CN1351207A - 缝纫机部件 - Google Patents

Abstract

一种缝纫机部件,与水平旋梭装置中的中旋梭有撞击接触的中旋梭导向部件1的前端部10的结构,是由钢材形成的基材100,和覆盖在基材100表面的硬质镀层103,和在所述基材100的表层部,设有与形成所述镀层的分子同样的分子的内部融合硬化层102构成,通过内部融合硬化层102可提高镀层103与基材100的附着性,并对于撞击接触可提高耐久性。这种缝纫机部件,能够实现与缝纫机中另一部件接触的接触部分的无供油化,同时,还具有优质的耐久性和耐磨损性。

Description

缝纫机部件

技术领域

本发明涉及一种用于缝纫机的缝纫机部件，具体地说是涉及随着缝纫机的驱动运转，与其他缝纫机部件进行撞击和摩擦接触的缝纫机部件。

背景技术

在工业用缝纫机中，使用着很多作滑动和转动等互相以高速度、高负载接触运转的部件。例如，用于缝纫机的水平旋梭，一般具有可自由旋转地互相嵌合的外旋梭和中旋梭，为了当外旋梭旋转时不使中旋梭同时旋转，使设在中旋梭上的配合凸起浮嵌在设在针板下面的一对止动部件之间。通常，随着外旋梭旋转，由于摩擦使中旋梭的配合凸起一直与一方的止动部件接触，那么，在旋梭周围的面线环就不能从配合凸起与对止动部件之间通过，这样会对面线环施加很大的张力，对形成线迹的动作带来很大障碍。

所以，设置了中旋梭导向部件，该中旋梭导向部件与要跟随外旋梭进行旋转的中旋梭接触，强制该中旋梭向与外旋梭的旋转方向的相反方向转动，在配合凸起与止动部件之间形成使面线环通过的间隙。

该中旋梭导向部件，通过进行与外旋梭旋转同步的摇动等动作，以便从中旋梭离开的位置与中旋梭进行撞击接触，当使该中旋梭移动时，相互的接触部分进行滑动接触。

以往，为了防止上述部件接触部分的磨损，提出了在部件接触部位能够实施用TiN膜或Cr膜等的硬质陶瓷覆盖膜或NiP膜、NiBr膜等较厚的非电解电镀等的表面改质方法。

另一方面，在工业用缝纫机中，通常对于旋梭等部件，要进行强制供油。

作为强制供油装置，例如由泵将润滑油从油盘中吸出，通过油路供给部件，然后再通过油路返回油盘，这样循环使用。

如果上述的强制供油装置供给润滑油的量太多，就会从部件向周围飞散出很多润滑油，或者所供给的多量润滑油在停机时从部件往下滴落等，有向缝纫机机架外方漏出的情况，这些漏出的润滑油，例如会沾在和弄脏形成线迹的面线和底线上，或者要缝制的布上等，或者如果供给润滑油的量太少，部件会产生异常磨损和烧熔。另外还要增加上述的供油路径上部件个数，导致增加制造负荷和成本，并且还会使上述的供油量的设定操作变得复杂。因此，近年来，要求对缝纫机部件进行无供油化。

在上述部件的接触部位，在实施硬质陶瓷覆盖膜和非电解电镀等表面改质的方法时，基材和镀层的物性是完全分开的单一层，当施加滑动力时，几个小时镀层就会被剥离产生磨损。

特别是在这些部件中，例如，像在所述水平旋梭装置上的中旋梭导向部件和中旋梭那样的伴随撞击和摩擦又接触的部件，具有很强的这种倾向。

因此，不仅只作滑动还要受到撞击的中旋梭导向部件和中旋梭，特别容易产生镀层剥离。

另外，关于如上述的无供油化问题，不仅对于中旋梭导向部件，而且对于与另一部件接触的部件接触部分，会产生同样的问题。

在此，本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种缝制机部件，能够对缝纫机中与另一部件接触的部件实现无供油化，同时，具有良好的耐久性和耐磨损性。

