DE19527273C2

DE19527273C2 - Spinning ring

Info

Publication number: DE19527273C2
Application number: DE19527273A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Funk
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-07-26
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2015-07-27
Also published as: JPH0881839A; IT1277546B1; DE19527273A1; ITMI951870A1; ITMI951870A0; CH688864A5

Description

Die Erfindung betrifft einen Spinnring für eine Ringspinn maschine, bei dem zumindest an der Berührungsfläche des Spinnringes mit dem Läufer eine Metall-Phosphor-Schicht oder Metall-Bor-Schicht aufgebracht ist.The invention relates to a spinning ring for a ring spinning machine in which at least on the contact surface of the Spinning ring with the runner a metal-phosphor layer or metal-boron layer is applied.

Generell ist es aus "Plating and Surface Finishing 79 (1992)", Beilage 3, Seite 29 bis 33, bekannt, Oberflächen mit einer Nickelbeschichtung zu versehen, um bestimmte physikalische und mechanische Eigenschaften, Korrosionsbe ständigkeit oder Verschleissbeständigkeit zu erzielen. In einer Tabelle werden Nickelbeschichtungen mit einem Phosphorgehalt von 1% bis 4%, 7% bis 9% und 10% bis 12% beschrieben. In der dazugehörigen Beschreibung wird darauf hingewiesen, dass die Beschichtungen mit einem geringeren Phosphorgehalt vor allem bezüglich Ihrer verbesserten Lötbarkeit, hohen Abscheidungshärte, guten elektrischen Leitfähigkeit und hoher Beständigkeit in alkalischer Umgebung hervorzuheben sind. All das sind Eigenschaften, die für einen Spinnring von nur geringer Bedeutung sind. An Spinnringe werden die unterschiedlichsten Anforderungen, beispielsweise je nach der Geschwindigkeit bzw. Drehzahl (8.000 bis 24.000 rpm), der Garnstärke (Läufergewicht!), dem Garnmaterial (Baumwolle, Viskose, Polyester, Wolle, Mischungen) und einer wirksamen Faserschmierung gestellt. Dementsprechend sind die Anforderungen an die Spinnringe ebenfalls sehr unterschiedlich (z. B. in Bezug auf die Abrasion, unterschiedliche Hertz-Pressung, hohe Temperaturen, gute oder schlechte Schmierung). Je nach Beanspruchung gibt es einen optimalen Phosphorgehalt, wobei aus der genannten Entgegenhaltung in dieser Beziehung für Spinnringe höchstens etwas zu entnehmen ist, was auf den Abrieb hindeutet. In dieser Beziehung führt aber gerade die Entgegenhaltung dazu, anzunehmen, dass ein höherer Phosphorgehalt günstiger ist, als ein geringer Phosphorgehalt. In general, it is known from "Plating and Surface Finishing 79 ( 1992 )", Supplement 3 , pages 29 to 33, to provide surfaces with a nickel coating in order to achieve certain physical and mechanical properties, corrosion resistance or wear resistance. Nickel coatings with a phosphorus content of 1% to 4%, 7% to 9% and 10% to 12% are described in a table. In the associated description, it is pointed out that the coatings with a lower phosphorus content are particularly noteworthy in terms of their improved solderability, high deposition hardness, good electrical conductivity and high resistance in an alkaline environment. All of these are properties that are of little importance for a spinning ring. A wide variety of requirements are placed on spinning rings, for example depending on the speed or speed (8,000 to 24,000 rpm), the yarn size (runner weight!), The yarn material (cotton, viscose, polyester, wool, blends) and effective fiber lubrication. Accordingly, the requirements for the spinning rings are also very different (e.g. with regard to abrasion, different Hertz pressures, high temperatures, good or bad lubrication). Depending on the stress, there is an optimal phosphorus content, whereby from the cited document in this respect, for spinning rings at most, there is at most something that indicates abrasion. In this regard, however, the citation leads to the assumption that a higher phosphorus content is cheaper than a lower phosphorus content.

Für einen Läufer ist aus Patents Abstract of Japan, C 106, 08. Juni 1982, Vol. 6/N. 98 beispielsweise bekannt, dass seine innere Oberfläche eine Nickel-Kobalt-Phosphor-Be schichtung aufweist, die 10% bis 60% Kobalt und 1% bis 15% Phosphor beinhaltet. Die Beschichtung erfolgt in einer Dicke von ca. 15 µm. Allerdings kann dieses Wissen, das sich auf den Läufer bezieht, nicht ohne weiteres auf einen Spinnring übertragen werden. Der Läufer ist der aktive Teil, der Spinnring ist der statische Teil des Systems des Spinnrings/Läufers. Was für den Läufer gut ist, braucht für den Spinnring keinesfalls gut zu sein. Zudem wird in der Entgegenhaltung darauf hingewiesen, dass durch die Beschichtung die magnetischen Eigenschaften des Läufers verbessert werden.For a runner, from Patent Abstract of Japan, C 106, June 8, 1982, Vol. 6 / N. 98 known for example that its inner surface is a nickel-cobalt-phosphorus coating Layering that has 10% to 60% cobalt and 1% to 15% Includes phosphorus. The coating takes place in one 15 µm thick. However, this knowledge can refers to the runner, not simply one Spinning ring are transmitted. The runner is the active one Part, the spinning ring is the static part of the system of the Spinning rings / runners. What is good for the runner needs for the spinning ring is by no means good. In addition, in the Document pointed out that through the Coating the magnetic properties of the rotor be improved.

Bei der Entwicklung von Spinnringen geht es neben der Ver besserung der Form um eine Steigerung der Verschleiss festigkeit der Oberfläche, eine Verkürzung der Einlaufzeit und Verbilligung des Produktes durch Wahl von preiswertem Grundmaterial und/oder durch kostengünstige Herstellung. Üblicherweise wird heute gehärteter Kugellagerstahl oder einsatzgehärteter Stahl als Grundmaterial eingesetzt. Kostengünstiger wären allerdings Legierungen, wie z. B. auf Aluminium-, Magnesium- oder Zink-Basis. Besonders preiswert ist die Herstellung aus Kunststoff, wobei letzterer mit Füllstoffen oder Fasern verstärkt sein kann.The development of spinning rings is next to the Ver Improvement of the shape by an increase in wear strength of the surface, a reduction in the running-in time and cheapening the product by choosing inexpensive Base material and / or through inexpensive production. Usually hardened ball bearing steel or Case-hardened steel used as base material. However, alloys such as B. on Aluminum, magnesium or zinc base. Particularly inexpensive is the production of plastic, the latter with Fillers or fibers can be reinforced.

Der Verschleissmechanismus hängt u. a. vom Wechselspiel zwischen Spinnring und dem von ihm geführten Läufer ab. Wenn die Oberfläche des Spinnringes einmal Schädigungen aufweist, führt dies zu einer Beeinträchtigung der Stabilität des Läufers auf seiner Bahn und zu einer erhöhten Flächenbelastung an der Kontaktstelle Ring-Läufer, wodurch es punktuell zu Spitzenbeanspruchungen am Spinnring mit verstärktem Verschleiss kommt. Andererseits wird der Läufer dabei rasch soweit geschädigt, dass er durch einen neuen ersetzt werden muss.The wear mechanism depends u. a. of the interplay between the spinning ring and the runner led by him. If the surface of the spinning ring is damaged once has, this leads to an impairment of Stability of the runner on his or her path and to one increased area load at the contact point ring traveler, which causes selective stresses on the spinning ring comes with increased wear. On the other hand, the Runner quickly damaged to the point that he was hit by a new ones must be replaced.

Bei der Oberflächenbehandlung des Spinnringes bietet sich die Beschichtungstechnik an, wobei Nickel-Phosphor- Legierungen, vorzugsweise in Bädern, auf die Lauffläche des Spinnringes aufgebracht werden. Eine derartige Beschichtung ist beispielsweise aus Patents Abstract of Japan, C 572, 27. Februar 1989, Vol. 13/N. 84, bekannt, wobei dort auch eine Nickel-Bor-Beschichtung erwähnt ist.The surface treatment of the spinning ring offers itself coating technology, whereby nickel-phosphorus Alloys, preferably in baths, on the tread of the Spinning ring are applied. Such a coating is for example from Patents Abstract of Japan, C 572, February 27, 1989, vol. 13 / N. 84, known, and there too a nickel-boron coating is mentioned.

Vor allem ist ein Spinnring der o. g. Art aber aus der DE-OS 43 35 538 bekannt. Dort wird jedoch davon ausgegangen, dass der Spinnring mit einer Beschichtung aus einer Metall- Phosphor-Legierung belegt wird, wobei diese Legierung einen Mindestgehalt von 4% Phosphor, bevorzugt von über 12% Phosphor aufweist. Das Problem einer solchen Nickel- Phosphor-Schicht, z. B. Nickel-Phosphor mit 8% bis 10% Phosphor, liegt darin, dass sie zur Erzielung einer ausreichend hohen Härte bei mindestens 300° bis 400°C angelassen werden muss (Fig. 1). Diese hohe Anlasstemperatur liegt für zahlreiche Grundwerkstoffe auf Aluminium-, Magnesium- oder Zinkbasis oder aus Kunststoff zu hoch, da Verzunderung, Verzug oder Anschmelzen die Folge sein können.Above all, a spinning ring of the above type is known from DE-OS 43 35 538. There, however, it is assumed that the spinning ring is coated with a coating of a metal-phosphorus alloy, this alloy having a minimum content of 4% phosphorus, preferably more than 12% phosphorus. The problem of such a nickel-phosphor layer, e.g. B. nickel phosphorus with 8% to 10% phosphorus, lies in the fact that it must be tempered at at least 300 ° to 400 ° C to achieve a sufficiently high hardness ( Fig. 1). This high tempering temperature is too high for numerous base materials based on aluminum, magnesium or zinc or made of plastic, as scaling, warping or melting may result.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Beschichtung so zu verbessern, dass auch auf preiswerten Grundwerkstoffen, wie Aluminium-, Magnesium- und Zink-Legierungen oder Kunststoffen eine gute Abrasionsfestigkeit der Schicht bei tiefer Anlasstemperatur oder ohne Anlassen erreicht wird.It is an object of the present invention, the coating so to improve that even on inexpensive base materials, such as aluminum, magnesium and zinc alloys or The abrasion resistance of the layer lower tempering temperature or without tempering.

Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Metall-Phosphor- Schicht mit einem Anteil von 1% bis 4% Phosphor oder eine Metall-Bor-Schicht mit 0,5% bis 4% Bor gelöst. On the one hand, this task is Layer with a proportion of 1% to 4% phosphorus or a Metal-boron layer dissolved with 0.5% to 4% boron.

Eine Anlasstemperatur im Bereich unter 250°C genügt bei Metall-Phosphor-Legierungen, um eine hohe Schichthärte über 750 HV zu erhalten. Bei Metall-Bor-Legierungen kann auf ein Anlassen u. U. völlig verzichtet werden. Als Metall kommen Nickel, Kobalt, Eisen oder Kombinationen der erwähnten Metalle, also Nickel-Kobalt, Kobalt-Eisen, Nickel-Eisen, oder eine Legierung aus allen drei Metallen in Frage, wobei der erwähnte Gehalt an Phosphor oder Bor mit 1% bzw. 0,5% im Minimum vorhanden sein muss. Die Schicht auf dem Spinnring kann durch elektrolytische oder nichtelektroly tische Verfahren abgeschieden werden.A tempering temperature in the range below 250 ° C is sufficient Metal-phosphorus alloys to achieve a high layer hardness To get 750 HV. In the case of metal-boron alloys, a Tempering and U. be completely dispensed with. Come as metal Nickel, cobalt, iron or combinations of the above Metals, i.e. nickel-cobalt, cobalt-iron, nickel-iron, or an alloy of all three metals in question, where the mentioned phosphorus or boron content of 1% or 0.5% must be present in the minimum. The layer on the Spinning ring can be by electrolytic or non-electroly table processes are separated.

