JP2750608B2 - 紡機用リング - Google Patents
紡機用リングInfo
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- JP2750608B2 JP2750608B2 JP13714989A JP13714989A JP2750608B2 JP 2750608 B2 JP2750608 B2 JP 2750608B2 JP 13714989 A JP13714989 A JP 13714989A JP 13714989 A JP13714989 A JP 13714989A JP 2750608 B2 JP2750608 B2 JP 2750608B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は紡機の精紡に使用され、特に高速精紡に於い
て優れた性能を発揮する紡機用リングに関するものであ
る。
て優れた性能を発揮する紡機用リングに関するものであ
る。
従来、紡機用リングは素材としての低炭素鋼を旋削形
成し、表面硬化処理として浸炭焼入れ処理を施したもの
である。しかし、従来リングでは、精紡機のスピンドル
回転数が20000r.p.m.以上の高速回転で使用すると、リ
ングとトラベラ間の摩擦抵抗が増大し、摩擦熱が急激に
上昇してトラベラが早期に焼付き、飛散して連続運転が
できなかった。
成し、表面硬化処理として浸炭焼入れ処理を施したもの
である。しかし、従来リングでは、精紡機のスピンドル
回転数が20000r.p.m.以上の高速回転で使用すると、リ
ングとトラベラ間の摩擦抵抗が増大し、摩擦熱が急激に
上昇してトラベラが早期に焼付き、飛散して連続運転が
できなかった。
そこで、上記問題点を解決するため、リングフランジ
の表面に、硬質微粒子を分散した複合めっきを施したも
のも提案されている（特開昭61−37999号参照）。
の表面に、硬質微粒子を分散した複合めっきを施したも
のも提案されている（特開昭61−37999号参照）。
しかし、上記改良リングは、寿命を延長するのに、め
っき厚を厚めにすると、表面粗さが粗くなり、また硬質
微粒子がめっき膜中に埋没しているため、スビンドル回
転数24,000r.p.m.以上の超高速回転域においては十分な
効果を奏し難かった。
っき厚を厚めにすると、表面粗さが粗くなり、また硬質
微粒子がめっき膜中に埋没しているため、スビンドル回
転数24,000r.p.m.以上の超高速回転域においては十分な
効果を奏し難かった。
本発明は、従来技術の問題点に鑑みてなしたもので、
その目的とするところは、リング自体の耐摩耗性を向上
すると共に、リングフランジ上を走行するトラベラの摩
耗も減少して、超高速回転域においても安定操業できる
紡機用リングを提供するにある。
その目的とするところは、リング自体の耐摩耗性を向上
すると共に、リングフランジ上を走行するトラベラの摩
耗も減少して、超高速回転域においても安定操業できる
紡機用リングを提供するにある。
上記目的を達成するために、本発明の紡機用リング
は、硬質微粒子を共析物質として、ニッケル，リンを含
有するニッケル合金をマトリックスとする複合めっき層
を設けた紡機用リングにおいて、上記複合めっき層の表
面に占有面積率５〜40％の硬質微粒子を顕出し、かつ表
面粗さを中心線平均粗さRa0.2μ以下にして成る。
は、硬質微粒子を共析物質として、ニッケル，リンを含
有するニッケル合金をマトリックスとする複合めっき層
を設けた紡機用リングにおいて、上記複合めっき層の表
面に占有面積率５〜40％の硬質微粒子を顕出し、かつ表
面粗さを中心線平均粗さRa0.2μ以下にして成る。
また、上記複合めっき層の厚さは５〜35μにして成
る。
る。
更に、複合めっき層の高度は、Hv900〜1200とし、か
つ上記層直下のリング母材硬度は、Hv500〜650にして成
る。
つ上記層直下のリング母材硬度は、Hv500〜650にして成
る。
ところで、複合めっきの共折物質とする硬質微粒子
は、炭化ケイ素，炭化タングステン，窒化ホウ素，酸化
アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を
用いるが、炭化ケイ素が高硬度で耐薬品性，耐摩耗性大
で、トラベラ走行時に発生する摩擦熱を放散し易く、最
も好ましい。
は、炭化ケイ素，炭化タングステン，窒化ホウ素，酸化
アルミニウムのうちから選ばれた少なくとも１種以上を
用いるが、炭化ケイ素が高硬度で耐薬品性，耐摩耗性大
で、トラベラ走行時に発生する摩擦熱を放散し易く、最
も好ましい。
上記硬質微粒子の占有面積率は、５％未満ではリング
自体の耐摩耗性が劣る。また、上記占有面積率が40％を
越え、表面粗さが中心線平均粗さRa0.2μをこえると、
リング−トラベラ間の摺動性が悪化し、始動時の糸切れ
が多発するばかりか、高速回転域−超高速回転域におい
て、摩擦抵抗指数が急激に上昇し、トラベラの早期焼付
き，飛散が発生して連続紡出が不可能となる。よって、
硬質微粒子の占有面積率は５〜40％、好ましくは10〜35
％であり、表面粗さは中心線平均粗さRa0.2μ以下が適
切である。
自体の耐摩耗性が劣る。また、上記占有面積率が40％を
越え、表面粗さが中心線平均粗さRa0.2μをこえると、
リング−トラベラ間の摺動性が悪化し、始動時の糸切れ
が多発するばかりか、高速回転域−超高速回転域におい
て、摩擦抵抗指数が急激に上昇し、トラベラの早期焼付
き，飛散が発生して連続紡出が不可能となる。よって、
硬質微粒子の占有面積率は５〜40％、好ましくは10〜35
％であり、表面粗さは中心線平均粗さRa0.2μ以下が適
切である。
また、複合めっき層の厚さは、５μ未満では高速回転
域で剥離，摩耗が生じ、35μを越えると、めっき処理コ
ストが増大して好ましくない。よって、複合めっき層の
厚さは、５〜35μ、好ましくは16〜35μであり、寿命・
コストの点から20〜35μが最適である。
域で剥離，摩耗が生じ、35μを越えると、めっき処理コ
ストが増大して好ましくない。よって、複合めっき層の
厚さは、５〜35μ、好ましくは16〜35μであり、寿命・
コストの点から20〜35μが最適である。
以下、本発明の実施例について説明する。
円筒形状の鋼材（S15CK）を切削加工して、リング
（１）を形成し（第１図）、浸炭焼入れおよび表面処理
を行う 上記リング（１）は円筒形状の胴部（２）の外周面に
鍔（３）を有し、鍔（３）の上部に連続したリングネッ
ク部（４）を有し、さらにリングネック部（４）の頂部
にリングトラベラが滑走するリングフランジ（５）を有
した構造である。
（１）を形成し（第１図）、浸炭焼入れおよび表面処理
を行う 上記リング（１）は円筒形状の胴部（２）の外周面に
鍔（３）を有し、鍔（３）の上部に連続したリングネッ
ク部（４）を有し、さらにリングネック部（４）の頂部
にリングトラベラが滑走するリングフランジ（５）を有
した構造である。
上記リング（１）は脱脂、酸洗等のメッキ前処理を施
した後、少なくともリングフランジ（５）の表面に、無
電解めっきにより、ニッケル−リン合金（７）のマトリ
ックス中に平均粒径１μの炭化ケイ素（８）を共析物質
として分散析出させたSiC複合Ni−Ｐ非晶質合金めっき
を形成し被覆される。
した後、少なくともリングフランジ（５）の表面に、無
電解めっきにより、ニッケル−リン合金（７）のマトリ
ックス中に平均粒径１μの炭化ケイ素（８）を共析物質
として分散析出させたSiC複合Ni−Ｐ非晶質合金めっき
を形成し被覆される。
上記SiC複合Ni−Ｐ非晶質合金めっきの施されたリン
グ（１）は、熱処理炉において400℃の熱処理温度のも
とで約１時間加熱して熱処理が行われる。
グ（１）は、熱処理炉において400℃の熱処理温度のも
とで約１時間加熱して熱処理が行われる。
上記SiC複合Ni−Ｐ非晶質合金めっきは、マトリック
スのニッケル−リンが結晶化され、Ni3−ＰとNi結晶の
混在組織に変化し、リング（１）の表面にHv1000の高硬
度でしかも共析物質である炭化ケイ素とマトリックスの
密着性が強化された複合めっき層（６）が形成された
（第２図）。
スのニッケル−リンが結晶化され、Ni3−ＰとNi結晶の
混在組織に変化し、リング（１）の表面にHv1000の高硬
