CZ105094A3 - Process of surface treatment of taker-in for spindleless spinning - Google Patents

Description

(57) Rozvolňovací válec se vkládá do utčsňovací lázně tak, že tato utčsňovací lázeň vyplní nejmenší dutiny mezi surovým drátem a základním tělesem válce, rozvolňovací válec se zevně opláchne, následně se podrobí tepelně zpracovacímu pochodu a poté se takto předem upravený rozvolňovací válec zbaví otřepu a opatří se povrstvením odolným proti otěru.

,20 CO PRAi-iA

40,b(?

«

-1- : vi

Způsob povrchové úpravy rozvolňovacího- válce pro bezvřetenové předení

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu povrchové úpravy rozvolňovacích válců pro bezvřetenové předení.

Dosavadní stav techniky

Bezvřetenové předení je v současné době nejhospodárnější výrobní způťgsb pro výrobu přízí z krátkých vláken. Nejpodstatnější složky spřádací jednotky pro bezvřetenové předení je rozvolňovací válec a spřádací rotor. Prostřednictvím rozvolňovacího válce se z předlohového pramene podobného vatě vytahují jen několik mikrometrů tlustá vlákna, zbavují se zbytků nečistot a zavádějí se přes přívodní kanál do spřádacího rotoru, kde jsou skrucována na hotovou přízi. Bezvadná funkce rozvolňovacího válce má rozhodující vliv na stabilitu spřádacího procesu a na kvalitu vyráběné příze.

Široce rozšířená forma provedení rozvolňovacích válců sestává z prstencovitého základního tělesa z hliníku nebo z oceli, opatřeného na obvodě spirálovitou drážkou, do níž je fixován ocelový pás, opatřený jemnými zuby, drátové obložení, které se vtáhne a fixuje zatemováním. Obr.l ukazuje prstenec rozvolňovacího válce, částečně v řezu, se základním tělesem 1 zhotoveným z hliníku a se spirálovitě nataženým povlakovým drátem 2.

Příklady pro rozvolňovací dráty a ozubené pásy nebo dráty jsou uvedeny mimo jiné v patentových spisech USA US-A-2 937 413, US-A-4 233 711, US-A-2 731 676,

US-A-4 435 953 a US-A-3 333 963. Výroba ozubených pásů (obložení) se provádí obvykle vyválcováním nejprve kulatého drátu na charakteristický průřezový tvar a následným vystřihováním zubů z ploché části tohoto profilového pásu. Takový povlakový drát je na obr.2a znázorněn v průřezu a na obr.2b f ..

-2v bočním pohledu a výsek drátu. Popřípadě se provádí mechanické následné opracování boků zubů broušením. Toto je popsáno kupříkladu v patentovém spisu USA US-A-4 233 711'.

Těmito výrobními pochody získaný povlakový drát je označován jako surový drát. Hrany zubů surového drátu jsou ostré a zčásti velmi drsné. Rozvolňovací válce s drátovým obložením v tomto stavu mají z hlediska spřádání zcela nepřijatelné chování. Jemná vlákna jsou jimi ničena nebo tvoří shluky na nerovnostech zubů, které se čas od času uvolňují a mají za následek tlustá místa ve vyrobené přízi.

Podle známého stavu techniky se proto dráty obložení pro rozvolňovací válce podrobují před ukládáním na základní těleso elektrolytickému nebo chemickému zpracovávacímu pochodu. Tímto zpracováním jsou ostré hrany zaoblovány a jakost povrchu je obecně zlepšována. Za tímto účelem se surový drát postupně v různých eleketrolyticky a/nebo chemicky pracujících lázní odmaštuje, zbavuje okují, moří se a zbavuje se otřepu. Mezi vlastními pracovními pochody musí být prováděn intenzivní oplach, takže celé zpracovávání je zdlouhavé a drahé.

Povrchový stav zubů, který je výsledkem tohoto zpracování, je označován jako jehlový povrch (Nadeíinish). Je považován za nepostradatelný pro bezvadnou funkci rozvolňovacího válce s drátovým obložením. Odkaz na tento jehlový povrch je uveden například v patentovém spisu USA č.US-A-5 006 367, sloupec 2, řádky 9-10.

