DE3026210C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhöhen der Ver­ schleißfestigkeit eines Sägezahndrahtbeschlages für die Trommel einer Karde in einem Tauchbad.

Sägezahndrahtbeschläge für Karden unterliegen einer hohen Bean­ spruchung, die mit steigendem Materialdurchsatz durch die Karde zunimmt. Bei den neuesten Karten werden in einer Stunde bis zu etwa 80 kg Fasern verarbeitet, so daß der Sägezahndrahtbeschlag der Trommel wegen Abnutzung in gewissen Zeitabständen erneuert werden muß. Dies ist mit einem erheblichen Aufwand und mit einem längeren Stillstand der Karde verbunden, so daß man seit langem anstrebt, Sägezahndrahtbeschläge mit einer längeren Stand­ zeit zu verwenden.

Es ist bereits bekannt, die Trommel einer Karde mit einem Säge­ zahndraht als Beschlag zu versehen, dessen Oberfläche mit einer Titankarbidschicht zum Erhöhen der Härte und Verschleißfestig­ keit versehen ist. Der Sägezahndraht wird dabei zuerst in eine gasdichte Kammer gebracht, sodann auf eine Temperatur in der Größe von 600°-900°C erhitzt und bei dieser Temperatur einer Gasatmosphäre ausgesetzt, welche Titan und gegebenenfalls Kohlen­ stoff enthält, so daß sich auf der Oberfläche des Sägezahndrahtes eine Schicht aus Titankarbid bildet. Dieses Verfahren ergibt zwar ausgezeichnet harte und verschleißfeste Oberflächenstrukturen, hat jedoch den Nachteil, daß es sich für den Sägezahndrahtbeschlag von Trommeln einer Karde und für andere Beschläge, die auf ein bestimmtes Endmaß nachbearbeitet werden müssen, nicht verwenden läßt, da durch die Nachbearbeitung die harte Oberflächenschicht wenigstens teilweise zerstört wird. Man hat daher für die Trommeln von Karden und dergleichen bisher Sägezahndraht als Beschlag ver­ wendet, der bis in größere Tiefe gehärtet war, so daß eine Nachbearbeitung die Härte und Verschleißfestigkeit der Zähne des Sägezahndrahtes nicht beeinträchtigte. Mit den dafür geeig­ neten Härteverfahren ließ sich jedoch nur eine Härte in der Größe von etwa 700 HV erzielen, so daß die Sägezahndrahtbeschläge bereits nach einer Laufzeit von weniger als einem Jahr ausge­ wechselt werden mußten.

Aus der DE-OS 22 11 991 ist auch ein Verfahren zur Här­ tung von Sägezahndraht bekannt, bei dem der Sägezahndraht in ein Bad aus geschmolzenem Salz bei einer Temperatur von etwa 950°C eingetaucht wird. Diesem Salzbad sind Bo­ rax und eine Ferro-Vanadium-Legierung beigemischt. Die Härtung des Drahtes erfolgt ebenfalls über Diffusion. Auf der Oberseite des Sägezahndrahtes bildet sich eine Kar­ bidschicht aus. Diesem Verfahren haften die gleichen Nachteile wie bei dem oben beschriebenen Gas-Diffusionsverfahren an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erhöhen der Verschleißfestigkeit eines Sägezahndrahtbeschlages für die Trommel einer Karde in einem Tauchbad zu schaffen, welches die Bearbeitung der Zahnspitzen auf einen bestimmten Durchmesser ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe ist darin zu sehen, daß der Sägezahn­ draht zuerst auf die Trommel aufgewickelt wird, sodann die Spitzen des Sägezahndrahtbeschlages auf Endmaß bearbeitet werden und schließlich das Ganze in ein Nickelbad gebracht wird, dem nicht-metallene Feststoffteilchen aus einem harten Material mit einer Korngröße bis zu 5 µ aus der Stoffgruppe der Karbide von Titan, Bor, Wolfram und Silicium in gleichmäßiger Verteilung beigege­ ben sind.

Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines stromlosen Nickel­ bades günstig ist, da damit eine gleichmäßigere Beschichtung der Zähne des Sägezahndrahtes erreicht wird gegenüber der Anwendung von elektrolytischen Nickelplattierungsverfahren.

Es ist vorzuziehen, die Badlösung in Bewegung zu halten. Dies ist umso eher angebracht, je größer der Durchmesser der Teilchen ist, damit eine gleichmäßige Verteilung derselben in der Badlösung und damit ein gleichmäßiger Aufbau der mit den Teilchen durch­ setzten Nickelschicht erzielt wird.

Die Erfindung ist im folgenden an einem Ausführungsbeispiel er­ gänzend beschrieben.

Ausführungsbeispiel

Eine stählerne Trommel einer Karde, die einen Durchmesser von 80 cm und eine Länge von 200 cm hat, wird auf ihrer Mantelfläche mit einem Sägezahndraht bewickelt, so daß der­ selbe Windung neben Windung und dicht aneinanderliegend auf­ gebracht ist. Der Sägezahndraht besteht aus einem Kohlen­ stoffstahl mit etwa 0,6% Kohlenstoffgehalt.

