CN103170561B - 纺纱用tp(黄晶)钢丝圈加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种纺纱用TP(黄晶)钢丝圈加工工艺，其特征在于：按照如下工艺流程进行：(1)选材，选用含有W、V、Ni、Co元素的优质合金钢丝作为原材料；(2)制片；(3)退火；(4)成型；(5)淬火回火；(6)抛光；(7)表面处理，采用化学镀的方法在钢丝圈基体表面镀镍，同时在镀液中加入纳米粉体，使得纳米粉体共沉积于钢丝圈基体上，(8)表面固化处理，去应力、增加硬度，使得钢丝圈表面呈金黄色。采用本工艺加工的TP(黄晶)钢丝圈具有良好的耐磨性、减摩性和防腐性，能较好的满足现在的“高支、高速、高效”纺纱发展要求，特别适合紧密纺纱和普通高速环锭纺纱，有着很好的发展前景和广泛的市场推广空间。
Description
技术领域
本发明涉及纺纱技术领域，具体涉及一种TP(黄晶)钢丝圈的加工工艺。
背景技术
我国是纺织大国，纺织业已成为我国重要的民生产业。随着行业的发展，纺纱朝着高速、高支、高密、自动化、紧密纺方向发展，除传统的棉纺外，出现了特殊纤维、新型纤维、碳素纤维、仿棉纤维等，对钢丝圈的各项性能指标，尤其是耐磨性、减摩性、防腐性方面提出了更高的要求。
现有的钢丝圈选用90#、T9A等国产优质碳素结构钢作为原材料，经过压扁-退火-拉片-成型-淬火-回火-抛光-电镀工艺流程制成，钢丝圈的使用寿命一般在3-5天，耐磨性、减摩性、防腐性较低，不能满足紧密纺纱和高速环锭纺纱等要求。
发明内容
本发明的目的是针对钢丝圈的加工工艺进行改进，以提高钢丝圈的耐磨性、减摩性、防腐性，从而延长钢丝圈的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的：一种纺纱用TP(黄晶)钢丝圈加工工艺，其特征在于：按照如下工艺流程进行：(1)选材，选用含有W、 V、Ni、Co元素的优质合金钢丝作为原材料；(2)制片；(3)退火；(4)成型；(5)淬火回火；(6)抛光；(7)表面处理，采用化学镀的方法在钢丝圈基体表面镀镍，同时在镀液中加入纳米粉体，使得纳米粉体共沉积于钢丝圈基体上，所述纳米粉体为SiC，Al2O3，WC，B4C，BN，TiO2，CaF2，(CF)n，PTFE，MoS2中的一种或复配；(8)表面固化处理，去应力、增加硬度使得钢丝圈表面呈金黄色。
作为优选：所述步骤(2)制片中，选用压片、拉片一体化三联轧机；步骤(3)退火中，选用氮气保护下的罩式炉；步骤(5)淬火回火中，选用淬火回火一体化盐浴炉。
作为优选：所述步骤(7)表面处理中，所述镀液中纳米粉体的含量为5-15g/L。
作为优选：所述步骤(7)表面处理中，化学镀的温度为80-90℃，反应时间0.5-5h。
作为优选：所述镀液中主盐为硫酸镍，还原剂为次亚磷酸钠，PH为4-5。
作为优选：所述镀液中主盐为氯化镍，还原剂为硼氢化钠，PH10-14。
作为优选：所述步骤(8)表面固化处理中，固化温度为300-600℃，固化时间为0.5-4h。
本发明与传统的钢丝圈加工工艺方法相比，主要区别是：
(1)、选用含有W、V、Ni、Co元素的优质合金钢丝作为原材料，保证材料的先进性，从而保证材料本身具有优异的热处理加工性能和机械加工性能。