Ke známému stavu techniky dále náleží, že se zuby rozvolňovacích válců chrání řízenými opatřeními z hlediska povrchu před otěrem a tím se i prodlužuje životnost rozvolňovacích válců. Jako obzvláště účinné se přitom ukázalo nanášení disperzní vrstvy z autokatalyticky odloučeného niklu s uloženými částicemi diamantu na rozvolňovací válec s drá' -3tovým obložením a opatřený jehlovým hovrchem. To je mimo jiné popsáno v časopisech Metalloberfláche 1984, sešit 4, str.139, nebo Textile Month, květen 1981. Doby životnosti dosahované u rozvolňovacích válců opatřených povrstvením z niklu diamantu přesahují životnosti u nepovrstvených válců pět až šestkrát.

Podobně jako výše popsané zpracování surového drátu za účelem odstraňování otřepu a zaoblování vyžaduje povrstvení niklovým a diamantovým obložením náročné vícestupňové zpracovávání v ponorných lázních, takže je žádoucí, aby oba postupy byly hospodárným způsobem sloučeny. Takové sloučení by mělo následující podstatné výhody.

První výhoda spočívá v tom, že při výrobě rozvolňovacích válců je možné použitím podstatně levnějšího surového drátu nezbaveného otřepu dosáhnout značné úspory nákladů, Vlastní odstranění otřepu se při beztak prováděného povrstvování nikl-diamantovým obložením zařazuje pouze jako přídavný pochod předběžného zpracovávání a působí proto pouze nepodstatné vícenáklady.

Další výhodou je to, že přesným uložením drátu na válcovém tělese probíhá pochod ostraňování otřepu definovaněji a způosbem lépe reprodukovatelným, než u dosud obvyklého svazku nebo v průběžném pochodu, takže vzniká méně zmetků v důsledku vady povrchu.

Dosavadní snahy odborníků také potvrdily principielní možnost takové způosbové kombinace. Nepodařilo se však v potřebném sériovém měřítku vyrobit produkt schopný zaručené kvality. To vyplývá z výrobnětechnické zvláštnosti rozvolňovacích drátů s drátový- obložením, kreré vedou k pozdějším vadám s vekmi dlouhou dobou latence.

Aby se drát obložení mohl vtahovat do spirálovité

-4drážky ve válcovém tělese, musí být tato drážka o něco širší, než pata drátu. Přídavné vznikají kolísáním při válcování drátu nebo opotřebením nástrojů při zapichování drážek rozměrové rozdíly, které vedou k rozdílně velkým dutinám mezi drátem a stěnou drážky základního tělesa. Ukázalo se jako χ technicky nemožné., tyto dutiny zcela odstranit nebo utěsnit při sériové výrobě temovacím pochodem prováděným pro fixování drátu na válcovém tělese.

Ponoří-li se rozvolňovací válec s drátovým obložením do lázně pro odstraňování otřepu, vniká agresivní kapalina lázně také do výše uvedených dutin a napadá kovové povrchy.

Toto není zpočátku rušivé a je také zpravidla překrývánododatečně nanášeným nikl-diamantovým povrstvením. Jelikož se pro dosažení maximální odolnosti proti otěru po povrstvení provádí tepelné zpracování při 250 až 350°C, odpařují se také zcela úplně zbytky kapaliny v dutinách a zůstávají zde suché soli. Rozvolňovací válce, které se následné v jediném zpracovávacím procesu zbavují otřepu a povrstvují, se jeví bezprostředně po povrchové úpravě bezvadné.

Pokud však takové válce přicházejí po určitou dobu do styku sd vyšší vlhkostí vzduchu, získávají suché soli svoji chemickou aktivitu zpět a uvádějí znovu do chodu nepřerušené korozní procesy. V přádelnách, kde jsou rozvolňovací válce určeny k použití, je vlhkost vzduchu dokonce uměle zvyšována pro odstranění elektrostatických nábojů, takže dříve nebo později dochází u většiny válců ke spuštění korozních procesů nepřijatelného rozsahu.