发明内容

要解决上述问题，本发明之1的缝纫机部件，例如，如图2所示，是与另一缝纫机部件(例如，图1中的接触部32)接触的缝纫机部件(例如，中旋梭导向部件1的前端部10)，其特征为，具有由钢材形成的基材100，和覆盖所述基材100表面的硬质镀层103；在所述基材100的表层部，设有内部融合硬化层102，该内部融合硬化层102浸渗有与形成所述镀层的分子同样的分子。

作为所述钢材，例如最好是碳素钢、合金钢、工具钢、不锈钢(奥氏体、铁素体、马氏体)或超强钢。

所述基材的表层部是包括基材表面的部位，而内部融合硬化层是将包括所述基材表面的部位变化形成具有另外物性层的层。作为形成该内部融合硬化层的分子，最好用Cr，但并不限定于此，也可以使用能够离子化的元素，例如，Ti、Si、V、Zr和Al等。另外，形成该内部融合硬化层的分子也不限定于单质，也可以是2种元素以上的分子。例如，TiAl等。另外，所述硬质镀层也可以由氮化物、碳化物、氧化物等化合物形成。

另外，作为本发明缝纫机部件的制造方法，可例举出下述方法。例如，在充满Ar气的真空炉内放置制作缝纫机部件的基材，在该基材的表层部形成内部融合硬化层，该内部融合硬化层是将与形成所述镀层的分子同样的分子进行离子化，并用电子枪打入。这时，所述镀层是具有Cr的情况，作为打入的离子使用的是Cr离子。另外，在打入Cr离子时，也可以同时使用W离子或C离子，可促进Cr离子在基材上的内部融合化。接着，在所述工序(第1工序)之后，即在向基材的渗入结束之后，还继续打入Cr离子，进行基材表面覆盖的工序(第2工序)。在该第2工序中，如果使真空炉内充满氮离子或碳离子，就能使覆盖基材的镀层形成CrN化合物等高硬度物质。

本发明之1的缝纫机部件，由于在所述基材的表层部设有内部融合硬化层，该内部融合硬化层浸渗有与形成覆盖所述基材表面的所述镀层分子同样的分子，所以，通过该内部融合硬化层能够提高所述镀层对所述基材的附着力，并且还能够提高表层部分的硬度。因此，即使另一部件与它的表面一侧接触，特别是，另一部件与表面一侧的摩擦接触，或伴有撞击接触，也很难磨损，能够提高耐磨损性，对与另一部件的接触也能提高耐久性。

本发明之2的缝纫机部件，是在本发明之1所述的缝纫机部件中，例如，如图2所示，所述镀层的厚度被形成为3～7μm。

能够制造出所述镀层的厚度范围为0.5～15μm，在比3μm薄时，镀层效果小，在比7μm厚时，镀层本身发脆，不能耐冲击。

本发明之2所述的缝纫机部件，能够得到与本发明之1所述的缝纫机部件同样的效果，同时，由于所述镀层的厚度被形成为3～7μm，所以，在与另一缝纫机部件接触时，是具有合适硬度的能够经受住这种接触的镀层，可提高硬度。

本发明之3的缝纫机部件，是在本发明之1或2所述的缝纫机部件中，例如，如图2所示，所述内部融合硬化层的深度被形成为10～20μm。

所述内部融合硬化层，是在充满Ar气的真空炉内，在所述基材的表层部用电子枪打入与形成所述镀层的分子同样进行了离子化分子，其厚度能够被形成为0.5～80μm。另外，在使内部融合硬化层比10μm薄时，会导致所述基材与镀层附着效果小，而在形成20μm以上的厚度时，分子渗透慢而使形成所述镀层的时间长。

本发明之3所述的缝纫机部件，能够得到与本发明之1或2所述的缝纫机部件同样的效果，同时，由于所述内部融合硬化层深度被形成为10～20μm，所以，无论对于构造还是对于制造都能成为合适的表面结构。即，由于表面硬度低，在与另一方接触时不会有损伤，另外，由于使表面硬度大大高于所需要的硬度，不会增加制造处理本身的成本。

