EP0707104A2 - Process for increasing the durability of loom reed blades - Google Patents
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- EP0707104A2 EP0707104A2 EP95112663A EP95112663A EP0707104A2 EP 0707104 A2 EP0707104 A2 EP 0707104A2 EP 95112663 A EP95112663 A EP 95112663A EP 95112663 A EP95112663 A EP 95112663A EP 0707104 A2 EP0707104 A2 EP 0707104A2
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- Y10T428/12826—Group VIB metal-base component
- Y10T428/12847—Cr-base component
- Y10T428/12854—Next to Co-, Fe-, or Ni-base component
Definitions
- the invention relates to a method for increasing the service life, in particular of reed lamellae by heat and thermochemical treatment.
- Weaves for example for air jet weaving machines, consist of a large number of profiled weave lamellae arranged next to one another in an upper and a lower frame rail, hereinafter called lamellae.
- the individual slats have on their one longitudinal edge two spaced apart projections which delimit a U-shaped recess.
- the recesses form a channel which extends over its width and is open towards the fabric stop edge for guiding the weft thread.
- the channel base furthest away from the fabric stop edge strikes the weft thread against the fabric edge.
- the area of the weft insertion channel is exposed to special requirements with regard to wear behavior.
- the reeds of rapier weaving machines in which the rapiers are guided by the reed, among other things, are subject to the same requirements.
- Reeds whose lamellae are made of high-quality steel, have a service life of around 1000 operating hours, depending on which weft material is used as a weft thread. Then the reeds have to be exchanged for a new reed due to the wear of the slats.
- the basic material used for the slats is decisive for the long service life of the reed. It is known that cold rolled strip steel of the grades X 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 or X 7 CrNiAl 177 is used for lamellas and the lamellas are produced from them by punching. Slats made of such a material can be used for all types of weft threads, but due to the relatively low strength of about 1200 N / mm2, they only have a short service life, approx. 1000 operating hours.
- a reed rod with a locally limited hardening zone is known, in which the front surface has such a hardened zone.
- the hardening zone is to be achieved by either locally hardening the outer surfaces of the reed rod or by using a cheaper material with a thin layer of particularly hard material.
- the cited DE-OS does not disclose how and how a locally wear-resistant surface is achieved on the reed bars.
- In the invention published in 1973 according to The aforementioned DE-OS is a method for increasing the service life of reed lamellas, which did not meet the requirements placed on the reed lamellas, particularly with regard to the hardness values on the abrasively stressed surface areas.
- a hard chrome layer of approximately 10 ⁇ m is applied to the fins, which can have a thickness of approximately 0.15 mm to 0.8 mm. This layer has a hardness of around 700 HV.
- abrasive wefts such as jute, glass yarn, glass rowing
- Fins that are hard chrome-plated must be treated after the chrome plating in order to smooth out the roughnesses that arise during the chrome plating process on the surfaces of the U-shaped recess of the fin.
- the aftertreatments are also expensive.
- chromium oxide (Cr2O3) constituents to the surface of machine parts of a weaving machine, for example strands, relay nozzles and leaf lamellae of reeds, which are made of stainless steel.
- the method for coating consists in that the parts in question are immersed in a solution of a chromium-containing composition, for example in an aqueous solution of CrO3, or are coated by this. Subsequently, these parts are heated at a temperature of 500 to 600 ° C in a reaction treatment, so that a layer is formed on the surface of the parts, which contains Cr2O3 as the main component.
- the CH-PS 671 034 also discloses that a porous ceramic layer can be formed on the surface of the machine parts by applying a coating of a chromium-containing composition containing abrasion-resistant particles, such as Al2O3 or SiO2 particles.
- a chromium-containing composition containing abrasion-resistant particles such as Al2O3 or SiO2 particles.
- the CH-PS process is intended to achieve hardness values of 500 HV or more on the surface.
- chromium-containing layers can achieve a hardness of approximately 700 HV on the surface and such layers require post-treatment.
- DLC diamond-like carbon film
- the basic material of the reed slats is made of stainless steel.
- an intermediate layer for example a titanium carbide alloy, is first applied to the lamella surface in question.
- the DLC layer is applied by chemical vapor deposition, in which the parts to be coated are brought into contact with a hydrocarbon gas in a reaction space under a certain pressure and at a certain temperature. It has been shown in practice that even the layer applied to the surface of the lamellae does not have the expected wear resistance, fatigue strength and flexural fatigue strength.