Pro koncového uživatele rozvolňovacích válců je maximálně přijatelný podíl <10% rozvolňovacích válců s jednotlivými místy rzi.

O slitinách hliníku je známo, že jsou napadány jak alkalickými, tak i kyselými prostředími, a že jednou započa-5té korozní procesy se v U rozvolňovacích válců se z takových slitin dochází které uvádějí dokonce dobře tvy do stavu k doprýskávání praxi již sotva dají zastavit, základními tělesy zhotovenými k výkvětům korozních produktů, v

lnoucí a stabilní povrchové vrsZákladní válcová tělesa zhotovený z materiálů na bázi železa jsou vcelku náchylné ke korozi, takže u válce zhotoveného zcela z oceli je obvykle zapotřebí všestranná ochrana proti korozi. Dodatečná tvorba rzi v souladu s výše popisovaným mechanismem vede k podobným škodám, jako koroze hliníku, a je proto právě tak nepřípustná.

Byly již učiněny pokusy zcela vyplňovat nevyhnutelnou dutinu mezi základním tělesem a obložením řízeným zaváděním plastické hmoty současně s drátem. To opět vedlo podle složení hmoty k nepřípustným poruchám při chemickém zpracování a výrobě jehlových povrchů nebo při konečném vytvrzování nikl-diamantové disperzní vrstvy.

Bylo tak až dosud nemožné provádět zpracování povlakových drátů za účelem odstranění otřepu po montáži drátů na základní těleso tak, že by pozdější výskyt korozních jevů ve štěrbině mezi základním tělesem a drátem byl snížen na přijatelnou míru, a nanášet na tyto rozvolňovací válce povrstvení zajištující ochranu proti otěru, například nikl-diamantovou disperzní vrstvu v jediném vícestupňovém zpracovávacím procesu přímo po odstranění otřepu.

Vynález si klade za úkol připravit způsob povrchové úpravy a povrstvení rozvolňovacích válců pro bezvřetenové předení, odolné proti opotřebení, a to pro rozvolňovací válce sestávající z kovového základního tělesa a z drátového obložení, který dovoluje kombinaci odstraňování otřepu drátu obložení a povrstvení kovových rozvolňovacích válců s drátovým obložením, aniž by byl negativně ovlivňován popsanými

-6nedostatky této kombinace.

Podstata vynálezu _v

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob povrchové úpravy a povrstvení odolného proto opotřebení, pro rozvolňovací válce pro bezvřetenové předení, sestávajících z kovového základního tělesa a drátového obložení osazovaného jako surový drát, jehož podstatou je, že se rozvolňovací válec vloží do utěsutěsňovací lázeň sama vyplní nejdrátem a základním tělesem válce, rozvolňovací válec se zevně do čista opláchne, následně se podrobí tepelně zpracovacímu pochodu a po té se předběžně upravený rozvolňovací válec zbaví způsobem, který je sám o sobé známý, otřepu a opatří se povrstvením odolným proti otěru.

ňovací lázně tak, že tato menší dutiny mezi surovým

Pro provádění utěsňovacího se rozvolňovací válce s drátovým na dostatečné vysokou teplotu, aby se odstranily eventuelní zbytky vlhkosti ze všech dutin. Potom se v zahřátém stavu ponořují do kapaliny, v níž jsou látky potřebné pro utěsnění/pasivaci rozpuštěny nebo jemně rozptýleny, a v této kapalině se nechávají vychladnout. Ochlazením se horký vzduch zůstávající v dutinách silně smršťuje. Vzniká podtlak, který vyvolává vnikání okolní kapaliny také do nej jemnějších dutin. V případě potřeby může být toto vnikání kapaliny ještě zlepšeno tím, že se nádrž pro ponor uzavře a přídavně se plní stlačeným vzduchem nebo přečerpávanou kapalinou.

zpracování podle vynálezu obložením nejprve zahřejí

Utěsňování a/nebo pasivace se volí tak, že nepůsobí rušivě ani při odstraňování otřepu drátu obložení, ani při navazujícím povrstvení proti otěru nebo při dokončovacím teplném zpracování.

