JPH02182927A - 紡機用リング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高速精紡において優れた性能を発揮する紡機
用リングの改良に関するものである。

（従来の技術及び解決すべき課題） 従来の紡機用のリングは、一般に低炭素鋼を素材とし、
浸炭焼入れをして表面硬化処理を施している。しかし、
スピンドル回転数が１７．０００〜１８．００Ｏｒ、ｐ
ｏｍ、を越えて２０．００Ｏｒ、ｐ、ｍ、以上の高速回
転になると、従来リングでは、リング−トラベラ間の摩
擦抵抗の増大と摩擦熱の急激な上昇のため、トラベラの
早期の焼付き飛散を生じて、安定した連続運転ができな
かった。

そこで、フランジ表面に硬質粒子を共析物質とした複合
メッキを施したリングが提案されている。

しかし、この種リングは、高速条件下で要求される高速
特性としてのより優れたなじみ性に課題を有するばかり
か、複合メッキの膜厚を厚くすると、メッキ表面の肌荒
れが生じて十分な効果を奏し得ないという課題がある。

本発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなしたもので、
その目的とするところは、２４．０００ｒ、ｐｌｍ。

以上の超高速域でも優れた耐摩耗性、自己潤滑性（なじ
み性）を有して安定した連続運転を可能にした紡機用リ
ングを提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明の紡機用リングは、
炭素鋼を素材として所要のリング形状に切削加工を施し
、熱処理し、表面研磨処理をした表面に、硬質微粒子の
炭化ケイ素と自己潤滑性を有する微粒子の窒化ホウ素を
所定割合で含有して共析物質とし、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メッキ層
を設け、そして温度３５０〜４８０℃、時間４０〜１０
０分の熱処理によって上記複合メッキ層のマトリックス
であるニッケル合金を結晶化して硬度１１ｖ　８ＱＱ〜
１１００の高硬度にすると同時に、上記微粒子とマトリ
ックスのニッケル合金の密着力を強化する。さらに、ト
ラベラの接触、摺動する表面に研磨加工を施して上記微
粒子の一部が研磨され或いは脱落して露出した共存状態
にし、かつ表面粗さを中心線平均粗さ（Ｒａ）０．２μ
以下にして成る。

上記複合メッキ中の微粒子の量は、トータル含有率とし
て２〜２０重量％が高速条件下での耐摩耗性、自己潤滑
性を得るに好適範囲であり、２重量％未満では十分な耐
摩耗性、自己潤滑性が得られず、また２０重量％を越え
ると、微粒子が複合メッキ層及び表面に凝集して脱落の
原因となるので好ましくない。

また、炭化ケイ素と窒化ホウ素の含有率は、トータル含
有率に占める一方の割合を２０〜８０％（即ち前者が２
０％〜５０％〜８０％の時、後者が８０％〜５０％〜２
０％の割合）にする。両者の割合は、前者が２０％未満
で、後者が８０％を越えると、自己潤滑性において優れ
るが、耐摩耗性が劣り、逆に前者が８０％を越え、後者
が２０％未満では、耐摩耗性において優れるが、自己潤
滑性が劣り好ましくない。

よって、両者の割合は、要求される高速特性に応じて上
記範囲内で適宜決定する。

ところで、上記炭化ケイ素の粒子径は、０．２〜３μ、
の範囲がよ＜、０．２μ未満では耐摩耗性がは自己潤滑
性を発揮し難く、５μを越えると、複合メッキ層からの
脱落が早（なるという課題が生当であり、５μ未満では
高速運転における耐摩耗性の点で不充分であり、３０μ
を越えると熱処理時間が極めて長くなり、コストアップ
になる。

トラベラの接触、摺動する表面は、研磨加工により中心
線平均粗さ（Ｒａ）０．２μ以下にしたが、研磨加工を
施さない複合メッキの表面粗さは（Ｒａ）０．２μを越
えて、平滑性に乏しい表面を呈し、トラベラの走行を乱
し、高速性が乏しくなる。よって、上記のように研磨加
工により（Ｒａ）０．２μ以下にすることによって、ト
ラベラの高速走行を滑らかにするだけでなく、トラベラ
の走行する複合メッキの最表面が、高硬度で良好な耐摩
耗性、耐焼付性、摺動性を有するニッケル合金の中に、
高硬度で耐え摩耗性に優れる微粒子の炭化ケイ素と、優
れた自己潤滑性を有する微粒子の窒化ホウ素とを露出さ
せた共存状態となり、スピンドル回転数が高速域でも、
２４．００Ｏｒ、、ｐ、ｍ、以上の超高速域においても
、トラベラとの摩擦抵抗を低減可能にしたものである。

ところで、複合メッキのマトリックスとしてのニッケル
合金は、ニッケルーリン合金、ニッケルータングステン
−リン合金など用いることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

炭素鋼材（３１５ＣＫ材）を所要のリング形状に切削加
工し、浸炭焼入れ、表面処理を施してリング（１）を形
成する（第１図）。

上記リング（１）の表面には、共析物質として粒子径１
μの炭化ケイ素（２）と粒子径３μの窒化ホウ素（３）
を、トータル含有量が重量パーセントで約５％、各々の
割合が５０％となるようにして、無電解ニッケル・リン
複合メッキを行って、ニッケル・リン合金（４）をマト
リックスし、炭化ケイ素（２）と窒化ホウ素（３）を共
析物質とした複合メッキ層（５）を形成する（第２図）
。

次に、熱処理炉で温度約４００°Ｃ１時間６０分間加熱
する熱処理を施して、第３図に示すように、ビッカース
硬度約Ｈｖ１０００の高硬度で、かつ共析物質の炭化ケ
イ素及び窒化ホウ素の微粒子と、マトリックスのニッケ
ル・リン合金とが強固に密着した複合メッキ層（５）を
形成する。

更に、上記リング＜１）はそのトラベラの接触、摺動す
るフランジ表面（６）に、ラッピング等の研磨加工を施
して、表面粗さを、第４図（（）　（ａ）に示すように
、中心線平均粗さ（Ｒａ）　０．０３８μ（加工前の中
心線平均粗さ（Ｒａ）　０．３４７μ）にし、微粒子の
一部が研磨されたり、或いは脱落した平滑面を形成する
。また、リング（１）の複合メッキ層（５）の最表面は
、上記研磨加工によって、第５図（イ）　（１＋）に示
すように、マトリックスのニッケル・リン合金（４）の
中に硬質微粒子の炭化ケイ素（２）と、自己潤滑性に優
れた微粒子の窒化ホウ素（３）とが露出した共存状態に
形成して本発明の紡機用リングを構成する。

次に、上記本発明の紡機用リング（Ａ）と低炭素鋼に浸
炭焼入れを行った従来リング（Ｂ）と共析物質として炭
化ケイ素を単独で共析して複合メッキ処理をした比較用
リング（Ｃ）とを用いて、次の条件にて、比較テストを
行った。

糸　　：エステル／綿　４５′５ リング：３．２ｍｍＦ　　４１ｍｍφＸ５７，５ｍｍφ
ト　ラベラ　：ＹＳ−２／ｈｆ　　　１１１０にツケ）
ｔメッキ品）スピンドル回転数：　１６．ＯＯＯ〜３０
．００Ｏｒ、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１−
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１６，０００〜１８，０ＯＯｒ、ｐ
、ｍ、までは、本発明リング（Ａ）　と従来リング（Ｂ
）、比較用リング（Ｃ）との間において大きな差がなく
、摩擦抵抗指数の著しい上昇も認められなかった。

しかし、従来るリング（Ｂ）は、スピンドル回転数が１
８，０００〜２２，０ＯＯｒ、ｐ、ｍ、の高速域になる
と、摩擦抵抗指数が急激に上昇し、２４，０００ｒ、ｐ
ｏｍ、以上の超高速域になると、摩擦抵抗指数が２０を
越えて、トラベラの焼付き、摩耗が頻発し、連続紡出が
不可能となった。