- the object of the invention is therefore to provide a method for increasing the service life of reed lamellae, which are preferably produced from the steel grades x 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 or X 7 CrNiAl 177, by means of which the service life of the reed lamellae is a multiple compared to known methods can be increased and in which the hardness on the abrasively stressed surface areas is not achieved by surface coating.
- the methods are intended to achieve a high degree of hardness in the areas of the lamella that are subject to wear, that is to say the edge areas, while the much larger area of the lamella remains unhardened.
- a further improvement in the wear resistance in the relevant edge areas of the lamellae can be achieved if the according to the procedure.
- the final hardness that can be achieved in the edge area of the lamella is around 1800 HV.
- the reed and brake discs of weft brakes which preferably consist of cold-rolled steel strip of the aforementioned types and have a hard chrome layer, by ion implantation, e.g. of N atoms in the hard chrome layer, achieve a service life that is up to 5 times longer than that of the lamellae which only carry a hard chrome layer.
- the illustrated reed lamella 1 forms the reed of an air jet loom with a plurality of such lamellae.
- the outer contour of each of the two longitudinal legs 1a and 1b merges into a projection 2 and 3.
- the two projections 2 and 3 delimit a recess 4, for example a U-shaped recess.
- the recess 4 of the plurality of reed lamellae 1 forms the weft insertion channel in the reed.
- the contour 4a of the recess 4 is exposed to high wear.
- reed lamellae 1 consist of cold-rolled steel strip of the X 12 CrNi 177 type and are produced by punching, and to hold them together in a package 5.
- the plate pack thus formed is gem in the manner shown.
- Fig. 1 a reaction chamber, which is under a certain pressure (partial vacuum) supplied.
- the plate pack is simply aged in the reaction chamber at a temperature> 480 ° C and for a period of about 8 hours.
- the exposed surface contour 6 of the slats 1 is now exposed to the ionization of the nitrogen by glow discharge (plasma nitriding) while supplying a nitriding gas (nitrogen) parallel to the heat aging.
- the nitrogen atoms diffuse into the exposed surface contour 6 and form a first hard edge layer 7 of approximately 0.1 mm.
- the plate pack is then cooled to room temperature.
- the lamellae 1 are subjected according to the invention to a treatment by ion implantation in an evacuated reaction space.
- only the plasma nitrided contour 4a of the recess 4 is preferably implanted inons.
- the duration of the ion implantation is about 4 hours.
- a second and comparatively harder edge layer 8 of approximately 10 ⁇ m is formed.
- FIG. 2 the hard edge layers 7 and 8 of the exposed surface contour 6 of the lamellae 1 are shown in the form of a micrograph.
- the brake disks 9, 10 of a weft brake 11 shown in FIG. 3 have mutually opposite surfaces 9a, 10a between which the weft 12 is pulled.
- the surfaces 9a and 10a are preferably provided with a hard chrome layer. In the case of weft brakes, it is particularly advantageous if the braking surfaces have high wear resistance.
- the individual brake disks 9, 10 are made, for example, from a cold-rolled steel strip of the X 12 CrNi 177 type and hard-chromed on the inside after the manufacturing process.
- the service life of these brake discs with a hardness of around 700 HV is approx. 1000 operating hours. It has surprisingly been found that ion implantation of the hard chromium-plated surfaces can achieve a service life that is up to 5 times longer than that of the hard chromium layer not treated by ion implantation.
Landscapes
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Abstract
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß Webblattlamellen, die insbesondere aus kalt gewalztem Bandstahl der Sorten X 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 und X 7 CrNiAl 177 bestehen, in ihrer Ganzheit bei einer Temperatur T > 480 °C und einer Zeitdauer t > 2 Stunden einfach warmausgelagert werden und parallel dazu eine thermochemische Behandlung der abrasiv beanspruchten Oberflächenbereiche erfolgt und anschließend die Webblattlamellen auf Raumtemperatur abgekühlt werden.The method according to the invention consists in that reed lamellae, which consist in particular of cold-rolled steel strip of the types X 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 and X 7 CrNiAl 177, in their entirety at a temperature T> 480 ° C and a time period t> 2 Simply exposed to heat for hours and at the same time a thermochemical treatment of the abrasively stressed surface areas is carried out and then the reed lamellae are cooled to room temperature.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Standzeiterhöhung, insbesondere von Webblattlamellen durch Wärme- und thermochemische Behandlung.The invention relates to a method for increasing the service life, in particular of reed lamellae by heat and thermochemical treatment.