Rozvolňovací válce odebírané z impregnační lázně se

-Ίpovrchově do čista oplachují. Překvapivě nedochází přitom v dutinách k výměně utěsňovací kapaliny a oplachové vody mezi surovým drátem a stěnou drážky základního tělesa.

Ve dvoustupňovém tepelně zpracovávacím kroku se nejprve rozpouštědlo utěsňovací kapaliny v dutinách mezi surovým drátem a stěnou drážky pomalu odpařuje, takže se látky obsažené v utěsňovací kapalině vylučují jako povlak na stěnách dutin. Popřípadě se podle použitého utěsňovacího roztoku dalším zvýšením teploty krystalová struktura a vlastnost povrchu před tím vytvořeného povlaku mění tak, že tento povlak již není napadán nebo dokonce vůbec rozpouštěn na něj působícími kyselinami, louhy nebo oplachovými kapalinami během pozdějšího odstraňování otřepu nebo povrstvování.

Jako utěsňovací prostředek jsou vhodné jak roztoky látek, které po vysušení nebo následném tepelném zpracování tvoří husté nerozpustné filmy na vodné bázi, jakož i na bázi organických rozpouštědel. Látky na bázi organických rozpouštědel mají však nevýhodu v tom, že jsou buď hořlavé nebo zdraví škodlivé a že pro manipulaci s nimi jsou zapotřebí opatření vyžadující obzvláštní opatrnost. Příklad utěsňovacího prostředku, který je sice technicky účinný, avšak zatížený uvedenými nevýhodami, je roztok akrylového polymeru v ethylalkoholu nebo acetonu.

Podle vynálezu se proto s výhodou používají vodné roztoky látek, které po vysušení nebo následném tepelném zpracování tvoří husté nerozpustné filmy na stěnách dutin. Takové látky jsou kupříkladu křemičitany nebo fosforečnany, jako oxid křemičitý, křemičito-fosforečnan nebo monoaluminiumfosfát (mono-fosforečnan hlinitý) nebo směs.i těchto látek. Tyto látky mohou-být použity až na hranici jejich rozpustnosti ve vodných roztocích.

Takto předběžné zpracované rozvolňovací válce se ná-8sledně způsobem známým ze stavu techniky postupně za sebou odmašťují, zbavují okují, moří, zbavují otřepu a opatřují se povlakem odolným proti otěru v různých elektrolytických a/nebo chemicky pracujících lázních. Obzvláště vhodná jako povrstvení proti otěru jsou nikl-diamantová povrstvení, známá ze stavu techniky.

Příklady provedení vynálezu

Následující příklady slouží pro další objasnění vynálezu. Pro všechny příklady byly použity rozvolňovací válce stejného výrobce. Provedení použitých částí odpovídalo obr.1.

PŘÍKLAD 1

Příklad je založen na zpracování povrchu v roztoku oxidu křemičitého s následným odstraňování otřepu a povrstvování rozvolňovacích válců s upnutým obložením ze surového drátu.

100 rozvolňovacích válců sestávajících z neupravených obkladových prstenců, které byly u výrobce již opatřeny vytvrzeným surovým drátem bez jehlového povrchu, bylo volně nasazeno na nosný stojan a s ní bylo zahřáto v peci s cirkulací vzduchu na 200°C, aby se vypudily veškeré zbytky vlhkosti ze zbytkové štěrbiny mezi základním tělesem a obkladovým drátem. Nosný stojan s horkými částmi byl následně rychle ochlazen ponořením do roztoku 15% oxidu křemičitého Si0₂ ve vodě, udržovaného na teplotě místnosti (cca 23°C) a v něm ochlazen na teplotu místnosti.

Po ochlazení se náplň vyňala z roztoku a postupně se ponořila do dvou kádí s vodou z vodovou o teplotě místnosti. Po okapání vody se celá náplň sušila v peci s cirkulací vzduchu předehřáté na 50°C po dobu 12 hodin. Přitom byla voda z roztoku oxidu přemičitého pomalu vypuzována. Po té se teplota pece zvýšila na 250°C a udržovala se 2 hodiny na této teplotě, aby se zbývající vrstva oxidu křemičitého Si0₂ v dutinách mezi základním tělesem a drátovým obložením vy-9tvrdila.

Po ochlazení se takto zpracované rozvolňovací válce v

podrobily odstraňování otřepu způsobem, který je sám o sobě známý, v jediném vícestupňovém zpracovávacím postupu, a opatřily se nikl-diamantovým povrstvením.

K tomuto účelu byly rozvolňovací válce nasazeny na nosné jednotky potřebné pro nikl-diamantové povrstvení a prostřednictvím částečně automatického dopravního zařízení byly ponořeny do obvyklé potřebné zpracovávací lázně. Normální postup pro nikl-diamantové povrstvení zahrnuje odmašťování za horka, kyselé moření pro odstraňování oxidových filmů nebo vrstvičky okují z ocelových povrchů, dekapování ocelového povrchu a ktivizaci hliníkového povrchu pro chemické poniklování.

Rozvolňovací válce se po zpracování mořením pro odstraňování okují z ocelového povrchu přídavně ponořily do obvyklé chemické lázně pro odstraňování otřepu, aby se pstré hrany zubů drátu obložení zaoblily a aby se plošinovité kroty převedly do jehlicovitéhc tvaru s definovaným poloměrem zakřivení. Po tomto zpracování za účelem odstranění otřepu pokračoval výše popsaný proces pro nikl-diamantové povrstvování dekapovacími a aktivačními pochody a byl dokončen nanesením diamantové disperzní vrstvy.

Po povrstvení následovalo tepelné zpracování po dobu přes 2 hodiny při 350°C, jak se obvykle provádí pro dosahování maximální odolnosti takových vrstev proti otěru. Nakonec nyly povrstvené a tepelně zpracované části obvyklým způosbem zbaveny ulpívajících diamantových částic a jiných nečistot otryskáním jemnými skleněnými kuličkami.

Pro zkoušení náchylnosti ke korozi byly zpracované části vystaveny v klimatizační komoře po dobu 100 hodin pod— 10 — mínkám, jaké se obvykle vyskytují v přádelnách, a to teplotě 50°C a relativní vlhkosti 80%. Pro urychlení viditelné tvorby rzi na místech, kde se vlhký vzduch může dostat do mezery mezi základním tělesem a ocelovým drátem, se do atmosféry v klimatizační komoře přidalo 0,01 g kyseliny chlorovodíkové na litr vzduchu.

Po ukončení této zkoušky vystavení účinkům koroze byly části vyjmuty z klimatizační komory, vysušeny při teplotě 150°C a podrobeny optickému vyšetření pod stereomikroskopem při 30 násobném zvětšení: 10 dílů vykázalo výkvěty rzi.

PŘÍKLAD 2

Příklad spočívá v povrchovém zpracování s použitím roztoku křemičito-fosforečnanu s navazujícím odstraňováním otřepu z rozvolňovacích válcům s upnutým obložením ze surového dátu.

100 rozvolňovacích válců jako v příkladě 1 se podrobilo stejnému zpracování jako v příkladě 1. Na rozdíl od příkladu 1 bylo použito pro impregnování dutin 20%-ního roztoku křemičito-fosf orečnanu. (FFB108. firmy Chemetall GmbH,

1«.

Franfurt) ve vodě. Teplota vytvrzování po pomalém sušení činila 280°C

Zkouška sklonu ke korozi byla provedena tak, jak je popsáno v příkladě 1.

Výsledkem závěrečného vizuelního vyšetření bylo 8 rozvolňovacích válců s výkvěty rzi.

PŘÍKLAD 3

Postup spočíval v povrchové úpravě vodným roztokem mono-fosforečnanu hlinitého s následným odstraňováním otřepu a povrstvováním rozvolňovacích válců s obložením upnutým surovým drátem.

-11100 rozvolňovacích válců jako v příkladě 1 vylo podrobeno stejnému zpracování, jako v příkladě 1. Na rozdíl od příkladu 1 bylo pro impregnaci dutin použito 20%-ního roztoku mono-forečnanu hlinitého ve vodě. Teplota vytvrzování po pomalém sušení činila 300°C.

