CN102242365A - 气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气流纺纱器铝制转杯的内壁耐磨性强化处理工艺。目的是提供的工艺能显著提高铝制转杯内壁表面硬度，并具有操作方便，经济性能好的特点。技术方案是：气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺，依次按照以下步骤进行：1)机械加工：滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra1.6-3.2；2)前热处理：加热到350-450℃，保温15-25分钟，然后冷却到室温；3)化学镀镍：工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；4)后热处理：5-10℃/分钟加热到250-280℃，保温5-10分钟，然后加热到450-470℃，保温3-5秒钟，在氮气中冷却到室温。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝制零件表面强化工艺，具体是气流纺纱器铝制转杯的内壁耐磨性强化处理工艺。
背景技术
气流纺也称为转杯纺，是目前应用最广泛的新型纺纱技术，它利用高速回转的转杯完成纺纱，一般转杯的形状如图1所示。其纺纱原理是：输送到转杯5的滑移面1的纤维，在转杯高速回转离心力的作用下，沿杯壁滑移面1滑入转杯凝聚糟3内，经加捻成纱。凝聚槽一般由上边2和下边4组成。
气流纺中转杯转速越高纺纱速度越快，目前全自动转杯纺纱机转杯转速都在10万转/分以上。随着转杯转速的提高，转杯滑移面和凝聚槽的磨损急剧变大，严重制约了转杯的使用寿命。
评定转杯滑移面和凝聚槽耐磨性的最常用指标为表面硬度，在高速转杯纺纱中要求转杯内壁表面的硬度不应低于850HV，硬度越高，转杯的使用寿命越长。影响滑移面、凝聚槽表面硬度的主要是原材料和表面处理工艺两个因素。
在表面处理工艺方面，传统镀铬的方法硬度可以达到900HV左右；但三价铬离子(Cr3+)有害于环境，在自然界中极不易去除，现已遭到欧美国家的禁止。
传统镀镍的方法硬度可以达到850HV左右；该工艺较为复杂，经济性一般，表面硬度还是较低，不适合转杯在10万转/分以上工作要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种气流纺纱器用的铝制高速转杯内壁强化工艺，该工艺能显著提高铝制转杯内壁表面硬度，并具有操作方便，经济性能好的特点。
本发明提供的技术方案是：气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺，依次按照以下步骤进行：
1)机械加工：滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra1.6-3.2；
2)前热处理：15-25℃/分钟加热到350-450℃，保温15-25分钟，然后在20℃水中冷却到室温；
3)化学镀镍：工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；
4)后热处理：5-10℃/分钟加热到250-280℃，保温5-10分钟，然后以1500-1700℃/分钟的速率加热到450-470℃，保温3-5秒钟，然后在氮气中冷却到室温；
所述化学镀镍中，化学镀液的成分及含量是：磷酸镍30-35g/L，次磷酸钠26-30g/L，乳酸17-19g/L，丁二酸8-10g/L，醋酸钠13-15g/L，次磷酸铝1.5-2.5g/L；控制pH值4-6，温度85℃±2℃，化学镀持续的时间为2-3小时。
进行化学镀时，需对化学镀液进行搅拌，以使化学镀层的成分保持均匀。
所述活化处理是在磷酸钯溶液中浸泡2-5分钟；磷酸钯溶液中，磷酸钯含量为15-35g/L，其余为水。
本发明的有益效果是：采用该工艺加工后，可以使转杯内壁表面硬度达到1000HV；并且操作简单，成本较低，经济效益显著。
附图说明
图1是本发明所涉气流纺纱机转杯的主视结构示意图。
具体实施方式
本发明中，化学镀镍工艺中的化学除油、开水清洗、开水(温度为80-100℃)流水清洗、活化处理、温水(温度为30-45℃)流水清洗、常温(温度为20-25℃)去离子水清洗、开水流水清洗、吹干工序，均为常规工序。
所述热处理工序中，急速为1500-1700℃/分钟，中速为15-25℃/分钟，慢速为5-10℃/分钟。
以下通过具体实施例进一步说明。
实施例1：
气流纺纱器铝制转杯内壁，依次按照以下步骤进行：
1)机械加工：滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra1.6；
