EP0599286B1 - Fadenführendes Bauteil mit verbesserter Oberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0599286B1
EP0599286B1 EP93118901A EP93118901A EP0599286B1 EP 0599286 B1 EP0599286 B1 EP 0599286B1 EP 93118901 A EP93118901 A EP 93118901A EP 93118901 A EP93118901 A EP 93118901A EP 0599286 B1 EP0599286 B1 EP 0599286B1
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EP
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thread
guiding component
component
substrate
materials
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EP93118901A
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Jürgen Dr. Lorenz
Josef Dr. Bach
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Hoechst Trevira GmbH and Co KG
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Hoechst Trevira GmbH and Co KG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/14—Pulleys, rollers, or rotary bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H57/00—Guides for filamentary materials; Supports therefor
    • B65H57/24—Guides for filamentary materials; Supports therefor with wear-resistant surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to thread-guiding components of a plant for the production, treatment and processing of fiber materials with a surface which comes into contact with the fiber materials or their raw materials, the properties of which change little over a long period of time during operation, and which therefore compared to corresponding conventional components have a significantly improved service life.
  • a thread-guiding component according to the preamble of claim 1 is known from JP-A-02 100 969.
  • Numerous components are used in the production of synthetic fibers that come into close contact with the spun, fast-running threads and have various tasks to perform.
  • Examples of such components are bundling and deflecting elements which are intended to combine filament coulters or to change the running direction of filament bundles, drawing pins which have to determine the drawing point of filament webs, take-off godets, i.e. rolls which pull the filament sheets from the spinneret, drawing godets, between which the filament bundles are stretched and thus oriented and consolidated, swirling nozzles in which the continuous filament bundles are swirled by blown compressed air in order to improve the textile effect of the threads and the cohesion of the individual filaments of the threads (thread closure).
  • the filaments come into sliding contact with the components, such as, for example, in the case of deflection elements or swirling nozzles, or they should come into more or less positive or at least non-positive contact with the components, such as, for example, with take-off or drawing godets or in sliding contact, but with which defined forces are to be transferred, such as with stretching pins.
  • Galettes whose surface consist of a ceramic material, preferably of a ceramic mixture of Al 2 O 3 with 3 to 20 wt.% TiO 2 , in particular with approx. 13 wt.% TiO 2 , are widespread.
  • These standard godets can be used in both delivery and withdrawal plants and allow at least practical continuous operation of a spinning system.
  • the service life of these godets still leaves something to be desired, in particular the service life is spread statistically from godet to godet and, in addition, this fluctuation is increased by different loads on the godets, depending on the task at hand.
  • the skilled worker recognizes the increasing godet wear from the increase in Flaws (filament breaks) and then there is the additional problem of finding out from the large number of godets that are installed in a spinning system that that is causing these defects.
  • the disadvantages of the prior art can largely be overcome in a relatively simple manner by using thread-carrying components in devices for producing, treating and processing fiber materials with a surface which comes into contact with the fiber materials or their raw materials, being the surface of the component which comes into contact with the fiber material or the raw material consists of a first 0.1 to 10.0 ⁇ m, preferably 1 to 5 ⁇ m thick layer, hereinafter referred to as the outer layer, of nitrides and / or carbides of titanium or chromium, which is deposited on a component or a second layer, hereinafter referred to as a base, from a material with a specific electrical resistance of at most 25, preferably 20 to about 1.5 ⁇ ⁇ cm.
  • the outer layer which is to be regarded as a so-called "thin layer” due to its small thickness, preferably consists of titanium nitride (TiN) and / or titanium carbonitride (Ti (C, N)) and / or chromium nitride (CrN), in particular titanium nitride (TiN) , and / or titanium carbonitride (Ti (C, N)).
  • the thin layers made of these materials have intrinsic colors. Titanium nitride layers have yellow, mixed crystal layers with titanium carbide bronze or brownish shades, titanium carbonitride layers have a blue-gray to violet color and chrome nitride layers are white to brown-gray.