度でしかも共析物質である炭化ケイ素とマトリックスの
密着性が強化された複合めっき層（６）が形成された
（第２図）。
次に、リングトラベラが接触、摺動するリングフラン
ジ（５）の表面に、ラッピングによる研摩加工が施さ
れ、複合めっきの厚さを30μになるよう形成すると共
に、SiCが占有面積率で25.6％顕出し、表面粗さが中心
線粗さRa0.056μ以下の平滑な面に仕上げられた所望の
紡機用リング（１）を構成した。
ジ（５）の表面に、ラッピングによる研摩加工が施さ
れ、複合めっきの厚さを30μになるよう形成すると共
に、SiCが占有面積率で25.6％顕出し、表面粗さが中心
線粗さRa0.056μ以下の平滑な面に仕上げられた所望の
紡機用リング（１）を構成した。
ところで、第４図（イ）および（ロ）は研摩加工前お
よび研摩加工後の表面粗さのデータを示し、また第５図
（イ）は研摩加工前のリングフランジ（５）の表面状態
を示し、第５図（ロ）は研摩加工後のリングフランジ
（５）の表面状態を示しており、複合めっき層（６）の
最表面は、マトリックスのニッケル−リン合金（７）の
中にSiC（８）が占有面積率25.6％（ピアス画像解析）
顕出した共存状態を呈している。
よび研摩加工後の表面粗さのデータを示し、また第５図
（イ）は研摩加工前のリングフランジ（５）の表面状態
を示し、第５図（ロ）は研摩加工後のリングフランジ
（５）の表面状態を示しており、複合めっき層（６）の
最表面は、マトリックスのニッケル−リン合金（７）の
中にSiC（８）が占有面積率25.6％（ピアス画像解析）
顕出した共存状態を呈している。
上記実施例において、複合めっき層（６）に分散共析
させる硬質微粒子として炭化ケイ素を用いたが、炭化タ
ングステン，窒化ホウ素，酸化アルミニウムを少なくと
も１種または２種以上用いることができる。また、硬質
微粒子の粒径は0.2μ〜３μが好ましく、0.2μ未満では
リングの耐摩耗性が劣り、３μをこえると複合メッキ層
から硬質微粒子が脱落し、摩擦熱の放散が悪くなり、ト
ラベラ寿命を短かくすると共に、リングの耐摩耗性を著
しく低下させる。
させる硬質微粒子として炭化ケイ素を用いたが、炭化タ
ングステン，窒化ホウ素，酸化アルミニウムを少なくと
も１種または２種以上用いることができる。また、硬質
微粒子の粒径は0.2μ〜３μが好ましく、0.2μ未満では
リングの耐摩耗性が劣り、３μをこえると複合メッキ層
から硬質微粒子が脱落し、摩擦熱の放散が悪くなり、ト
ラベラ寿命を短かくすると共に、リングの耐摩耗性を著
しく低下させる。
また硬質微粒子の占有面積率は５〜40％、好ましくは
10〜30％であり、マトリックス中に含有される含有率と
しては２〜15重量％が適当である。
10〜30％であり、マトリックス中に含有される含有率と
しては２〜15重量％が適当である。
上記リング（１）の熱処理条件は、熱処理温度が400
℃で、熱処理時間が約１時間としたが、熱処理温度は32
0℃〜420℃、熱処理時間は約１時間〜２時間で行うもの
である。上記熱処理条件で熱処理を行うことにより、被
膜硬度がHv900〜Hv1200の高硬度を得ることができ、し
かも母材硬度がリング表面から約0.3mmまでHv500〜Hv55
0、好ましくはHv500〜Hv650を得ることができ、リング
の耐摩耗性を向上することができた。（第３図，第７
図）。
℃で、熱処理時間が約１時間としたが、熱処理温度は32
0℃〜420℃、熱処理時間は約１時間〜２時間で行うもの
である。上記熱処理条件で熱処理を行うことにより、被
膜硬度がHv900〜Hv1200の高硬度を得ることができ、し
かも母材硬度がリング表面から約0.3mmまでHv500〜Hv55
0、好ましくはHv500〜Hv650を得ることができ、リング
の耐摩耗性を向上することができた。（第３図，第７
図）。
またリングフランジ表面の表面粗さは、中心線平均粗
さRa0.056μにしたが、Ra0.2μ以下であればよい。
さRa0.056μにしたが、Ra0.2μ以下であればよい。
マトリックスとして用いるニッケル合金は、ニッケル
−リン合金，ニッケル−タングステン−リン合金などが