(2)、保留现有钢丝圈中制片-退火-成型-淬火回火-抛光的工艺流程，并在此基础上增加了表面处理和表面固化处理；表面处理将耐磨性和润滑性优异的纳米粉体加入到镀液中，和镍共沉积于钢丝圈基体上，产生一层致密、均匀、牢固的膜层，增强钢丝圈的耐磨性、抗腐蚀性和润滑性，从而延长钢丝圈的使用寿命，表面固化处理主要是对经过表面处理的钢丝圈进行固化、去应力、增加硬度，使得耐磨性、减摩性、防腐性更加稳定、可靠，经表面固化处理后的钢丝圈颜色为金黄色，取名为“TP”(黄晶)钢丝圈，TP为topaz的缩写。
(3)进一步，在制片中选用压片、拉片一体化三联轧机，在退火中选用氮气保护下的罩式炉，在淬火回火中选用淬火回火一体化盐浴炉等先进设备，保证产品的加工精度，生产过程中的稳定性、可靠性和重现性。
综上所述，采用本工艺加工的TP(黄晶)钢丝圈具有良好的耐磨性、减摩性和防腐性，在纺纱过程中能明显减少毛羽、飞圈、断头以及长寿命等特点，能较好的满足现在的“高支、高速、高效”纺纱发展要求，特别适合紧密纺纱和普通高速环锭纺纱，能满足新型材料的需求，如新型纤维、特殊纤维、碳纤维、仿棉纤维、混纺等，使用寿命延长到15-30天，有着很好的发展前景和广泛的市场推广空间。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1
(1)选材，选用含有W、V、Ni、Co元素的优质合金钢丝作为原 材料，TP(黄晶)钢丝圈的选材非常讲究，如80WV国内最好的合金钢丝、进口钢丝等，通过将耐磨性和润滑性能优异的W、V、Ni、Co元素增加到原材料中，提高材料的机械加工性能，热处理性能，以及最终的特殊表面处理性能。
(2)制片，包括压片和拉片的过程，压片是将横截面为圆形的钢丝压扁成片状，拉片是通过模具确定片材的横截面积、宽厚尺寸公差、规定长度内的质量偏差等指标，以修正压片后的误差，提高片材精度。现有制片中通常选用高速钢材料制成的轧辊和普通压片机，而TP(黄晶)钢丝圈制片推荐选用进口的压片、拉片一体化三联轧机，采用硬质合金轧辊和变速调速轧机、合金轧辊表面达到镜面效果，片材的表面非常光滑、光亮，粗糙度指标非常低。
(3)退火，退火温度为400-600℃，退火时间为1-2h，推荐使用氮气保护下的罩式炉，保证片材退火后不产生脱碳、氧化、过热、过烧等缺陷，同时，保证片材表面呈光亮和无腐蚀状态。
(4)成型，该工艺步骤与现有钢丝圈的处理方法相同，将片材放入成型机内将片材弯成需要形状的钢丝圈。确定每只钢丝圈的几何形状和标准质量，推荐选用进口成型机加工和制造，保证几何形状尺寸公差，加工精度和每只钢丝圈的质量偏差。
(5)淬火回火，该工艺步骤与现有钢丝圈的处理方法不同，淬火回火在同一台设备上完成，淬火加热温度为800-900℃，淬火时间1-2h，盐浴回火温度为200-300℃，回火时间1-2h。优选为，通过进口的淬火回火一体化盐浴炉加工处理，保证钢丝圈的硬度，金相组织、 开口断裂值等指标，不产生金相组织粗大，以及脱碳、氧化、过热、过烧等缺陷。
(6)抛光，采用进口抛光机进行抛光处理，并优化抛光参数，保证钢丝圈的内外表面粗糙度，同时控制每只钢丝圈的标准质量误差。
(7)表面处理，将抛光后的钢丝圈基体经过除油(60-80℃，30min)、热水洗1-5min、水洗1-5min、10％-20％的盐酸活化1-3min除去表面锈迹和杂质、然后用去离子水洗，最后置于装有镀液的复合镀槽体内，镀液中含有硫酸镍20-30g/L、次亚磷酸钠25-35g/L、乳酸20-30m L/L、纳米SiC5-15g/L以及稳定剂，PH控制在4-5，温度80-90℃，搅拌反应0.5-5h，应保证表面膜层沉积的厚度为2-30um，形成致密、均匀、牢固的膜层，具有良好的耐磨性、减摩性、防腐性。
(8)表面固化处理，主要是对经过表面处理的钢丝圈基体进行固化，去应力，使得膜层硬度提高，使得耐磨性、减摩性、防腐性稳定、可靠，固化温度为200-600℃，固化时间1-5h，硬度为500-1200HV。
实施例2
其他步骤与实施例1相同，不同的是所述步骤(7)表面处理为
将抛光后的钢丝圈经过除油(60-80℃，30min)、热水洗1-5min、水洗1-5min、10％-20％的盐酸活化1-3min除去表面锈迹和杂质、然后用去离子水洗，最后置于装有镀液的复合镀槽体内，镀液中含有氯化镍20-30g/L、硼氢化钠0.5-2.0g/L、乙二胺40-90mL/L、纳米SiC5g/L、纳米WC5g/L、纳米PTFE5g/L以及稳定剂，PH控制在10-14， 温度80-90℃，搅拌反应0.5-5h，应保证表面膜层沉积的厚度为2-30um，形成致密、均匀、牢固的膜层，具有良好的耐磨性、减摩性、防腐性。
实施例3
其他步骤与实施例1相同，不同的是所述步骤(7)表面处理为
将抛光后的钢丝圈经过除油(60-80℃，30min)、热水洗1-5min、水洗1-5min、10％-20％的盐酸活化1-3min除去表面锈迹和杂质、然后用去离子水洗，最后置于装有镀液的复合镀槽体内，镀液中含有氯化镍20-30g/L、硼氢化钠0.5-1.0g/L、乙二胺40-60mL/L、纳米以MoS2 5g/L、纳米Al2O35g/L以及稳定剂，PH控制在10-14，温度80-90℃，搅拌反应0.5-5h，应保证表面膜层沉积的厚度为2-30um，形成致密、均匀、牢固的膜层，具有良好的耐磨性、减摩性、防腐性。
本发明不局限于具体实施例，所述纳米粉体还可以选择SiC，Al2O3，WC，B4C，BN，TiO2，CaF2，(CF)n，PTFE，MoS2中的任意一种或复配。镀液中主盐还可以选择氨基磺酸镍、醋酸镍、次亚磷酸镍等无机盐，还原剂还可采用烷基胺硼烷及肼等。只要采用本发明的工艺步骤均落入本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种纺纱用TP(黄晶)钢丝圈加工工艺，其特征在于：按照如下工艺流程进行：(1)选材，选用含有W、V、Ni、Co元素的优质合金钢丝作为原材料；(2)制片；(3)退火；(4)成型；(5)淬火回火；(6)抛光；(7)表面处理，采用化学镀的方法在钢丝圈基体表面镀镍，同时在镀液中加入纳米粉体，使得纳米粉体共沉积于钢丝圈基体上，所述纳米粉体为SiC，Al2O3,WC，B4C，BN，TiO2，CaF2，(CF)n，PTFE，MoS2中的一种或复配，所述镀液中纳米粉体的含量为5-15g/L，化学镀的温度为80-90℃，反应时间0.5-5h，所述镀液中主盐为硫酸镍，还原剂为次亚磷酸钠，PH为4-5或者所述镀液中主盐为氯化镍，还原剂为硼氢化钠，PH10-14；(8)表面固化处理，去应力、增加硬度，使得钢丝圈表面呈金黄色。
2.根据权利要求1所述纺纱用TP(黄晶)钢丝圈加工工艺，其特征在于：所述步骤(2)制片中，选用压片、拉片一体化三联轧机；步骤(3)退火中，选用氮气保护下的罩式炉；步骤(5)淬火回火中，选用淬火回火一体化盐浴炉。
3.根据权利要求1所述纺纱用TP(黄晶)钢丝圈加工工艺，其特征在于：所述步骤(8)表面固化处理中，固化温度为300-600℃，固化时间为0.5-4h。
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