ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus AlO3, TiO2, TiO, ZrO2, SiO2, SiO, ZnO, MgO, BeO, Cr2O3, InO3 oder Mischungen davon.
3. Ringläufer gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Nitridkeramik ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus AlN, TiN, TiCN, Si3N4, TaN, GaN, BN, InN, CrN oder Mischungen davon.
4. Ringläufer gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Carbidkeramik ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus AlC, TiC, ZrC, Br4C, NbC, WC, TaC, HfC, VC, CrC, C(Diamant) oder Mischungen davon.
5. Ringläufer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall-Legierung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Zink oder Zinklegierungen.
6. Ringläufer gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Boridkeramik ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus AlB, TiB2, ZrB2, HfB2 oder Mischungen davon.
7. Ringläufer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenwerkstoff des Kerns ein unlegierter Werkzeugstahl, Kaltarbeitsstahl, ein Federstahl oder ein Schnellstahl ist.
8. Ringläufer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht vollflächig auf dem Kern aufgebracht ist.
9. Ringläufer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht des Ringläufers poliert ist.
10. Ringläufer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kern mindestens teilweise eine Zwischenschicht angeordnet ist, wobei die Zwischenschicht aus einer oder mehreren Lagen einer Nano-Oxidkeramik, Nano-Nitridkeramik, Nano-Carbidkeramik, Nano-Boridkeramik, eines reinen Metalls, einer Metall-Legierung oder Mischungen davon besteht, wobei die Zwischenschicht verschieden von der Deckschicht ist.
11. Ringläufer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass die Zwischenschicht aus einem reinen Metall oder einer Metall-Legierung, bevorzugt aus einer Chrom- oder Nickel-Legierung besteht.
12. Ringläufer nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Zwischenschicht weniger als 90 nm, bevorzugt weniger als 70 nm, besonders bevorzugt weniger als 40 nm beträgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Ringläufers gemäss einem der vorangehenden Ansprüchen mit einem Kern aus Eisenwerkstoff, wobei der Kern zumindest teilweise mit einer Deckschicht, in dem dass der Kern in einer Reaktionskammer auf 150 deg. C bis 1200 deg. C erhitzt wird, in die Reaktionskammer ein Abscheidungsgas eingeleitet wird, sodass auf der Oberfläche des Kerns eine Deckschicht angebracht wird, und der beschichtete Ringläufer abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringläufer unter Schutzgas während 1 bis 2 Stunden abgekühlt wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Ringläufers gemäss einem der vorangehenden Ansprüchen mit einem Kern aus Eisenwerkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch PVD-Verfahren (physical vapor deposition), CVD- Verfahren (chemical vapor deposition), Sol-Gel-Verfahren oder Photolithographieverfahren vorgenommen wird.
CH12352008A 2007-08-07 2008-08-07 Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln. CH697753A2 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH12352008A CH697753A2 (de) 2007-08-07 2008-08-07 Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH12512007 2007-08-07
CH12352008A CH697753A2 (de) 2007-08-07 2008-08-07 Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH697753A2 true CH697753A2 (de) 2009-02-13

Family

ID=38959105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH12352008A CH697753A2 (de) 2007-08-07 2008-08-07 Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln.

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101643951A (de)
CH (1) CH697753A2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104480583A (zh) * 2014-11-19 2015-04-01 常州市金海珑机械制造有限公司 一种耐磨型钢丝圈
WO2018015826A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Bräcker Ag Ringläufer

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102367612A (zh) * 2011-09-07 2012-03-07 常熟市迅达粉末冶金有限公司 一种耐磨型钢丝圈
CN102443891A (zh) * 2011-09-22 2012-05-09 吴江秦邦纺织有限公司 一种钢丝圈
CN102409452A (zh) * 2011-09-26 2012-04-11 吴江伊兰吉纺织品有限公司 一种陶瓷涂层钢丝圈的制备方法
CN102443894A (zh) * 2011-09-26 2012-05-09 吴江伊兰吉纺织品有限公司 一种陶瓷涂层钢丝圈
CN106435874A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 无锡益联机械有限公司 一种耐磨纺纱机钢丝圈
CN106435873A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 无锡益联机械有限公司 一种防蚀抗剥落纺纱机钢丝圈
CN107806326A (zh) * 2017-10-25 2018-03-16 成都科盛石油科技有限公司 一种高强度的钢齿牙轮
CN107815680A (zh) * 2017-10-25 2018-03-20 成都科盛石油科技有限公司 一种牙轮强化方法
CN110280457A (zh) * 2019-06-13 2019-09-27 惠州市世韵乐器有限公司 一种抗化学腐蚀的琴弦及其制备工艺
CN112267088A (zh) * 2020-09-13 2021-01-26 泰州市航宇电器有限公司 一种连接器零件表面涂层及其涂覆方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104480583A (zh) * 2014-11-19 2015-04-01 常州市金海珑机械制造有限公司 一种耐磨型钢丝圈
WO2018015826A1 (de) * 2016-07-22 2018-01-25 Bräcker Ag Ringläufer

Also Published As

Publication number Publication date
CN101643951A (zh) 2010-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH697753A2 (de) Beschichteter Ringläufer mit Nanopartikeln.
EP2464761B1 (de) Kolbenring mit einer beschichtung.
EP2668309B1 (de) Gleitelement, insbesondere kolbenring, mit einer beschichtung sowie verfahren zur herstellung eines gleitelements
EP2914761B1 (de) Gleitelement, insbesondere kolbenring, mit einer beschichtung
EP1598456B1 (de) Ringläufer und Verfahren zu dessen Herstellung
DE69102553T2 (de) Verfahren zur Oberflächebehandlung von Titanium enthaltenden Metallgegenständen.
DE602005002203T2 (de) Beschichtetes Gießelement
DE102011006294B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines gehärteten, beschichteten Metallbauteils
CH674211A5 (de)
EP0201602B1 (de) Ring für spinnmaschinen
DE102007007963B4 (de) Kolbenring
CH697754A2 (de) Beschichteter Spinnring mit Nanopartikeln.
EP2401419B1 (de) Schichtsystem sowie beschichtungsverfahren zur herstellung eines schichtsystems
DE2306504B2 (de) Beschichteter Sinterhartmetallkörper
EP1612307B1 (de) Auflöseeinrichtung für Spinnmaschinen
EP0599286B1 (de) Fadenführendes Bauteil mit verbesserter Oberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1192303B1 (de) Ringläufer und verfahren zu dessen herstellung
CH699296A2 (de) Oberwalzenbezüge und Faserführriemchen mit Nanopartikeln.
DE3714327C2 (de)
DE69014197T2 (de) Oberflächenbeschichteter hartwerkstoff mit ausgezeichneter verschleissfestigkeit.
DE102015102966A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Lauffläche für eine Dichtung
EP1496004A1 (de) Fadenleitelement zum Führen von Fäden
EP2251450A1 (de) Verfahren zum Aufbringen einer viellagigen Schichtstruktur auf ein Substrat sowie Substrat mit einer viellagigen Schichtstruktur
DE102021121849A1 (de) Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines Bauteils
DE102006043303B4 (de) Gleitelement und Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
AZW Rejection (application)