Die derart vorbereitete Trommel wird in einen Behälter ge­ setzt, der mit einer Badlösung gefüllt ist, die 25 g/l NiSO₄ · 6 H₂O, 30 g/l NaH₂PO₂ · H₂O enthält und der ein Puffer zugesetzt ist, so daß der pH-Wert des Bades etwa 5 beträgt.

Dem Bad sind ferner Borkarbidteilchen zugesetzt in einer Menge von 5-20 g/l und in einer Teilchengröße bis 3 µ, wobei durch Umwälzung der Badlösung dafür gesorgt ist, daß die Teilchen nicht zu Boden sinken, sondern gleichmäßig in der Lösung ver­ teilt sind. Die Temperatur derselben wird auf 95°C gehalten, und durch eine genügend große Menge an Badlösung wird dafür gesorgt, daß die Zusammensetzung derselben sich während des Abscheidevorganges praktisch nicht ändert.

Durch chemische Reduktion des Nickelsulfats, die durch den An­ teil an Natriumhypophosphit in dem Bad erzielt wird, bildet sich auf dem Sägezahndraht eine metallene Nickelschicht, in die die in der Badlösung schwebenden Borkarbidteilchen einge­ lagert werden. Die auf diese Weise hergestellte kombinierte Schicht hat aufgrund der eingelagerten Borcarbidteilchen ver­ besserte Abriebeigenschaften, die zu einer gegenüber normalgehärteten Sägezahndrähten 5-8fach höheren Lebensdauer des Sägezahndrahtes führt.

Die Trommel wird solange in dem Bad belassen, bis sich eine Schicht von etwa 20-100 µ Stärke gebildet hat.

Die derart behandelte Trommel wird dem Bad entnommen, von Bad­ flüssigkeit gesäubert und kann sodann unmittelbar in eine Karde eingesetzt werden.

Durch das Auftragen der Nickelschicht auf die Oberfläche des Sägezahndrahtes werden die Kanten desselben abgerundet. Dies hat erwiesenermaßen einen günstigen Einfluß auf die Kardier­ wirkung, da die Anzahl von Fadenbrüchen vermindert wird. Die Aufbringung der Nickelschicht in einem chemischen, also strom­ losen Verfahren hat außerdem den Vorteil, daß sämtliche Ober­ flächenbereiche des Sägezahndrahtes, also insbesondere die stark beanspruchten Vorderkanten der Sägezähne bis zum Grund der Zähne mit praktisch gleichbleibender Schichtstärke aufge­ tragen wird.

Da die Verschleißfestigkeit praktisch ausschließlich von den Feststoffteilchen und nicht von der Nickelmatrix verursacht wird, ist die Härte derselben von untergeordneter Bedeutung. Nach dem Aufbringen der Schicht braucht daher die Trommel mit dem Sägezahndrahtbeschlag nicht unbedingt getempert zu werden, zumal der Sägezahndraht auf der Trommel belassen und nicht mehr verformt wird, so daß eine Reihe von Faktoren, die sonst bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens von Einfluß sind und etwa bei einer Verformung zur Rißbildung führen können, unberücksichtigt bleiben können. Dadurch läßt sich das oben beschriebene Verfahren einfach durchführen.

Anstelle von Borkarbid können auch andere Feststoffteilchen aus einem harten Material in die chemisch abgeschiedene Nickelschicht eingelagert werden. Es ist zwar grundsätzlich möglich, das Ver­ fahren auch unter Anwendung eines elektrolythischen Nickelbades durchzuführen, jedoch ergeben sich hierbei gewisse Nachteile, die von der Feldlinienkonzentration an den Spitzen und Kanten des Sägezahndrahtes herrühren und die bewirken, daß die Vorder­ kante der Zähne in der Nähe des Zahngrundes nur verhältnismäßig dünn beschichtet wird.

Die Erfindung läßt sich auch mit Vorteil anwenden bei anderen großflächigen Teilen für Karden, bei denen die als Beschlag vorgesehenen Sägezahndrähte an ihren Spitzen auf ein bestimmtes Maß bearbeitet werden müssen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Erhöhen der Verschleißfestigkeit eines Sägezahn­ drahtbeschlages für die Trommel einer Karde in einem Tauchbad, dadurch gekennzeichnet, daß der Sägezahndraht zuerst auf die Trommel aufgewickelt wird, sodann die Spitzen des Sägezahndrahtbeschlages auf Endmaß bear­ beitet werden und schließlich das Ganze in ein Nickelbad gebracht wird, dem nicht-metallene Feststoffteilchen aus einem harten Material mit einer Korngröße bis zu 5 µ aus der Stoffgruppe der Karbide von Titan, Bor, Wolfram und Sili­ cium in gleichmäßiger Verteilung beigegeben sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein stromloses Nickelbad verwen­ det wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Badlösung in Bewegung gehal­ ten wird.