Zkoušení náchylnosti ke korozi se provádělo, jak je popsáno v příkladě 1.

Při následné vizuelní prohlídce byly zjištěny mezi 100 rozvolňovacími válci pouze 4 rozvolňovací válce s výskytem rzi.

SROVNÁVACÍ PŘÍKLAD 1:

Příklad spočívá k postupu podle známého stavu techniky s odděleným odstraňováním otřepu a povrstvováním.

100 obvyklých rozvolňovacích válců v provedení odpovídajícím obr.l byly povrstvený disperzní nikl-diamantovou vrstvou, jak je standardně uváděna předními výrobci takových dílců pro spřádací stroje pro bezvřetenové předení. Drát obložení osazený u takových dílů již vykazoval potřebnou geometrii zubových hrotů a jakost povrch (jehlový povrch). Povrstvovací proces zahrnoval odmašťování, moření, mořicí čištění (dekapování) ocelového drátu, aktivaci hliníkového základního tělesa a poniklování se současným ukládáním diamantových částic.

Po povrstvování následovalo tepelné zpracování po dobu přes 2 hodiny při 350°C, jaké se provádí obvykle pro dosahování maximální stálosti takovýchto vrstev proti otěru. Nakonec byly povrstvené a tepelně zpracované části zbaveny otryskáním jemnými skleněnými kuličkami ulpělých diamantových částic a jiných nečistot.

( ,.

-12Vyšetření náchylnosti ke korozi bylo provedeno, jak je popsáno v příkladě 1.

Při závěrečném vystření bylo mezi 100 rozvolňovacími válci pouze 6 částí s výkvěty rzi na více místech.

SROVNÁVACÍ PŘÍKLAD 2:

Příklad spočívá v odstraňování otřepu a povrstvování rozvolňovacích válců s upnutým drátovým obložením bez předchozího zpracování podle vynálezu.

100 rozvolňovacích válců jako v příkladě 1 bylo, jak je v tomto příkladě popsáno, známým způsobem zbaveno otřepu v jediném vícestupňovém zpracovávacím postupu a opatřilo se nikl-diamantovým povrstvením.

Povrstvené části byly, jak je popsáno v příkladě 1, tepelně zpracovány, a očištěny otryskáním skleněnými kuličkami .

Vyšetření náchylnosti ke korozi bylo provedeno tak, jak je popsáno v příkladě 1.

Při konečném vyšetření bylo mezi 100 rozvolňovacími válco 58 kusů s částečně silnými výkvěty rzi. Tento podíl částí náchylných ke korozi je pro přádelny vzhledem ke znečištění nebo ke zbarvování vyráběných přízí zcela nepřípustný.

Claims (5)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob povrchové úpravy a povrstvení odolného proto opotřebení-, pro rozvolňovací ' válce pro bezvřetenové předení, sestávající z kovového základního tělesa a drátového obložení osazovaného jako surový drát, vyznačený tím, že se rozvolňovací válec vloží do utěsňovací lázně tak, že tato utěsňovací lázeň sama vyplní nejmenší dutiny mezi surovým drátem a základním tělesem válce, rozvolňovací válec se zevně do čista opláchne, následně se podrobí tepelně zpracovacímu pochodu a takto předem upravený rozvolňovací válec se po té způsobem, který je sám o sobě známý, zbaví otřepu a opatří se povrstvením odolným proti otěru.
2. 2. Způsob podle nároku 1 vyznačená tím, že se jako utěsňovací lázně použijí roztoky látek, které po vysušení tvoří husté nerozpustné filmy.
3. 3. Způsob podle nároku 2 vyznačený tím, že se u utěsňovacích lázní jedná o vodné roztoky.
4. 4. Způsob podle nároku 3 vyznačený tím, že se u utěsňovacích lázní jedná o vodné roztoky nejméně jedné látky, zvolené ze skupiny křemičitanů, fosforečnanů nebo jejich směsí.
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4 vyznačený tím, že se ukládání do utěsňovací lázně provádí v uzavřené.,, nádrži pro ponor při zvýšeném tlaku. -