  • the composition of the material is selected so that layers with a golden yellow to bronze shade are obtained.
  • the superiority of the devices according to the invention results from the interaction of the outer layer with the structure of the base on which it is deposited.
  • the surface should have a roughness depth characterized by an R t value of less than 1.2 ⁇ m, preferably 0.9 to 1.0 ⁇ m, or 15 to 40 ⁇ m, preferably 20 up to 30 ⁇ m.
  • Components with a low roughness depth are required, for example, for the positive transmission of force to fiber materials. Examples of such components are, for example, godets in drafting systems with a relatively low wrap through the fiber material.
  • the interaction of such a relatively smooth base with the outer layer described above results in between the surfaces and the Fiber materials have relatively high dry friction coefficients.
  • Components with the greater roughness depth of 15 to 40 ⁇ m are preferably used for the frictional conveying of fiber materials or for guiding and bundling fiber materials, for example as godets with high wrap in take-off and drafting units or in swirling nozzles.
  • the interaction of such a relatively rough base with the outer layer described above results in relatively low dry friction coefficients between the surfaces and the fiber materials.
  • the materials are chosen differently depending on the desired roughness depth. Underlays with a low surface roughness preferably consist of metals, in particular with galvanically roughened surfaces or of galvanically deposited metals. It is particularly preferred to use larger components made of metal, e.g. To cover godets that are to be provided with a surface with a low roughness depth, with a galvanically deposited metal layer of the roughness specified above, which then forms the base for the outer layer.
  • the surface of the component is the base for the outer layer.
  • Larger components, such as godets, on the other hand, are expediently made, as usual, of suitable steels and provided with a layer of such a metal-ceramic material as a base for the outer layer.
  • the base represents a firmly adhering second layer which is applied to the actual component by means of a coating process and lies under the outer layer.
  • a base for the outer layer applied as a coating usually has a layer thickness of 100 to 400 ⁇ m, preferably 150 to 300 ⁇ m.
  • the figure schematically shows a cross section perpendicular to the center line of a cylindrical godet (1) according to the invention, with the base body (2) made of metal, the base layer (3) deposited on its surface with greater roughness depth and the outer layer (4) vapor-deposited thereon. , the dimensions of the godet radius and layer thicknesses shown in the figure not being drawn to scale in order to ensure sufficient clarity.
  • a preferred metal-ceramic material for the base with a greater surface roughness consists of tungsten carbide (WC) with a carbon content of at least 6.15% by weight with the addition of 10 to 20% by weight of a metal from group 8 of the periodic table, preferably of Cobalt.
  • WC tungsten carbide
  • a metal-ceramic material made of 85 to 88% by weight of WC and 15 to 12% by weight of cobalt has proven to be a particularly suitable material for such a base.
  • the material can also contain up to 5% by weight of other additives customary in hard materials.
  • the components according to the invention are produced by first producing a corresponding component with a surface which corresponds to the desired base. Depending on the size and shape of the device according to the invention, this is done either by producing the desired component from the metal-ceramic material described above, which is suitable for the base, the surface roughness being set to a value of 15 to 40 ⁇ m, or the component made of conventional steel is also known by known plasma spraying methods, as described, for example, in "Ullmanns Encyklopadie der Technische Chemie", fourth edition, volume 16, page 546, and volume 2, pages 400-405 and the primary literature cited therein a 100 to 400 ⁇ m thick thick layer made of the above-mentioned base material.
  • a base with a low roughness depth is expediently by galvanic
  • the outer layer made of the above-mentioned materials is then vapor-deposited on the base thus produced.
  • the vapor deposition of thin layers is also a known operation and is described, for example, in "Ullmanns Encyklopadie der Technische Chemie", fourth edition, volume 10, pages 257 to 260, and the primary literature cited therein.
  • the following table shows the differences in the service life of a godet coated with a conventional surface made of Al 2 O 3 with 13% by weight TiO 2 and a godet designed according to the invention under identical operating conditions and the same production rate.