これに対して、本発明リング（Ａ）は、スピンドル回転
数が１８，０００〜２２．００Ｏｒ、ｐ、Ｉｌｌ、の高
速域でも、摩擦抵抗指数は余り変動せず、２４，０００
〜３０，０００ｒ、ｐ、ｍ、の超高速域においても、摩
擦抵抗指数は１０までゆるやかに上昇するにすぎず、比
較用リング（Ｃ）に比べても安定した低い摩擦抵抗指数
を示すにすぎず、トラベラの飛散、摩耗も殆どなく、安
定した連続紡出が可能であった。

（発明の効果） 本発明は、上述のように、少くともトラベラと接触する
表面が、高硬度で良好な耐摩耗性、耐焼付性、摺動性を
有するニッケル・リン合金のマトリックスに、高硬度で
耐摩耗性が大きく熱伝導率の良好な炭化ケイ素と自己潤
滑性に優れる窒化ホウ素とが所定割合で共析し、かつマ
トリックスの硬度がｌｌｖ　８００〜１１００であり、
さらに上記微粒子が露出した共存状態で、かつ表面粗さ
が中心線平均粗さ（Ｒａ）０．２μ以下に構成されてい
るので、高速条件下での優れた耐摩耗性と自己潤滑性と
を兼備し、トラベラ走行による摩擦熱を放散しやすく、
高速域でも、またスピンドル回転数が２４．００Ｏｒ、
ｐ、＋ｎ、以上の超高速においてもなじみがよく、安定
した連続運転が可能となり、またリングの寿命が延長す
るばかりか、トラベラ焼けが発注せず、トラベラ寿命も
延長することが可能となる。更に、複合メッキ層の剥離
もない等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

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図は要部拡大概略断面図、第３図は熱処
理温度とＮ１−Ｐ被膜硬度の関係図、第４図（（）　（
０）は各々研磨加工前と加工後の複合メッキ層の表面粗
さ曲線図、第５図（イ＞　（Ｉｌｌ）は各々研磨加工前
と加工後の複合メッキ層の表面状態を示す斜視図、第６
図は各スピンドル回転数と摩擦抵抗指数との関係を示す
曲線図である。 （１）・・・・・・リング、 （２）・・−・・・炭化ケイ素、 （３）・・・・・・窒化 ホウ素、 （４）・−・・・・ニッケル・ リン合金、 （５）・・・・・・複合 第 図 熱２裡温度（０ｃ） 第４図 （ロ） 長さ （ＸＩＯ○） 第１図 第 図 第　５　図 （イ） （ロ） 第 図 ＋６０００ スごント”ル回戟数（ｒρ、ｍ＋

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）少くともトラベラと接触するフランジ表面が、所
   定割合で含有した炭化ケイ素と窒化ホウ素の微粒子をニ
   ッケル・リン合金のマトリックスに共析し、かつ熱処理
   で以てマトリックスの硬度をＨｖ８００〜１１００にし
   、さらに研磨加工で以て上記微粒子の一部を研磨或いは
   脱落して露出した共存状態を呈し、かつ表面粗さを中心
   線平均粗さ（Ｒａ）０．２μ以下にした複合メッキ層で
   構成されたことを特徴とする紡機用リング。
2. （２）炭化ケイ素と窒化ホウ素の各微粒子の含有割合が
   一方を２０〜８０％、他方を８０〜２０％にした請求項
   （１）記載の紡機用リング。
3. （３）炭化ケイ素の粒子径が０．２〜３μ、窒化ホウ素
   の粒子径が１〜５μである請求項（１）記載の紡機用リ
   ング。
4. （４）複合メッキ中の微粒子のトータル含有率が２〜２
   ０重量％である請求項（１）記載の紡機用リング。