用いられる。
−リン合金，ニッケル−タングステン−リン合金などが
用いられる。
次に、本発明により得られた紡機用リング（本発明品
Ａ）と従来の低炭素鋼に浸炭焼入れを行って得られた紡
機用リング（従来品Ｂ）および従来の複合めっきを施
し、表面粗さRaが0.4μである紡機用リング（比較品
Ｃ）を用いて比較テストを行った。
Ａ）と従来の低炭素鋼に浸炭焼入れを行って得られた紡
機用リング（従来品Ｂ）および従来の複合めっきを施
し、表面粗さRaが0.4μである紡機用リング（比較品
Ｃ）を用いて比較テストを行った。
テスト条件 糸 ：エステル／綿 45′Ｓ リ ン グ :3.2mmF 41mmφ×57.7mmφ リングトラベラ:YS−2/hf 11/0（ニッケルメッキ品） スピンドル回転数:16000r.p.m.〜30000r.p.m. 第６図に上記紡出条件での各スピンドル回転数でのリ
ングトラベラとリングの摩擦抵抗指数を示す。
ングトラベラとリングの摩擦抵抗指数を示す。
スピンドル回転数が16000r.p.m.〜18000r.p.m.まで
は、本発明品Ａと従来品Ｂ、比較品Ｃとは大きな差がな
く、摩擦抵抗指数についても著しい然は認められない。
は、本発明品Ａと従来品Ｂ、比較品Ｃとは大きな差がな
く、摩擦抵抗指数についても著しい然は認められない。
スピンドル回転数が18000r.p.m.をこえると、摩擦抵
抗指数が、従来品Ｂは著しく上昇しているが、本発明品
Ａは急激な上昇は認められず、ゆるやかである。
抗指数が、従来品Ｂは著しく上昇しているが、本発明品
Ａは急激な上昇は認められず、ゆるやかである。
更に、従来品Ｂは22000r.p.m.以上になると摩擦抵抗
指数が急激に上昇し、24000r.p.m.以上ではリングトラ
ベラの焼付き、摩耗が進行し、連続紡出が不可能になっ
た。
指数が急激に上昇し、24000r.p.m.以上ではリングトラ
ベラの焼付き、摩耗が進行し、連続紡出が不可能になっ
た。
また、比較品Ｃは、24000r.p.m.以上の超高速回転域
で摩擦抵抗指数が急激に上昇し、糸切れ数が著しく増大
した。
で摩擦抵抗指数が急激に上昇し、糸切れ数が著しく増大
した。
本発明品Ａはスピンドル回転数が24000r.p.m.〜30000
r.p.m.の超高速回転域においても急激な上昇は見られ
ず、安定した低い摩擦抵抗指数を示し、リングトラベラ
の摩耗も殆ど発生せず、連続紡出ができた（第６図）。
r.p.m.の超高速回転域においても急激な上昇は見られ
ず、安定した低い摩擦抵抗指数を示し、リングトラベラ
の摩耗も殆ど発生せず、連続紡出ができた（第６図）。
本発明は上記構成になしたので、リング自体の耐摩耗
性が向上し、かつトラベラの摩耗が減少して、スピンド
ル回転数が24000r.p.m.以上の超高速回転域においても
リングトラベラのなじみがよく、安定した連続運転がで
きる。しかも、複合めっき層の剥離が発生せず、リング
性能を長期間維持できるばかりか、リングトラベラの焼
けが発生せず、トラベラ寿命も延長できる。
性が向上し、かつトラベラの摩耗が減少して、スピンド
ル回転数が24000r.p.m.以上の超高速回転域においても
リングトラベラのなじみがよく、安定した連続運転がで
きる。しかも、複合めっき層の剥離が発生せず、リング
性能を長期間維持できるばかりか、リングトラベラの焼
けが発生せず、トラベラ寿命も延長できる。
また、複合メッキ層の硬度をHv900〜1200で、層直下
のリング母材硬度をHv500〜650としているのでリングの
摩耗量が少なく、リングの寿命をより延長することがで
きる等の優れた効果を有する発明である。
のリング母材硬度をHv500〜650としているのでリングの
摩耗量が少なく、リングの寿命をより延長することがで
きる等の優れた効果を有する発明である。
第１図は本発明の紡機用リングの一実施例を示す一部破
断断面図、第２図は本発明の紡機用リングの要部拡大
図、第３図は熱処理温度とニッケル−リン合金被膜の硬
度との関係を示す曲線図、第４図（イ）は複合めっき層
の研摩加工前の表面粗さを示す曲線図、同図（ロ）は複
合めっき層の研摩加工後の表面粗さを示す曲線図、第５