Webblätter, z.B. für Luftdüsenwebmaschinen, bestehen aus einer Vielzahl von in einer oberen und einer unteren Rahmenschiene nebeneinander angeordneten profilierten Webblattlamellen, nachfolgend Lamellen genannt.
Die einzelnen Lamellen weisen an ihrer einen Längskante zwei voneinander beabstandete Vorsprünge auf, welche eine U-förmige Ausnehmung begrenzen. Die Ausnehmungen bilden beim fertigen Webblatt einen über seine Breite reichenden und gegen die Gewebeanschlagkante hin offenen Kanal zur Führung des Schußfadens aus. Der am weitesten von der Gewebeanschlagkante entfernte Kanalgrund schlägt den Schußfaden an die Gewebekante an.
Bei Webblättern für Luftdüsenwebmaschinen ist der Bereich des Schußfadeneintragkanals besonderen Anforderungen im Hinblick auf das Verschleißverhalten ausgesetzt.
Den gleichen Anforderungen sind auch die Webblätter von Greifer-Webmaschinen ausgesetzt, bei denen die Greifer u.a. vom Webblatt geführt werden.Weaves, for example for air jet weaving machines, consist of a large number of profiled weave lamellae arranged next to one another in an upper and a lower frame rail, hereinafter called lamellae.
The individual slats have on their one longitudinal edge two spaced apart projections which delimit a U-shaped recess. In the finished reed, the recesses form a channel which extends over its width and is open towards the fabric stop edge for guiding the weft thread. The channel base furthest away from the fabric stop edge strikes the weft thread against the fabric edge.
In the case of reeds for air jet weaving machines, the area of the weft insertion channel is exposed to special requirements with regard to wear behavior.
The reeds of rapier weaving machines, in which the rapiers are guided by the reed, among other things, are subject to the same requirements.
Webblätter, deren Lamellen aus hochwertigen Stahlsorten bestehen, besitzen, je nachdem welches Schußmaterial als Schußfaden zur Verarbeitung gelangt, eine Standzeit von etwa 1000 Betriebsstunden. Danach müssen die Webblätter aus Gründen des Verschleißes der Lamellen gegen ein neues Webblatt ausgetauscht werden.Reeds, whose lamellae are made of high-quality steel, have a service life of around 1000 operating hours, depending on which weft material is used as a weft thread. Then the reeds have to be exchanged for a new reed due to the wear of the slats.
Die öftere Webblatterneuerung ist kostenaufwendig und das nicht nur in Bezug auf das Webblatt selbst, sondern auch im Hinblick auf die mit dem Wechsel verbundene Stillstandszeit der Webmaschine.The frequent weaving of the reed is costly and not only in relation to the reed itself, but also with regard to the downtime of the weaving machine associated with the change.
Entscheidend für eine hohe Standzeit des Webblattes ist das für die Lamellen verwendete Grundmaterial.
Es ist bekannt, daß für Lamellen kalt gewalzter Bandstahl der Sorten X 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 oder X 7 CrNiAl 177 verwendet und die Lamellen durch Stanzen daraus hergestellt werden.
Lamellen aus derartigem Material sind wohl für alle Arten von Schußfäden einsetzbar, jedoch aufgrund der relativ geringen Festigkeit von etwa 1200 N/mm² von nur geringer Standzeit, ca. 1000 Betriebsstunden.The basic material used for the slats is decisive for the long service life of the reed.
It is known that cold rolled strip steel of the
Slats made of such a material can be used for all types of weft threads, but due to the relatively low strength of about 1200 N / mm², they only have a short service life, approx. 1000 operating hours.
Aus der DE-OS 22 20 859 ist ein Rietstab mit örtlich begrenzter Härtungszone bekannt, bei dem die Frontfläche eine solche gehärtete Zone aufweist. Die Härtungszone soll dadurch erreicht werden, daß man die äußeren Flächen des Rietstabes entweder örtlich härtet oder bei Verwendung billigerem Materials mit einer dünnen Schicht besonders hartem Materials versieht.
In der genannten DE-OS wird nicht offenbart, wie und wodurch eine örtlich verschleißfeste Oberfläche an den Rietstäben erreicht wird.
Bei der im Jahre 1973 veröffentlichten Erfindung gem. vorgenannter DE-OS handelt es sich um eine Methode zur Erhöhung der Standzeit von Rietlamellen, die den an die Rietlamellen gestellten Forderungen insbesondere hinsichtlich der Härtewerte an den abrasiv beanspruchten Oberflächenbereichen nicht gerecht wurde.From DE-OS 22 20 859 a reed rod with a locally limited hardening zone is known, in which the front surface has such a hardened zone. The hardening zone is to be achieved by either locally hardening the outer surfaces of the reed rod or by using a cheaper material with a thin layer of particularly hard material.
The cited DE-OS does not disclose how and how a locally wear-resistant surface is achieved on the reed bars.
In the invention published in 1973 according to The aforementioned DE-OS is a method for increasing the service life of reed lamellas, which did not meet the requirements placed on the reed lamellas, particularly with regard to the hardness values on the abrasively stressed surface areas.
Zur Erhöhung der Standzeit der Webblätter ist bekannt, die Lamellen einer galvanischen Behandlung zu unterziehen, wie z.B. einem Hartverchromen.To increase the service life of the reeds, it is known to subject the lamellae to a galvanic treatment, such as hard chrome plating.
Mit dem Hartverchromen wird auf die Lamellen, die eine Dicke von etwa 0,15 mm bis 0,8 mm aufweisen können, eine Hartchromschicht von etwa 10 µm aufgebracht. Diese Schicht besitzt eine Härte von etwa 700 HV.
Bei der Verarbeitung von abrasiv wirkenden Schußfäden, wie Jute, Glasgarn, Glaslunte (glas-rowing), zeigt es sich, daß damit im Vergleich zu nicht hartverchromten Lamellen eine Standzeiterhöhung um etwa das Doppelte erzielt werden konnte.With hard chrome plating, a hard chrome layer of approximately 10 μm is applied to the fins, which can have a thickness of approximately 0.15 mm to 0.8 mm. This layer has a hardness of around 700 HV.
When processing abrasive wefts, such as jute, glass yarn, glass rowing, it is shown that, compared to non-hard-chrome-plated fins, a service life increase of about double could be achieved.
Lamellen die hartverchromt werden, müssen nach dem Verchromen nachbehandelt werden, um die während des Verchromungsprozesses entstehenden Rauhigkeiten an der Oberflächen der U-förmigen Ausnehmung der Lamelle zu glätten. Die Nachbehandlungen sind ebenfalls kostenaufwendig.Fins that are hard chrome-plated must be treated after the chrome plating in order to smooth out the roughnesses that arise during the chrome plating process on the surfaces of the U-shaped recess of the fin. The aftertreatments are also expensive.
Aus der CH-PS 671 034 ist bekannt, auf die Oberfläche von Maschinenteilen einer Webmaschine, z.B. Litzen, Stafettendüsen und Blattlamellen von Webblättern, die aus rostfreiem Stahl bestehen, eine Schicht aus Chromoxid (Cr₂O₃)-Bestandteilen aufzubringen.
Das Verfahren zur Beschichtung besteht hierbei darin, daß die betreffenden Teile in eine Lösung einer chromhaltigen Zusammensetzung, beispielsweise in eine wässrige Lösung von CrO₃ getaucht oder von dieser überzogen werden. Nachfolgend werden diese Teile bei einer Temperatur von 500 bis 600 °C in einer Reaktionsbehandlung aufgeheizt, so daß auf der Oberfläche der Teile eine Schicht gebildet wird, die als Hauptbestandteil Cr₂O₃ enthält.
Die CH-PS 671 034 offenbart ferner, daß auf der Oberfläche der Maschinenteile eine poröse keramische Schicht gebildet werden kann, indem ein Überzug einer chromhaltigen Zusammensetzung aufgebracht wird, die abriebfeste Teilchen, z.B. Al₂O₃- oder SiO₂-Teilchen enthält.
Mit dem Verfahren nach der CH-PS sollen Härtewerte an der Oberfläche von 500 HV oder mehr erreicht werden.From CH-PS 671 034 it is known to apply a layer of chromium oxide (Cr₂O₃) constituents to the surface of machine parts of a weaving machine, for example strands, relay nozzles and leaf lamellae of reeds, which are made of stainless steel.
The method for coating consists in that the parts in question are immersed in a solution of a chromium-containing composition, for example in an aqueous solution of CrO₃, or are coated by this. Subsequently, these parts are heated at a temperature of 500 to 600 ° C in a reaction treatment, so that a layer is formed on the surface of the parts, which contains Cr₂O₃ as the main component.
The CH-PS 671 034 also discloses that a porous ceramic layer can be formed on the surface of the machine parts by applying a coating of a chromium-containing composition containing abrasion-resistant particles, such as Al₂O₃ or SiO₂ particles.
The CH-PS process is intended to achieve hardness values of 500 HV or more on the surface.
Allgemein bekannt ist aber, daß man mit chromhaltigen Schichten auf der Oberfläche eine Härte von etwa 700 HV erzielen kann und derartige Schichten einer Nachbehandlung bedürfen.However, it is generally known that chromium-containing layers can achieve a hardness of approximately 700 HV on the surface and such layers require post-treatment.
Schließlich ist aus der EP 0 550 752 bekannt, einen Teil der Oberfläche von Webblattlamellen eines Webblattes mit einer diamantähnlichen Kohlenstoffschicht, als DLC (diamond-like carbon film) bezeichnet, zu versehen.
Das Grundmaterial der Webblattlamellen besteht dabei aus rostfreiem Stahl.
Auf der betreffenden Lamellenoberfläche wird zunächst, zwecks besserer Haftung der Verschleißschicht eine Zwischenschicht z.B. eine Titan-Carbid-Legierung aufgebracht.
Das Aufbringen der DLC-Schicht erfolgt durch chemische Gasphasenabscheidung (chemical vapor deposition), indem hier die zu beschichtenden Teile in einem Reaktionsraum unter einem bestimmten Druck und bei einer bestimmten Temperatur mit einem Kohlenwasserstoffgas in Kontakt gebracht werden.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß auch die auf die Oberlfäche der Lamellen aufgetragene Schicht nicht die erwartete verschleißfestigkeit, Dauerfestigkeit und Biegewechselfestigkeit aufweist.Finally, it is known from EP 0 550 752 to provide a part of the surface of reed lamella of a reed with a diamond-like carbon layer, referred to as DLC (diamond-like carbon film).
The basic material of the reed slats is made of stainless steel.
To improve the adhesion of the wear layer, an intermediate layer, for example a titanium carbide alloy, is first applied to the lamella surface in question.
The DLC layer is applied by chemical vapor deposition, in which the parts to be coated are brought into contact with a hydrocarbon gas in a reaction space under a certain pressure and at a certain temperature.
It has been shown in practice that even the layer applied to the surface of the lamellae does not have the expected wear resistance, fatigue strength and flexural fatigue strength.
Aus der Literatur ist bekannt, siehe auch DIN Taschenbuch 155, Stahl und Eisen Gütenorm 2, (1985) S. 188 - 120, Beuth Verlag GmbH Berlin-Köln, 2. Auflage, zur Erhöhung der Festigkeit der vorgenannten Stahlsorten eine Wärmebehandlung in Form eines einfachen oder zweifachen Warmauslagerns vorzunehmen.
Durch das einfache Warmauslagern der gestanzten Lamellen, die eine Dicke bis etwas 0,75 mm aufweisen, und die z.B. aus der Stahlsorte x 7 CrNiAl 177 bestehen, bei einer Temperatur T von 480 °C bis 550 °C und einer Warmauslager-Dauer t von 1 bis 2 Stunden läßt sich eine Festigkeit von 1400 N/mm² erreichen. Das bedeutet eine Festigkeitssteigerung von 15 % bis 25 % gegenüber den nicht warmausgelagerten Stahlsorten gleicher chemischer Zusammensetzung.It is known from the literature, see also DIN Taschenbuch 155, Stahl und Eisen Güteorm 2, (1985) pp. 188-120, Beuth Verlag GmbH Berlin-Cologne, 2nd edition, to increase the strength of the aforementioned types of steel, a heat treatment in the form of a single or double heat aging.
The simple hot aging of the punched lamellae, which have a thickness of up to about 0.75 mm and which consist, for example, of the steel grade x 7 CrNiAl 177, at a temperature T of 480 ° C to 550 ° C and a hot aging time t of A strength of 1400 N / mm² can be achieved for 1 to 2 hours. This means an increase in strength of 15% to 25% compared to the steel types of the same chemical composition that have not been subjected to hot aging.
Ferner ist aus der Werkzeugindustrie bekannt, unter Vakuum eine dünne Schicht hoher Härte, z.B. eine Titannitrid-Schicht, an der Oberfläche der Bearbeitungswerkzeuge zu erzeugen. Die hierfür zur Anwendung kommende physikalische Abscheidung aus der Gasphase z.B. das Sputtern oder Ionenplattieren ist sehr kostenaufwendig. Die dabei erzielten Schichten sind relativ dünn. Die Anwendung für Lamellen ist aus diesen Gründen nicht wahrscheinlich und nicht empfehlenswert.It is also known from the tool industry to vacuum a thin layer of high hardness, e.g. to produce a titanium nitride layer on the surface of the machining tools. The physical separation from the gas phase used for this e.g. sputtering or ion plating is very expensive. The layers obtained are relatively thin. For these reasons, the use for slats is not likely and is not recommended.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Standzeiterhöhung von Webblattlamellen, die vorzugsweise aus den Stahlsorten x 12 CrNi 177, X 5 CrNiMo 1810 oder X 7 CrNiAl 177 hergestellt sind, anzugeben, mit dem die Standzeit der Webblattlamellen um ein Mehrfaches gegenüber bekannten Verfahren erhöht werden kann und bei dem die Härte an den abrasiv beanspruchten Oberflächenbereichen nicht durch Oberflächenbeschichtung erfolgt.
Insbesondere sollen mit den Verfahren in den dem Verschleiß ausgesetzten Bereichen der Lamelle, das sind die Randbereiche, eine hohe Härte erzielt werden, während der weitaus größere Flächenanteil der Lamelle ungehärtet bleibt.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Verfahren anzugeben, wonach sowohl die Standzeit von Webblattlamellen als auch die von Bremslamellen der Schußfadenbremsen, deren Oberflächen bereits eine Hartchromschicht aufweisen, erhöht werden.The object of the invention is therefore to provide a method for increasing the service life of reed lamellae, which are preferably produced from the steel grades x 12 CrNi 177,
In particular, the methods are intended to achieve a high degree of hardness in the areas of the lamella that are subject to wear, that is to say the edge areas, while the much larger area of the lamella remains unhardened.
Furthermore, it is an object of the invention to provide a method according to which both the service life of reed disks and that of brake disks of the weft brakes, the surfaces of which already have a hard chrome layer, are increased.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1, 2 und 4 gelöst.
Erfindungswesentlich nach den Ansprüchen 1 und 2 ist danach, daß die Webblattlamellen in einem Reaktionsraum innerhalb einer bestimmten Zeitdauer gleichzeitig zwei Behandlungsverfahren zur Erzielung einer hohen Verschleißfestigkeit an den dem Verschleiß ausgesetzten Randbereich der Webblattlamelle unterworfen werden.
Als besonders vorteilhaft erweist sich, wenn die der abrasiven Beanspruchung ausgesetzten Randbereiche der Lamellen während der Dauer des einfachen Warmauslagerns einer Behandlung unter Ionisation des Stickstoffes durch Glimmentladung (Plasmanitrieren) ausgesetzt sind.
Mit dem kombinierten Behandlungsverfahren werden nitrierte Lamellenrandbereiche erhalten, die eine Härte von bis zu 1200 HV aufweisen.
Der übrige Oberflächenbereich der Lamellen ist nicht mit dieser Härteschicht versehen, womit die Bruchgefahr der Lamellen beim Einsatz im Webblatt der Webmaschine ausgeschlossen ist.
Die erfindungsgemäßen Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 vermeiden nun das Aufbringen von verschleißfesten Schichten auf das Grundmaterial. Diese Verfahren gehen statt dessen davon aus, ein Grundmaterial für die Webblattlamellen zu verwenden, mit welchem bereits durch einfaches Warmauslagern eine bestimmte Festigkeit erzielbar ist und wobei in Kombination des Warmauslagerungsprozesses mit einer an sich bekannten thermochemischen Behandlung vorzugsweise durch Gasnitrieren oder Plasmanitrieren gezielt eine weitere Erhöhung der Verschleißfestigkeit an den betreffenden Oberflächenbereichen erreicht wird.According to the invention the object is solved by the features of
It is essential to the invention according to
It proves to be particularly advantageous if the edge regions of the lamellae exposed to the abrasive stress are subjected to treatment for the duration of the simple hot aging Ionization of the nitrogen by glow discharge (plasma nitriding) are exposed.
With the combined treatment process, nitrided lamella edge areas are obtained that have a hardness of up to 1200 HV.
The rest of the surface area of the slats is not provided with this hardening layer, which means that there is no risk of the slats breaking when used in the weaving reed of the loom.
The inventive method according to
Mit den erfindungsgem. Verfahren ergeben sich ferner, im Vergleich zum Oberflächenbeschichten, Webblattlamellen mit einer Diffusionsschicht, die eine höhere Verschleißfestigkeit, eine höhere Dauerfestigkeit und eine höhere Biegewechselfestigkeit als beschichtete Lamellen aufweisen. Durch die Wärmebehandlung und die Plasmatrierung der Lamellen in paketierter Form gelingt es ferner, daß die einzelnen Lamellen absolut gerade bleiben und die harte Diffusionsschicht nur an dem freiliegenden Oberflächenbereich der Lamellen entsteht, z.B. an dem mit dem Schußfadeneintragskanal versehenen Bereich.With the. Furthermore, compared to surface coating, methods result in reed lamellae with a diffusion layer, which have a higher wear resistance, a higher fatigue strength and a higher bending fatigue strength than coated lamellae. Due to the heat treatment and the plasma coating of the lamellae in packaged form, it is also possible for the individual lamellae to remain absolutely straight and for the hard diffusion layer to be formed only on the exposed surface area of the lamellae, e.g. on the area provided with the weft insertion channel.
Eine weitere Verbesserung der Verschleißfestigkeit in den betreffenden Randbereichen der Lamellen kann dann erzielt werden, wenn die nach dem Verfahrensablauf gem. Patentanspruch 1 und 2 behandelten Lamellen durch Ionenimplantieren, vorzugsweise von N-Atomen, weiterbehandelt werden.A further improvement in the wear resistance in the relevant edge areas of the lamellae can be achieved if the according to the procedure.
Die damit erzielbare Endhärte im Randbereich der Lamelle liegt bei etwa 1800 HV.The final hardness that can be achieved in the edge area of the lamella is around 1800 HV.
In überraschender Weise hat sich gezeigt, daß Webblattlamellen und Bremslamellen von Schußfadenbremsen, die vorzugsweise aus kalt gewalztem Bandstahl der vorstehend genannten Sorten bestehen und eine Hartchromschicht besitzen, durch Ionenimplantieren, z.B. von N-Atomen in die Hartchromschicht, eine bis zu 5-fach höhere Standzeit gegenüber den lediglich eine Hartchromschicht tragenden Lamellen erreichen.Surprisingly, it has been shown that the reed and brake discs of weft brakes, which preferably consist of cold-rolled steel strip of the aforementioned types and have a hard chrome layer, by ion implantation, e.g. of N atoms in the hard chrome layer, achieve a service life that is up to 5 times longer than that of the lamellae which only carry a hard chrome layer.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
Es zeigen:
- Fig. 1 :
- eine Webblattlamelle in der Seitenansicht mit dem angedeuteten abrasiv beanspruchten Randbereich,
- Fig. 2 :
- einen Schnitt durch die Webblattlamelle nach der Linie A - A in vergrößertem Maßstab,
- Fig. 3 :
- die Bremslamellen einer Schußfadenbremse in der Draufsicht.
- Fig. 1:
- a reed lamella in the side view with the indicated abrasively stressed edge area,
- Fig. 2:
- a section through the reed lamella along the line A - A in an enlarged scale,
- Fig. 3:
- the brake discs of a weft brake in top view.
Die dargestellte Webblattlamelle 1 bildet mit einer Vielzahl derartiger Lamellen das Webblatt einer Luftdüsenwebmaschine aus.
Die äußere Kontur jeder der beiden Längsschenkel 1a und 1b geht in einen Vorsprung 2 und 3 über. Die beiden Vorsprünge 2 und 3 begrenzen eine Ausnehmung 4, z.B. eine U-förmige Ausnehmung.
Die Ausnehmung 4 der Vielzahl von Webblattlamellen 1 bildet im Webblatt den Schußfadeneintragkanal.
Bei der Verarbeitung von besonders abrasiv wirkenden Schußfäden, wie z.B. Glaslunte, ist gerade die Kontur 4a der Ausnehmung 4 einer hohen Verschleißbeanspruchung ausgesetzt.The illustrated
The outer contour of each of the two
The
When processing particularly abrasive weft threads, such as glass sliver, the
Zum Zwecke der Erzielung einer rationellen thermischen und thermochemischen Behandlung wird vorgeschlagen, zunächst die Vielzahl der Webblattlamellen 1, die aus kalt gewalztem Bandstahl der Sorte X 12 CrNi 177 bestehen und durch Stanzen hergestellt sind, aneinander zu reihen und paketartig in einer Vorrichtung 5 zusammenzuhalten.
Das damit gebildete Lamellenpaket wird in der dargestellten Weise gem. Fig. 1 einem Reaktionsraum, der unter einem bestimmten Druck (Teilvakuum) steht, zugeführt.
In dem Reaktionsraum wird das Lamellenpaket bei einer Temperatur > 480 °C und bei einer Zeitdauer von etwa 8 Stunden einfach warmausgelagert.
Erfindungsgemäß wird nun parallel zum Warmauslagern die freiliegende Oberflächenkontur 6 der Lamellen 1 unter Zufuhr eines Nitriergases (Stickstoff) der Ionisation des Stickstoffes durch Glimmentladung (Plasmanitrieren) ausgesetzt. Dabei diffundieren die Stickstoffatome in die freiliegende Oberflächenkontur 6 und bilden eine erste harte Randschicht 7 von etwa 0,1 mm aus.
Nachfolgend wird das Lamellenpaket auf Raumtemperatur abgekühlt.
Nach dem Abkühlen werden die Lamellen 1 in der vorgegebenen Anordnung erfindungsgemäß einer Behandlung durch Ionenimplantation in einem evakuierten Reaktionsraum unterzogen. Hier wird vorzugsweise ausschließlich die plasmanitrierte Kontur 4a der Ausnehmung 4 inonenimplantiert.
Die Dauer des Ionenimplantierens beträgt etwa 4 Stunden. Während dieses Verfahrenschrittes bildet sich eine zweite und vergleichsweise härtere Randschicht 8 von etwa 10 µm aus.For the purpose of achieving an efficient thermal and thermochemical treatment, it is proposed to first line up the large number of
The plate pack thus formed is gem in the manner shown. Fig. 1 a reaction chamber, which is under a certain pressure (partial vacuum) supplied.
The plate pack is simply aged in the reaction chamber at a temperature> 480 ° C and for a period of about 8 hours.
According to the invention, the exposed
The plate pack is then cooled to room temperature.
After cooling, the
The duration of the ion implantation is about 4 hours. During this process step, a second and comparatively
In Fig. 2 sind in Art eines Schliffbildes die erzielten harten Randschichten 7 und 8 der freiliegenden Oberflächenkontur 6 der Lamellen 1 dargestellt.In FIG. 2 the hard edge layers 7 and 8 of the exposed
Die in Fig. 3 dargestellten Bremslamellen 9, 10 einer Schußfadenbremse 11 besitzen einander gegenüberliegende Flächen 9a, 10a zwischen denen der Schußfaden 12 hindurchgezogen ist. Vorzugsweise die Flächen 9a und 10a sind mit einer Hartchromschicht versehen.
Bei Schußfadenbremsen ist es von besonderem Vorteil, wenn die bremsenden Flächen eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Die einzelnen Bremslamellen 9, 10 sind beispielsweise aus einem kalt gewalztem Bandstahl der Sorte X 12 CrNi 177 hergestellt und nach dem Herstellungsprozeß innenseitig hartverchromt.
Die Standzeit dieser Bremslamellen beträgt bei einer Härte von etwa 700 HV ca. 1000 Betriebsstunden.
In überraschender Weise wurde gefunden, daß durch Ionenimplantieren der hartverchromten Oberflächen eine bis zum 5-fachen höhere Standzeit gegenüber der nicht durch Ionenimplantieren behandelten Hartchromschicht erzielbar ist.The
In the case of weft brakes, it is particularly advantageous if the braking surfaces have high wear resistance. The
The service life of these brake discs with a hardness of around 700 HV is approx. 1000 operating hours.
It has surprisingly been found that ion implantation of the hard chromium-plated surfaces can achieve a service life that is up to 5 times longer than that of the hard chromium layer not treated by ion implantation.
- 11
- WebblattlamelleReed lamella
- 1a1a
- LängsschenkelLongitudinal leg
- 1b1b
- LängsschenkelLongitudinal leg
- 22nd
- Vorsprunghead Start
- 33rd
- Vorsprunghead Start
- 44th
- AusnehmungRecess
- 4a4a
- Konturcontour
- 55
- Vorrichtungcontraption
- 66
- freie Oberflächenkonturfree surface contour
- 77
- RandschichtBoundary layer
- 88th
- RandschichtBoundary layer
- 99
- BremslamelleBrake disc
- 9a9a
- Flächesurface
- 1010th
- BremslamelleBrake disc
- 10a10a
- Flächesurface
- 1111
- SchußfadenbremseWeft brake
- 1212th
- SchußfadenWeft
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