  • the end of the service life is defined by the fact that the roughness has dropped below an R t value of 10 ⁇ m and that godet coils form despite suitable scraping devices.
  • table Type of coating Tool life (days) Remarks Al 2 O 3 / TiO2 on steel (conventional standard godet; comparison) 100 Degree of wear of the surface not visually recognizable.
  • TiN thin film on WC / Co thick film (according to the invention) > 300 Degree of wear of the surface visually recognizable.
  • a particular advantage of the godet coated according to the invention is that its surface condition can be recognized by its color and a targeted exchange can therefore be carried out before the quality of the fiber material produced deteriorates.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft fadenführende Bauteile einer Anlage zur Herstellung, Behandlung und Verarbeitung von Fasermaterialien mit einer mit den Fasermaterialien oder deren Rohstoffen in Kontakt tretenden Oberfläche, deren Eigenschaften sich im laufenden Betrieb über lange Zeit nur wenig ändern und die daher im Vergleich zu entsprechenden herkömmlichen Bauteilen eine erheblich verbesserte Standzeit haben.
  • Ein fadenführendes Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der JP-A-02 100 969 bekannt.
  • Bei der Herstellung von Synthesefasern werden zahlreiche Bauteile benutzt, die mit den ersponnenen, schnell laufenden Fäden in engen Kontakt kommen und dabei verschiedene Aufgaben zu erfüllen haben. Beispiele für derartige Bauteile sind Bündelungs- und Umlenkorgane, die Filamentscharen zusammenfassen oder die Laufrichtung von Filamentbündeln ändern sollen, Streckstifte, die den Streckpunkt von Filamentbahnen festlegen müssen, Abzugsgaletten, d.h. Rollen, die die Fadenscharen von der Spinndüse abziehen, Streckgaletten, zwischen denen die Filamentbündel verstreckt und damit orientiert und verfestigt werden, Verwirbelungsdüsen, in denen die durchlaufenden Filamentbündel durch eingeblasene Druckluft verwirbelt werden, um die textile Wirkung der Fäden und den Zusammenhalt der Einzelfilamente der Fäden (Fadenschluß) zu verbessern.
    Je nach der Art der Aufgabe kommen die Filamente mit den Bauteilen in einen gleitenden Kontakt, wie z.B. bei Umlenkorganen oder Verwirbelungsdüsen, oder sie sollen mit den Bauteilen in einen mehr oder weniger formschlüssigen oder zumindest kraftschlüssigen Kontakt treten wie z.B. bei Abzugs- oder Verstreckgaletten oder in gleitenden Kontakt, bei dem jedoch definierte Kräfte übertragen werden sollen, wie z.B. bei Streckstiften.
  • Es hat sich nun seit langem gezeigt, daß die Qualität der erhaltenen Fäden in hohem Maße von der einwandfreien Beschaffenheit der Oberflächen dieser Bauteile abhängt und daß Änderungen der Oberfläche im laufenden Betrieb nach einer gewissen Betriebsdauer ("Standzeit") zu einer starken Zunahme der Fehlstellen im erzeugten Fasermaterial führen, wodurch ein Auswechseln des Bauteils erforderlich wird. Das Auswechseln des Bauteils verursacht erhebliche Unkosten, da nicht nur die Kosten für eine neues oder überholtes Bauteil aufzuwenden sind, sondern auch die Produktion für eine gewisse Zeit unterbrochen werden muß, was zusätzliche Kosten in beträchtlicher Höhe verursacht.
  • Es ist daher seit langem üblich, derartige fadenführende Bauteile aus möglichst verschleißfesten Materialien herzustellen, die über eine lange Betriebsdauer definierte Oberflächen behalten, um möglichst lange Standzeiten zu gewährleisten.
    Eine Quelle besonders häufiger Störungen stellen die Galetten dar, die der Förderung der Fasermaterialien dienen. Sie müssen einerseits auf die sie umschlingenden Fasermaterialien eine hohe Zugkraft ausüben können, was einen formschlüssigen, zumindest aber kraftschlüssigen Kontakt erfordert, sie dürfen aber nicht dazu neigen, die Einzelfilamente zu stark zu binden, da diese sonst aus dem Faserbündel herausgerissen werden und störende Wickel auf der Galette bilden. Von derartigen Galetten wird daher ein möglichst günstiges "grip-release"- Verhalten gefordert.
    Filamentbrüche beeinträchtigen aber nicht nur den Produktionsprozeß sondern stellen Qualitätsmängel dar, die zu ernsten Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung der Fäden führen können.
  • Weit verbreitet sind Galetten deren Oberfläche aus einem keramischen Material bestehen, vorzugsweise aus einer keramischen Mischung aus Al2O3 mit 3 bis 20 Gew.-% TiO2, insbesondere mit ca. 13 Gew.% TiO2.
    Diese Standardgaletten lassen sich sowohl in Liefer- als auch in Abzugswerken einsetzen und gestatten einen zumindest praktikablen Dauerbetrieb einer Spinnanlage. Allerdings läßt auch bei diesen Galetten die Standzeit noch zu wünschen übrig, insbesondere streuen die Standzeiten von Galette zu Galette in statistischer Weise und zusätzlich wird diese Schwankung durch unterschiedliche Belastung der Galetten, je nach der ihnen zukommenden Aufgabe, vergrößert.
    Den zunehmenden Galettenverschleiß erkennt der Fachmann an der Zunahme der Fehlstellen (Filamentbrüchen) und es ergibt sich dann das zusätzliche Problem, aus der großen Zahl von Galetten, die in einer Spinnanlage eingebaut sind, diejenige ausfindig zu machen, die diese Fehlstellen verursacht.
  • Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, die Standzeit von fadenführenden Bauteilen von Spinnanlagen, insbesondere von Galetten zu verbessern.
    Aus der Deutschen Patentschrift 32 18 402 ist es beispielsweise bekannt, fadenführende Bauteile, wie Galetten oder Streckstifte mit einer Beschichtung aus einer Metall-Keramik-Mischung mit 50-90 Gew.% Chromkarbid als Keramikanteil und 50-10 Gew.-% einer Nickel-Chrom-Legierung als Metallanteil zu versehen.
    Gegenüber herkömmlichen Oberflächen aus Al2O3/TiO2 erweist sich diese Oberfläche als deutlich überlegen. Dennoch bleiben Wünsche offen; insbesondere ist auch bei dieser Oberfläche der Abnutzungszustand nicht ohne weiteres zu erkennen.
  • Aus dem Europäischen Patent 0 230 633 ist es bekannt, die Oberfläche fadenführender Bauteile mit einem Keramik- oder Metallcarbid-Überzug zu versehen, wobei Wolframcarbid, aber auch Titancarbid, Wolfram/Titan-carbid und Chromcarbid, ggf. in Kombination mit Kobalt, Nickel, Chrom oder Eisen, aber auch reine Keramikmassen aus Aluminium-, Aluminium/Titan-, Chrom-, Chrom/Aluminium-oder Zirkon/Magnesium-Oxiden besonders hervorgehoben werden. Diese Schichten werden zur Herstellung einer definierten Oberflächenbeschaffenheit zunächst mit einem Epoxydharz behandelt, das die Poren der Schicht verschließt, anschließend auf eine geringe Rauhigkeit von Ra = 0,2 bis 0, 76 µm geschliffen und schließlich durch Lasergravur mit einer Vielzahl, beispielweise 31 (80) bis 216 (550), Vertiefungen pro cm (inch) versehen, die eine Tiefe von wenigen µm bis über 140 µm haben.
  • Es wurde nun gefunden, daß man die bisherigen Nachteile des Standes der Technik auf relativ einfache Weise weitgehend überwinden kann durch den Einsatz von fadenführenden Bauteilen in Vorrichtungen zur Herstellung, Behandlung und Verarbeitung von Fasermaterialien mit einer mit den Fasermaterialien oder deren Rohstoffen in Kontakt tretenden Oberfläche, wobei die mit dem Fasermaterial oder dem Rohstoff in Kontakt tretende Oberfläche des Bauteils aus einer ersten 0,1 bis 10,0 µm , vorzugsweise 1 bis 5 µm, starken Schicht, im Folgenden Außenschicht genannt, aus Nitriden und/oder Carbiden von Titan oder Chrom besteht,
    die auf einem Bauteil oder einer zweiten Schicht, im Folgenden Unterlage genannt, aus einem Werkstoff mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von höchstens 25, vorzugsweise 20 bis etwa 1,5 µΩ·cm abgeschieden ist.
  • Die Außenschicht, die aufgrund ihrer geringen Dicke als sogenannte "Dünnschicht" anzusehen ist, besteht vorzugsweise aus Titannitrid (TiN), und/oder Titancarbonitrid (Ti(C,N)) und/oder Chromnitrid (CrN), insbesondere aus Titannitrid (TiN), und/oder Titancarbonitrid (Ti(C,N)).
    Die Dünnschichten aus diesen Materialien weisen Eigenfärbungen auf. Titannitridschichten haben gelbe, Mischkristallschichten mit Titankarbid broncefarbene oder bräunliche Nuancen, Titancarbonitridschichten haben einen blaugrauen bis violetten Farbton und Chromnitridschichten sind weiß bis braungrau.
    In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Zusammensetzung des Werkstoffs so ausgewählt, daß man Schichten mit goldgelber bis bronzefarbener Nuance erhält.
  • Die Überlegenheit der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ergibt sich aus dem Zusammenwirken der Außenschicht mit der Struktur der Unterlage, auf der sie abgeschieden ist.
    Je nach der Aufgabe, die das Bauteil zu erfüllen hat, soll die Unterlage eine Rauhtiefe gekennzeichnet durch einen Rt-Wert von unter 1,2 µm, vorzugsweise 0,9 bis 1,0 µm, oder von 15 bis 40 µm, vorzugsweise 20 bis 30 µm, haben.
    Bauteile mit geringer Rautiefe werden beispielsweise benötigt für die formschlüssige Kraftübertragung auf Fasermaterialien. Beispiele für solche Bauteile sind z.B. Galetten in Streckwerken mit relativ geringer Umschlingung durch das Fasermaterial.
    Aus dem Zusammenwirken einer solchen relativ glatten Unterlage mit der oben beschriebenen Außenschicht ergeben sich zwischen den Oberflächen und dem Fasermaterialien relativ hohe Trockenreibungskoeffizienten.
  • Bauteile mit der größeren Rautiefe von 15 bis 40 µm dienen vorzugsweise zur kraftschlüssigen Förderung von Fasermaterialien oder für Führung und Bündelung von Fasermaterialien, z.B. als Galetten mit hoher Umschlingung in Abzugs-und Streckwerken oder in Verwirbelungsdüsen.
    Aus dem Zusammenwirken einer solchen relativ rauhen Unterlage mit der oben beschriebenen Außenschicht ergeben sich zwischen den Oberflächen und dem Fasermaterialien relativ niedrige Trockenreibungskoeffizienten.
  • Die Materialien werden je nach der gewünschten Rauhtiefe unterschiedlich gewählt. Unterlagen mit geringer Rauhtiefe bestehen vorzugsweise aus Metallen, insbesondere mit galvanisch aufgerauhten Oberflächen oder aus galvanisch abgeschiedenen Metallen. Besonders bevorzugt ist es, größere Bauteile, die aus Metall bestehen, z.B. Galetten, die mit einer Oberfläche geringer Rautiefe versehen werden sollen, mit einer galvanisch abgeschiedenen Metallschicht der oben angegebenen Rauhigkeit zu überziehen, die dann die Unterlage für die Außenschicht bildet.
  • Unterlagen mit größerer Rautiefe ergeben sich auf Bauteilen, die z.B. durch an sich bekannte Press- und Sinterverfahren aus Metallkeramik-Werkstoffen mit einem spezifischen Widerstand von höchstens 25 µΩ·cm geformt werden. Solche Bauteile können z. B. Verwirbelungsdüsen sein. In diesem Fall stellt die Oberfläche des Bauteils die Unterlage für die Außenschicht dar.
    Größere Bauteile, wie z.B. Galetten, werden dagegen zweckmäßigerweise wie üblich aus geeigneten Stählen gefertigt und mit einer Schicht aus einem derartigen Metallkeramik-Werkstoff als Unterlage für die Außenschicht versehen. In diesem Fall stellt die Unterlage eine auf das eigentliche Bauteil durch ein Beschichtungsverfahren aufgebrachte, festhaftende, unter der Außenschicht liegende zweite Schicht dar.
    Eine solche, als Beschichtung aufgebrachte Unterlage für die Außenschicht hat üblicherweise eine Schichtdicke von 100 bis 400 µm, vorzugsweise 150 bis 300 µm.
  • Die Figur zeigt schematisch einen Querschnitt senkrecht zur Mittellinie einer zylinderförmigen erfindungsgemäßen Galette (1), mit dem aus Metall gefertigten Grundkörper (2), der auf dessen Oberfläche abgeschiedenen Unterlage-Schicht (3) mit größerer Rauhtiefe und der auf diese aufgedampften Außenschicht (4), wobei die in der Figur gezeigten Dimensionen von Galettenradius und Schichtdicken nicht maßstabsgerecht gezeichnet wurden, um eine ausreichende Deutlichkeit zu gewährleisten.
  • Ein bevorzugtes Metallkeramik-Material für die Unterlage mit größerer Rauhtiefe besteht aus Wolframcarbid (WC) mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 6,15 Gew.-% mit einem Zusatz von 10 bis 20 Gew.-% eines Metalls der Gruppe 8 des Periodensystems, vorzugsweise von Kobalt.
    Beispielsweise hat sich ein Metall-Keramikmaterial aus 85 bis 88 Gew.-% WC und 15 bis 12 Gew.-% Kobalt als besonders gut geeigneter Werkstoff für eine solche Unterlage erwiesen.
    Ferner kann der Werkstoff aber auch noch bis zu 5 Gew.-% weiterer in Hartwerkstoffen übliche Zusätze enthalten.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Bauteile erfolgt, indem zunächst ein entsprechendes Bauteil mit einer Oberfläche, die der gewünschten Unterlage entspricht, hergestellt wird.
    Je nach der Größe und Form der erfindungsgemäßen ausgestalteten Vorrichtung erfolgt dies dadurch, daß entweder das gewünschte Bauteil aus dem für die Unterlage geeigneten, oben beschriebenen Metallkeramik-Werkstoff hergestellt wird, wobei die Rauhtiefe der Oberfläche auf einen Wert von 15 bis 40 µm eingestellt wird, oder das aus üblichem Stahl hergestellte Bauteil wird durch bekannte Plasmaspritzverfahren, wie sie z.B. in "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", vierte Ausgabe, Band 16, Seite 546, sowie Band 2, Seiten 400-405 und die dort zitierte Primärliteratur beschrieben sind, mit einer 100 bis 400 µm starken Dickschicht aus dem oben genannten Unterlage-Werkstoff beschichtet.
    Eine Unterlage mit geringer Rautiefe wird zweckmäßigerweise durch galvanische
  • Abscheidung einer Metallschicht auf dem aus üblichem Stahl hergestellten, erfindungsgemäß auszugestaltenden Bauteil erzeugt.
    Die galvanische Erzeugung von Metallschichten ist bekannt und beispielsweise in "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", vierte Ausgabe, Band 12, Seiten 137 bis 203, und der dort zitierten Primärliteratur beschrieben.
  • Auf der so hergestellten Unterlage wird anschließend die Außenschicht aus den oben genannten Werstoffen aufgedampft. Das Aufdampfen dünner Schichten ist ebenfalls eine bekannte Operation und beispielsweise in "Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", vierte Ausgabe, Band 10, Seiten 257 bis 260, und der dort zitierten Primärliteratur beschrieben.
  • Besonders bevorzugt ist es, Galetten erfindungsgemäß auszugestalten.
  • Die folgende Tabelle zeigt die Unterschiede in der Standzeit einer mit einer herkömmlichen Oberfläche aus Al2O3 mit 13 Gew.-% TiO2 beschichteten und einer erfindungsgemäß ausgestalteten Galette unter identischen Betriebsbedingungen und gleicher Produktionsrate.
    Das Ende der Standzeit ist dabei dadurch definiert, daß die Rauhtiefe unter einen Rt-Wert von 10 µm abgesunken ist und sich trotz geeigneter Abstreifvorrichtungen Galettenwickel bilden. Tabelle
    Art der Beschichtung Standzeit (Tage) Bemerkungen
    Al2O3/TiO2 auf Stahl (herkömmliche Standard-Galette; Vergleich) 100 Abnutzungsgrad der Oberfläche visuell nicht erkennbar.
    TiN-Dünnschicht auf WC/Co-Dickschicht (erfindungsgemäß) > 300 Abnutzungsgrad der Oberfläche visuell erkennbar.
  • Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß beschichteten Galette besteht darin, daß ihr Oberflächenzustand an ihrer Färbung zu erkennen ist und daher noch vor Eintritt einer Qualitätsverschlechterung des erzeugten Fasermaterials ein gezielter Austausch vorgenommen werden kann.

Claims (8)

  1. Fadenführendes Bauteil in Vorrichtungen zur Herstellung, Behandlung und Verarbeitung von Fasermaterialien mit einer mit den Fasermaterialien oder deren Rohstoffen in Kontakt tretenden Oberfläche, wobei die mit dem Fasermaterial oder dem Rohstoff in Kontakt tretende Oberfläche des Bauteils aus einer 0,1 bis 10,0 µm starken Außenschicht aus Nitriden und/oder Carbiden von Titan oder Chrom besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Fasermaterial oder dem Rohstoff in kontakt tretende Oberfläche des Bauteils auf einer Unterlage aus einem Werkstoff mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von höchstens 25 µΩ·cm abgeschieden ist.
  2. Fadenführendes Bauteil gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschicht aus Titannitrid (TiN) und/oder Titancarbonitrid (Ti(C,N)) und/oder Chromnitrid (CrN) besteht.
  3. Fadenführendes Bauteil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Rauhtiefe gekennzeichnet durch einen Rt-Wert von unter 1,2 µm, vorzugsweise 0,9 bis 1,0 µm, aufweist und aus Metallen, insbesondere mit galvanisch aufgerauhten Oberflächen oder aus galvanisch abgeschiedenen Metallen besteht.
  4. Fadenführendes Baute gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine Rauhtiefe gekennzeichnet durch einen Rt-Wert von 15 bis 40 µm, vorzugsweise 20 bis 30 µm, aufweist und aus Metallkeramik-Werkstoffen mit einem spezifischen Widerstand von höchstens 25 µΩ·cm besteht.
  5. Fadenführendes Bauteil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage aus Wolframcarbid (WC) mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 6,15 Gew.-% mit einem Zusatz von 10 bis 20 Gew.-% eines Metalls der Gruppe 8 des Periodensystems, vorzugsweise von Kobalt, besteht.
  6. Fadenführendes Bauteil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage die Oberfläche eines aus dem Metall-Keramik-Werkstoff geformten Bauteils ist.
  7. Fadenführendes Bauteil gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage eine auf das Bauteil aufgebrachte Schicht aus dem Metall-Keramik-Werkstoff ist.
  8. Fadenführendes Bauteil gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das es eine Galette ist.
EP93118901A 1992-11-25 1993-11-24 Fadenführendes Bauteil mit verbesserter Oberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung Expired - Lifetime EP0599286B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9215924U 1992-11-25
DE9215924U DE9215924U1 (de) 1992-11-25 1992-11-25 Fadenführendes Bauteil mit verbesserter Oberfläche

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