図（イ）は複合めっき層の研摩加工前の表面状態を示す
説明図、同図（ロ）は複合めっき層の研摩加工後の表面
状態を示す説明図、第６図はスビンドル回転数と摩擦抵
抗指数との関係を示す曲線図、第７図は本発明リングの
表面からの距離とビッカース硬度との関係を示す曲線図
である。 （１）……紡機用リング、（２）……胴部 （３）……鍔、（４）……リングネック部 （５）……リングフランジ、（６）……複合めっき層 （７）……ニッケル−リン合金 （８）……硬質微粒子
断断面図、第２図は本発明の紡機用リングの要部拡大
図、第３図は熱処理温度とニッケル−リン合金被膜の硬
度との関係を示す曲線図、第４図（イ）は複合めっき層
の研摩加工前の表面粗さを示す曲線図、同図（ロ）は複
合めっき層の研摩加工後の表面粗さを示す曲線図、第５
図（イ）は複合めっき層の研摩加工前の表面状態を示す
説明図、同図（ロ）は複合めっき層の研摩加工後の表面
状態を示す説明図、第６図はスビンドル回転数と摩擦抵
抗指数との関係を示す曲線図、第７図は本発明リングの
表面からの距離とビッカース硬度との関係を示す曲線図
である。 （１）……紡機用リング、（２）……胴部 （３）……鍔、（４）……リングネック部 （５）……リングフランジ、（６）……複合めっき層 （７）……ニッケル−リン合金 （８）……硬質微粒子
Claims (4)
- 【請求項１】少なくともトラベラと接触するリングフラ
ンジ表面に、硬質微粒子を共析物質とし、ニッケル合金
をマトリックスとする複合めっき層を設けた紡機用リン
グにおいて、上記複合めっき層の表面に占有面積率５〜
40％の硬質微粒子を顕出し、かつ表面粗さを中心線平均
粗さRa0.2μ以下にしたことを特徴とする紡機用リン
グ。 - 【請求項２】上記複合めっき層の厚さが５〜35μである
請求項１記載の紡機用リング。 - 【請求項３】上記複合めっき層の硬度をHv900〜1200と
し、かつ複合めっき層直下のリング母材硬度をHv500〜6
50にした請求項１記載の紡機用リング。 - 【請求項４】上記硬質微粒子が炭化ケイ素，炭化タング
ステン，窒化ホウ素，酸化アルミニウムの少なくとも１
種以上である請求項１記載の紡機用リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13714989A JP2750608B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 紡機用リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13714989A JP2750608B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 紡機用リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH038822A JPH038822A (ja) | 1991-01-16 |
| JP2750608B2 true JP2750608B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=15191965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13714989A Expired - Fee Related JP2750608B2 (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 紡機用リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2750608B2 (ja) |
-
1989
- 1989-05-30 JP JP13714989A patent/JP2750608B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH038822A (ja) | 1991-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |