JP2005113229A

JP2005113229A - 紡機用トラベラ

Info

Publication number: JP2005113229A
Application number: JP2003350653A
Authority: JP
Inventors: Tetsunori Sakamoto; 哲則坂本; Yoshifumi Nariyama; 吉史成山
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

【課題】特に高速紡出において、トラベラの表面温度の上昇に伴い、トラベラ表面が軟化して飛散し、糸切れが発生することにより、糸品質の低下や生産性の低下するという問題点を防止することを目的とするものである。
【解決手段】合金鋼線を用いてトラベラを成形し、上記トラベラに浸炭窒化処理を行い、その後焼入れ、焼戻しを施した後、塩浴処理行って、母材表面にビッカース硬度がＨＶ６５０〜ＨＶ７５０を有する窒化物層を形成すると共に、その表面に酸化皮膜を形成した紡機用トラベラを提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紡績の精紡機、撚糸機に使用されるトラベラであって、耐摩耗性を向上した紡機用トラベラに関するものである。

従来、紡機用トラベラは一般に硬鋼線材を使用し、所定のトラベラ形状に成形した後、焼入れ、焼戻しを施したものが使用されていた。

しかし、上記従来のトラベラでは、近年のスピンドル回転数が１８０００ｒ．ｐ．ｍ以上という高速紡出に使用したとき、耐摩耗性に劣り、寿命が短いという問題点があった。（特許第２６５１５４７号公報）
このため、耐摩耗性を向上させるため、Ｍｎ：１０〜１５％、Ｃ：０．６〜１．０％、Ｃｒ：１〜２％を含有する高マンガン鋼線材を素材として、所定のトラベラサークル形状に成形した後、浸炭窒化処理を施し、表面に３０μ〜５０μの窒化物層を形成させたトラベラが考えられている。（特許文献１）
また、耐熱、耐酸化性を向上させるため、Ａｌ：１〜７重量％、Ｓｉ：１〜７重量％、およびＣｒ：１３〜２５重量％の１種又は２種以上を含む合金鋼より構成され、その表面に耐熱、耐酸化保護皮膜として優れたＡｌ２O３、ＳｉO２あるいはＣｒ２O３の酸化皮膜を選択的に形成させたトラベラが考えられている。（特許文献２）
特開昭６３−３１５６１９号公報特公平７−４２６２０号公報

上記浸炭窒化を施したトラベラでは、ビッカース硬度がＨＶ７００以上となり、耐摩耗性が向上するが、スピンドル回転数が１８０００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速になると、トラベラがリング上を摺接して走行するときに発生する摩擦熱により、トラベラの表面温度が上昇し、トラベラ表面が酸化すると共に軟化して、トラベラの焼き付きが発生し、精紡機の運転中にトラベラがリングから外れたり、折れて飛散し、糸切れの原因になるという問題点がある。

また、表面に耐熱、耐酸化保護皮膜を設けたトラベラでは、膜厚が厚くなり、脆くて剥れ易く、長時間の使用に耐えられないと共に、保護皮膜の形成のために、２９０°前後の高温度で３０分以上保持しながら処理するため、母材硬度がＨＶ５５０〜６００まで低下し、トラベラの耐摩耗性が減少し、トラベラの寿命を短くするだけでなく、トラベラの強度が低くなり、精紡機の運転中にトラベラがリングから外れて糸切れの原因となり、糸品質を低下すると共に生産性を著しく低下するという問題点がある。

本発明の紡機用トラベラは上記問題点を解決するためになされたものであり、合金鋼線材を成形加工して所定のトラベラ形状に形成し、プロパンガスおよびアンモニアガスを含むガス雰囲気中で浸炭窒化処理を行い、その後焼き入れ、焼戻しを施した後、硝酸カルシウム、亜硝酸ソーダを主成分とする塩浴剤を用いて塩浴処理を行い、母材表面にビッカース硬度がＨＶ６５０〜ＨＶ７５０を有する窒化物層を形成し、さらに、その表面に厚さが０．０１μｍ〜０．０５μｍを有する酸化皮膜を形成し、耐熱性および耐摩耗性に優れた紡機用トラベラを提供するものである。

また、合金鋼線材が少なくとも炭素：０．９７〜１．０２重量％、ケイ素：０．１５〜０．２５重量％、マンガン：０．２５〜０．３５重量％、クロム：０．２０〜０．３５重量％、バナジウム：０．０５〜０．１５重量％を主成分とし、残余不純物を含む紡機用トラベラを提供するものである。

上記構成において、窒化層の表面に酸化皮膜を形成したのは、スピンドル回転数が１８０００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速紡出においても、トラベラがリング上を摺接して走行するときに発生する摩擦熱によるトラベラ表面の酸化を防止し、酸化によるトラベラ表面の軟化を防ぐことによって、トラベラの焼き付きを防止するためである。

なお、酸化皮膜の膜厚を０．０１μｍ〜０．０５μｍとしたのは、膜厚が０．０１μm未満ではリングとの摩擦により早期に摩耗し、酸化皮膜の効果が長期間にわたって十分得られず、また０．０５μｍを超えると母材との密着性が悪くなり、皮膜が脆くなって剥がれ易くなり、トラベラの寿命を短くするという問題点がある。

また、酸化皮膜の形成前に、母材表面に窒化物層を形成したのは、酸化皮膜形成時の塩浴処理温度による母材の表面硬度の低下を防止するためであり、窒化物層の硬度をビッカース硬度でＨＶ６５０〜ＨＶ７５０としたのは、ＨＶ６５０未満ではトラベラの耐摩耗性が減少し、ＨＶ７５０を超えるとトラベラ強度が強くなりすぎて、リングへの着脱が困難となり、また取付時にトラベラが折損し、使用できなくなるという問題点がある。

さらに、線材として、少なくとも炭素を０．９７〜１．０２重量％、ケイ素を０．１５〜０．２５重量％、マンガンを０．２５〜０．３５重量％、クロムを０．２０〜０．３５重量％、バナジウムを０．０５〜０．１５重量％を含む合金鋼線材を用いたのは、塩浴処理を施した場合に表面硬度の低下が少なく、しかも母材の耐摩耗性が良好であるという効果を有するためである。

上記のように、合金鋼線材を成形加工して所定のトラベラ形状に形成し、浸炭窒化処理後に焼き入れ、焼戻しを施し、その後、塩浴処理を行って、母材表面にビッカース硬度がＨＶ６５０〜ＨＶ７５０を有する窒化物層を形成し、さらに、その表面に厚さが０．０１μｍ〜０．０５μｍを有する酸化皮膜を形成しているため、トラベラは耐熱性および耐摩耗性に優れ、スピンドル回転数が１８０００ｒ．ｐ．ｍ以上の高速紡出においても、トラベラとリング間に発生する摩擦熱によるトラベラ表面の酸化が防止され、酸化によるトラベラ表面の軟化を防ぐことによって、トラベラの焼き付きを防止することができる。

このため、トラベラの寿命を１．２倍〜１．５倍に延長するだけでなく、精紡機の運転中にトラベラがリングから外れることがなく、糸切れ、糸品質の低下を少なくすると共に生産性を大幅に向上することができるという優れた効果がある。

以下、本発明における紡機用トラベラの実施の一形態について説明する。

図１および図３は本発明の紡機用トラベラの一実施例を示し、図１は紡機用トラベラの正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面における説明図、図３は紡機用トラベラの製造工程を示すフロー図である。

本発明のトラベラは図１に示すように、炭素：０．１０重量％、ケイ素：０．１８重量％、マンガン：０．２８重量％、クロム：０．２６重量％、バナジウム：０．０７５重量％を主成分とし、残余が不純物を含む合金鋼線の線材を圧延加工し、断面形状が略扁平形状を有する平線２に加工し、上記平線２を横形トラベラ形状に成形加工してトラベラを形成する。

上記トラベラは図３に示すように、予め脱脂洗浄し、プロパンガスおよびアンモニアガスを含んだガス雰囲気中で、処理温度が８００℃〜９００℃、処理時間が３時間〜４時間かけて浸炭窒化を施し、その後焼入れ、焼戻しの熱処理行って、少なくとも母材表面にビッカース硬度がＨｖ７００〜Ｈｖ８００を有する窒化物層を形成する。

次に、上記窒化物層を設けたトラベラは、研磨機で２時間〜８時間かけてトラベラ表面を研磨して表面を平滑に仕上げ、その後硝酸カルシウム、亜硝酸ソーダを主成分とする塩浴剤を入れた塩浴炉において、処理温度が２８５℃〜２９５℃、処理時間が１０分〜２０分で塩浴処理を行って、表面に厚さが０．０１μｍ〜０．０５μｍを有する酸化皮膜３を形成する。

さらに、湯洗、水洗等の洗浄を行った後に乾燥を行い、必要に応じて防錆処理を施して紡機用トラベラ1を形成する。

本発明の上記紡機用トラベラ（ＭＳ／ｈｆ７／０：金井重要工業製）を精紡機に取り付けたフランジ幅：３．２ｍｍ、フランジ内径：φ４１ｍｍを有するシングルフランジリングに取り付けて、スピンドル回転数が２２０００ｒｐｍで２４ｈｒ／１日の操業条件で綿Ｎｅ４０の繊維を紡出した。

その結果、従来の処理を施した上記と同じタイプのトラベラを使用し、上記と同条件で紡出したものと比較したところ、トラベラの初期摩耗においては摩耗量に大きな差は認められなかったが、摩耗量の経時変化においては大きな差が確認され、本発明のトラベラは従来のトラベラと比較して、トラベラ寿命が１．２倍〜１．５倍に延長され、使用期間を大幅に延長することができた。

本発明の紡機用トラベラの一実施例を示す正面図である。図２のＡ−Ａ線断面における拡大説明図である。本発明の紡機用トラベラの製造工程の一実施例を示すフロー図である。

符号の説明

１紡機用トラベラ
２平線
３酸化皮膜

Claims

合金鋼線材を成形加工して所定のトラベラ形状に形成し、プロパンガスおよびアンモニアガスを含むガス雰囲気中で浸炭窒化処理を行い、その後焼入れ、焼戻しを施した後、硝酸カルシウム、亜硝酸ソーダを主成分とする塩浴剤を用いて塩浴処理を行い、母材表面にビッカース硬度がＨｖ７００〜Ｈｖ８００を有する窒化物層を形成し、さらにその表面に厚さが０．０１μｍ〜０．０５μｍを有する酸化皮膜を形成した紡機用トラベラ。
合金鋼線材が少なくとも炭素を０．９７〜１．０２重量％、ケイ素を０．１５〜０．２５重量％、マンガンを０．２５〜０．３５重量％、クロムを０．２〜０．３５重量％、バナジウムを０．０５〜０．１５重量％を含み、残余が不純物である請求項１記載の紡機用トラベラ。