本发明之4的缝纫机部件，是在本发明之1～3中任意一项所述的缝纫机部件中，例如，如图2所示，所述内部融合硬化层的硬度为HV800以上。

本发明之4所述的缝纫机部件，具有与在本发明之1～3中任意一项所述的缝纫机部件同样的效果，同时由于所述内部融合硬化层的硬度为HV800以上，所以，具有附着在所述基材上的镀层，并且所述基材的表层部分具有HV800以上的硬度，与以往技术相比，可增加在与另一部件进行摩擦接触或伴随撞击的接触时的耐磨损性，并能提高耐久性。

本发明之5的缝纫机部件，是在本发明之1～4中任意一项所述的缝纫机部件中，例如，如图2所示，所述镀层的硬度在HV1000以上。

本发明之5所述的缝纫机部件，具有与在本发明之1～4中任意一项所述的缝纫机部件同样的效果，同时由于所述镀层具有HV1000以上的硬度，所以，在与另外的部件进行摩擦接触或伴随撞击的接触时很难磨损。因此可提高耐久性。

附图说明

图1为装有本发明的水平旋梭周边的俯视图。

图2为本发明中旋梭导向部件的前端部与以往结构的中旋梭导向部件的前端部的概略剖面图。

图中：1—中旋梭导向部件(缝纫机部件)，10—中旋梭导向部件前端部(缝纫机部件)，32—中旋梭对接部(另外的缝纫机部件)，100—基材，102—内部融合硬化层，103—硬质镀层。

具体实施方式

以下，参照图1和图2对本发明的缝纫机部件进行说明。另外，在本发明的实施例中，将本发明的缝纫机部件适用于中旋梭导向部件(开松机)，以下进行详细说明。

图1中所出示的是缝纫机中平缝缝纫机用的水平旋梭装置4，它由固定在与机针的升降运动同步旋转的线梭轴2上的未图示外旋梭，和收放卷绕底线的底线轴并且能够旋转地嵌合在外旋梭内侧的中旋梭3构成。

中旋梭导向部件1，其前端部10在A方向进退，相对于接触部32作离合动作，这样使中旋梭导向部件1和中旋梭3在实线与假想线上移动。

这样，为了在未图示的外旋梭沿B方向旋转时使中旋梭3不同时旋转，在挡住中旋梭3的挡块凸起31与针板5的挡块51之间，以及中旋梭导向部件1与接触部32之间，以形成通过面线环的空间并以合适的面线环通过的方式，随着未图示机针的上下驱动，外旋梭进行旋转，并在以从机针上均匀取出面线的中旋梭3的周围旋转使中旋梭穿过面线环时，使面线环能够圆滑地从中旋梭3中脱出，并使面线环与从中旋梭3内的底线轴导出的底线缠绕形成线迹。

如上所述，由于中旋梭导向部件1的动作，在其前端部10与接触部32的撞击的同时进行接触，并在接触部32上滑动。

该中旋梭导向部件1前端部10结构的一部分的表面剖面图出示在图2(a)中。

在该图2中，由强制供油装置供给润滑油的以往的前端部结构的一部分表面剖面图出示在图2(b)中。

如图2(a)所示，中旋梭导向部件1的前端部10具有基材100和覆盖在基材100表面上的硬质镀层103，基材100由不变层101和内部融合硬化层102形成。

基材100由钢材制成，作为钢材可以是例如碳素钢、合金钢、工具钢、不锈钢和超高强度钢等。基材100还具有HV700的硬度。

内部融合硬化层102，以向包括基材100表面的表层部打入Cr离子进行渗透，使表层部的物性变化。

内部融合硬化层102的深度，最好从基材100表面起10～80μm深，更为理想的该实施例的内部融合硬化层102的深度是从基材100表面起10～20μm深。

另外，内部融合硬化层102的硬度约为HV850。但只要该内部融合硬化层102的硬度在HV800～1600的范围内，无论什么值都可以。

硬质镀层103是在表层部覆盖在形成内部融合硬化层102的基材100的镀层。

另外，该硬质镀层103具有CrN化合物，其硬度为HV1000～2500。而本实施例的硬质镀层103的硬度为HV1500。另外，硬质镀层103的厚度为0.5～15μm，在实施例中，更为理想的厚度是3～7μm。

在这样结构的中旋梭导向部件1的前端部10中，在包括由钢材制成的基材100表面的表层部所形成的内部融合硬化层102，具有与覆盖在基材100表面的硬质镀层103的分子同样的分子，因此，对于基材100的硬质镀层103可提高附着性，使基材100与硬质镀层103坚固地附着在一起。

所以，前端部10的强度与以往的结构相比确实有很大提高。

例如，与图2(b)中的没有硬质镀层和内部融合硬化层的以往的基材(图中用以往产品表示)相比，本发明的前端部10，由于从与中旋梭3的接触部32的接触表面直到基材100夹入了约HV1500的硬质镀层103、约HV850的内部融合硬化层102，所以提高了硬质镀层103与内部融合硬化层102的各自的强度。

根据上述中旋梭导向部件1，由于通过内部融合硬化层102，可提高硬质镀层103对于基材100的附着力，并能提高表层部分的硬度，所以，即使接触部32从表面一侧进行摩擦接触，或进行伴随着撞击的接触也能够提高表面部分的耐磨耗性，在表面部分，即使接触部32是在摩擦的同时进行接触，或伴随着撞击进行接触，也很难磨损，可提高对于接触的持久性。

下面，对中旋梭导向部件前端部的制造方法进行说明。

该中旋梭导向部件1的前端部10按以下说明的表面处理工序进行制造。

首先，把中旋梭导向部件1放置在真空炉中，使该真空炉由Ar气形成稳定的气的气氛。

然后，在充满了Ar气的真空炉内，在由构成前端部10的钢材作成的基材100的表层部，将离子化的Cr、W和C的分子用电子枪打入。这样，Cr离子通过W离子和C离子渗透在基材的表层部。在这里，W离子对Cr离子与基材100的结合有提高作用，这样能够使Cr离子可靠地渗透并附着在基材100上。因此在基材100上用电子枪打入Cr离子，就能在基材100的表层部形成内部融合硬化层102。

然后，继续进行打入处理，把渗透在基材上的剩余部分的Cr离子在基材表面上进行层叠而形成镀层103。

当进行该镀层工序时，在充满了Ar气的真空炉内，注入N离子，使剩余部分的Cr离子与N离子反应，使形成在基材表面上的镀层以CrN化合物作为硬质镀层103。该硬质镀层103，其厚度大约为0.5～15μm，硬度为HV1000～2500(在本实施例中约为HV1500)。另外，如果只有Cr离子镀层，硬度大约为HV700～900，而由CrN化合物构成的镀层103能够增加硬度。另外，将N离子注入真空炉内的时刻，是在打入的Cr离子不再向基材上渗透的时候，这个时刻是在同样的环境下预先确认。

在这样制造出中旋梭导向部件1的前端部10上，基材100表层部的内部融合硬化层102和硬质镀层103，是由具有大致同样物性的元素(在本实施例中是Cr)形成的，并且以两者的弹性系数和热膨胀系数的差造成的收缩，提高附着力。

另外，由于硬质镀层103具有大约HV1500的高硬度，具有耐磨损性、耐氧化性的优质的CrN层，所以，能提高前端部10的硬度。

另外，由于为了形成内部融合硬化层102，在基材100上注入了Cr离子，所以，提高了韧性和硬度，并且以强化了基材本身并使内部融合硬化层本身也具有HV800～1600的硬度。这样，由于提高了内部融合硬化层的耐磨损性，因此即使基材表层部的覆盖层，即硬质镀层103有磨损，在内部融合硬化层102上也能再次经受住撞击和滑动。

例如，由以往的渗碳淬火回火的钢材制成的部件，和进行了镀镍或镀磷等处理的部件，与本发明的中旋梭导向部件在规定时间内以规定量进行锤打，进行了为测试磨损量的锤打次数的磨损实验，其结果，与以往的渗碳淬火回火和进行了镀镍或镀磷等处理的部件相比较，具有能够承受10～15倍锤打次数的磨损性。