2)前处理：中速(15℃/分钟)加热到350℃，保温15分钟，然后在20℃水中冷却到室温；
3)进行化学镀镍：
工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；
4)后热处理，慢速(5℃/分钟)加热到250℃，保温5分钟，然后急速(1500℃/分钟)加热到450℃，保温3秒钟，然后在氮气中冷却到室温。
所述化学镀中，化学镀液的成分及含量是：硫酸镍32g/L，次磷酸钠28g/L，乳酸18g/L，丁二酸9g/L，醋酸钠14g/L，次磷酸铝2g/L；控制pH值5.0，温度85℃，化学镀持续的时间为2.5小时。进行化学镀时，需对化学镀液进行搅拌，以使化学镀层的成分保持均匀。
所述活化处理是在磷酸钯溶液中浸泡5分钟；磷酸钯溶液中，磷酸钯含量为35g/L，其余为水。
经检测，强化处理后的转杯内壁表面硬度达到990HV。
实施例2：
气流纺纱器铝制转杯内壁，依次按照以下步骤进行：
1)机械加工：滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra3.2；
2)前处理：中速(10℃/分钟)加热到450℃，保温25分钟，然后在20℃水中冷却到室温；
3)进行化学镀镍：
工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；
4)后热处理，慢速(8℃/分钟)加热到260℃，保温8分钟，然后急速(1600℃/分钟)加热到460℃，保温4秒钟，然后在氮气中冷却到室温。
所述化学镀中，化学镀液的成分及含量是：硫酸镍30g/L，次磷酸钠30g/L，乳酸17g/L，丁二酸8g/L，醋酸钠13g/L，次磷酸铝1.5g/L；控制pH值4.0，温度86℃，化学镀持续的时间为2小时。进行化学镀时，需对化学镀液进行搅拌，以使化学镀层的成分保持均匀。
所述活化处理是在磷酸钯溶液中浸泡3分钟；磷酸钯溶液中，磷酸钯含量为25g/L，其余为水。
经检测，强化处理后的转杯内壁表面硬度达到1030HV。
实施例3：
气流纺纱器铝制转杯内壁，依次按照以下步骤进行：
1)机械加工：滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra2.0；
2)前处理：中速(25℃/分钟)加热到400℃，保温20分钟，然后在20℃水中冷却到室温；
3)进行化学镀镍：
工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；
4)后热处理，慢速(10℃/分钟)加热到280℃，保温10分钟，然后急速(1700℃/分钟)加热到470℃，保温5秒钟，然后在氮气中冷却到室温。
所述化学镀中，化学镀液的成分及含量是：硫酸镍35g/L，次磷酸钠30g/L，乳酸19g/L，丁二酸10g/L，醋酸钠15g/L，次磷酸铝2.5g/L；控制pH值6.0，温度87℃，化学镀持续的时间为3小时。进行化学镀时，需对化学镀液进行搅拌，以使化学镀层的成分保持均匀。
所述活化处理是在磷酸钯溶液中浸泡3分钟；磷酸钯溶液中，磷酸钯含量为25g/L，其余为水。
经检测，强化处理后的转杯内壁表面硬度达到1050HV。
Claims (3)
1.气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺，依次按照以下步骤进行：
1)机械加工，滑移面、凝聚槽处的粗糙度控制在Ra1.6-3.2；
2)前热处理，15-25℃/分钟加热到350-450℃，保温15-25分钟，然后在20℃水中冷却到室温；
3)化学镀镍
工艺流程为：化学除油→开水流水清洗→活化处理→温水流水清洗→常温去离子水清洗→化学镀镍→开水清洗→吹干；
4)后热处理，5-10℃/分钟加热到250-280℃，保温5-10分钟，然后以1500-1700℃/分钟的速率加热到450-470℃，保温3-5秒钟，然后在氮气中冷却到室温；
所述化学镀镍中，化学镀液的成分及含量是：磷酸镍30-35g/L，次磷酸钠26-30g/L，乳酸17-19g/L，丁二酸8-10g/L，醋酸钠13-15g/L，次磷酸铝1.5-2.5g/L；控制pH值4-6，温度85℃±2℃，化学镀持续的时间为2-3小时。
2.根据权利要求1所述的气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺，其特征在于：进行化学镀时，需对化学镀液进行搅拌，以使化学镀层的成分保持均匀。
3.根据权利要求2所述的气流纺纱器铝制转杯内壁强化工艺，其特征在于：所述活化处理是在磷酸钯溶液中浸泡2-5分钟；磷酸钯溶液中，磷酸钯含量为15-35g/L，其余为水。
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