Aus wirtschaftlichen, ökologischen und medizinischen Gründen sind Metall-Phosphor- oder Metall-Bor-Legierungen mit überwiegendem Eisenanteil als Metall besonders interessant. Eisen ist kostengünstig, kann problemlos entsorgt und wiederverwertet werden und weist keine gesundheitlichen Nebenwirkungen auf, wie z. B. das Auslösen von Allergien. Der Eisenanteil der Oberflächenschicht des Spinnrings soll bevorzugt zwischen 20 und 99 Massenprozent betragen. In den Fig. 1 und 2 ist der Härteverlauf HV über der Temperatur der Wärmebehandlung während einer Stunde für Nickel-Phosphor bzw. Nickel-Bor aufgetragen, und zwar für Verbindungen mit 2,5% Massenanteil Phosphor, bzw. 8,5% und 11% in Fig. 1, und 0,5% Bor bzw. 2,5% Bor in Fig. 2.For economic, ecological and medical reasons, metal-phosphorus or metal-boron alloys with a predominant iron content are particularly interesting as metal. Iron is inexpensive, can be easily disposed of and reused and has no health side effects, such as. B. triggering allergies. The iron content of the surface layer of the spinning ring should preferably be between 20 and 99 percent by mass. In Figs. 1 and 2 of the HV hardness profile over the temperature of the heat treatment for one hour for nickel-phosphorous or nickel-boron is applied, namely for compounds having 2.5% by weight of phosphorus, and 8.5%, and 11 % in Fig. 1, and 0.5% boron and 2.5% boron in Fig. 2nd

Die Metall-Phosphor-Beschichtung oder Metall-Bor-Beschich tung kann durch ein feinkeramisches Korn, bevorzugt Silizium-Karbid, verstärkt werden. Zur Verstärkung kommen keramische oder metallische Dispersionen in Frage.The metal-phosphor coating or metal-boron coating tion can be preferred by a fine ceramic grain Silicon carbide. Come for reinforcement ceramic or metallic dispersions in question.

Claims

1. Spinning ring for a ring spinning machine, in which at least on the contact surface of the spinning ring with the rotor a metal-phosphor layer is applied, characterized in that the metal-phosphor layer has a content of 1% to 4% phosphorus.

2. Spinning ring for a ring spinning machine, in which at least on the contact surface of the spinning ring with the rotor Metal-boron layer is applied, characterized in that the metal-boron layer has 0.5% to 4% boron.

3. Spinning ring according to one of the preceding claims, characterized characterized that the coating between 5 and 100 microns is strong.

4. Spinning ring according to claim 1 or 2, characterized net that as metal, nickel, cobalt or iron or Combinations of these metals, i.e. nickel-cobalt, cobalt Iron, nickel iron or nickel cobalt iron is used become.

5. Spinning ring according to one of the preceding claims, characterized characterized by a reinforcement of the layer ceramic or metallic dispersions.

6. Spinning ring according to claim 5, characterized in that fine ceramic grain in the metal-phosphor layer, preferably silicon carbide, is embedded.

7. Spinning ring according to one of the preceding claims, characterized characterized that the base material of the spinning ring an aluminum or magnesium or zinc alloy or consists of plastic with and without fillers or fibers.

8. Process for producing a spinning ring according to Claim 7, characterized in that the base material of the spinning ring by machining, by forming or is formed by a casting process.