另外，虽然在本实施例中，只对中旋梭导向部件1的前端部10进行了上述的表面处理，当然也可以在与该前端部10接触的中旋梭3的接触部32上实施同样的表面处理，使它具有与前端部10同样的结构。

另外，虽然在本实施例中，对将本发明的缝纫机部件适用于中旋梭导向部件进行了说明，但也可以适用于在构成缝纫机的部件中，当驱动缝纫机时与其他部件进行伴随撞击和滑动接触的缝纫机部件。例如，作为缝纫机部件的机针，如果将机针的前端部分由上述的基材、内部融合硬化层和镀层构成，就能够提高在缝制硬质新材料等时的耐磨损性，并能提高耐久性。

另外，本发明的缝纫机部件，与上线梭拱座、线梭中的其他缝纫机部件接触的部分、压杆等，只要具有与另一缝纫机部件接触的部位的缝纫机部件，无论什么样的都能够适用。

另外，虽然在以上的实施例中，把作为打入基材的离子定为Cr离子，但本发明并不限定于此，也可以使用Ti、Si、V、Zr和Al等离子。

另外，当形成内部融合硬化层时，也可以不把W和C离子一起打入基材，而只打入Cr离子。

另外，只要在基材上打入与覆盖在该基材表面的镀层大致同样的分子，形成内部融合硬化层，也可以不使用上述的在真空炉内用电子枪打入的方法形成，其制造方法是任意的，当然对于具体的细节的构造也可以进行适当变更。

另外，在本说明书中，Cr是铬、CrN是氮化铬、Ar是氩、W是钨、C是碳、N是氮、Ti是钛、Si是硅、V是钯、Zr是氧化锆、Al是铝。

如上所述，根据本发明之1所述的缝纫机部件，由于在所述基材的表层部设有内部融合硬化层，该内部融合硬化层浸渗有与形成覆盖所述基材表面的所述镀层的分子同样的分子，所以，通过该内部融合硬化层对所述基材可提高所述镀层的附着力，并能提高表层部分的硬度。因此，即使其他的缝纫机部件接触其表面一侧，特别是，其他的缝纫机部件摩擦接触其表面一侧，或伴有撞击的接触其表面一侧，也能够提高难以磨损的表面部分的耐磨损性，并能提高对于与其他缝纫机部件接触的耐久性。另外，还能够以不需要润滑油的无供油状态进行驱动。

根据本发明之2所述的缝纫机部件，由于所述镀层的厚度被形成为3～7μm，所以，是对于其硬度的适当的镀层，能够提高表面部分的硬度。

根据本发明之3所述的缝纫机部件，由于所述内部融合硬化层的厚度被形成为10～20μm，所以，无论在构造上还是在制造上都是恰倒好处的。

根据本发明之4所述的缝纫机部件，由于所述内部融合硬化层的硬度在HV800以上，所以，具有与所述基材紧密附着的镀层，同时，所述基材的表层部分也具有HV800以上的硬度，与以往技术相比，能增加对于与其他部件的摩擦接触和撞击接触的耐磨损性，也能够提高耐久性。

根据本发明之5所述的缝纫机部件，由于所述镀层的硬度在HV1000以上，所以，即使与其他部件形成伴有撞击或摩擦的接触也很难磨损，能够足够经受与这样的其他部件的接触。

Claims (6)

1.一种缝纫机部件，是与另一缝纫机部件接触的缝纫机部件，其特征在于，具有由钢材形成的基材，和覆盖在所述基材表面的硬质镀层；在所述基材的表层部设有内部融合硬化层，该内部融合硬化层浸渗有与形成所述镀层的分子同样的分子。

2.根据权利要求1所述的缝纫机部件，其特征在于，所述镀层的厚度被形成为3～7μm。

3.根据权利要求1或2所述的缝纫机部件，其特征在于，所述内部融合硬化层的深度被形成为10～20μm。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的缝纫机部件，所述内部融合硬化层的硬度为HV800以上。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的缝纫机部件，其特征在于，所述镀层的硬度在HV1000以上。

6.根据权利要求4所述的缝纫机部件，其特征在于，所述镀层的硬度在HV1000以上。

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