JPH038822A - 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〕 本発明は紡績の精紡に使用され、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
。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕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２
００００ｒ、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、リング母材硬度の
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
粒子がめつき膜中に埋没しているため、スピンドル回転
数２４．００　Ｏｒ、ｐ。

１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。

〔課題を解決するだめの手段〕

上記目的を達成するために、本発明の紡機用リングは、
硬質微粒子を共析物質とし、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
。

更に、複合めっき層の高度は、Ｈｖ９００〜■２００と
し、かつ上記層高下のリング母材硬度は、Ｈｖ５００〜
６５０にして成る。

ところで、複合めっきの共析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〜ｌｌＯ％、好ましく
は１０〜３５％であり、表面粗さは中心線平均粗さＲａ
０．２μ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。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

円筒形状の鋼材（Ｓ　ｌ　５ＣＫ）を切削加工して、リ
ング（１）を形成しく第１１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、酸洗等のメツキ前処理を施し
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、ニッケルーリン合金（７）のマトリッ
クス中に平均粒径ＩＰ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°Ｃの熱処理
温度のもとて約１時間加熱して熱処理が行われる。

上記ＳｉＣ複合Ｎ１−Ｐ非晶質合金めっきは、マトリッ
クスのニッケルーリンが結晶化され、Ｎｉ。

−ＰとＮｉ結晶の混在組織に変化し、リング（１）の表
面にＨｖｌｏｏｏ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。

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〜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Ｓ
　ｉ　Ｃ（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をこえると複合メツ
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。

上記リング（１）の熱処理条件は、熱処理温度が４００
°Ｃで、熱処理時間が約１時間としたが、熱処理温度は
３２０°Ｃ〜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−Ｈｖｌ　２００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０．３価までＨｖ５００〜Ｈｖ５５０、好ましくはＨ
ｖ５００〜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
ＲａＯ，０５６μにしたが、ＲａＯ，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、ニッケルー
リン合金、ニッケルータングステン−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。

テスト条件 糸　　　：　　　エステル／綿　４５′５リ　　　ン　
　　グ　　　　　ニ　３．２Ｒ１１Ｆ　　　４１ｎｖ＋
ｕＸ５７．５ｍｍ≠リングトラベラ：ＹＳ−２／ｈｆ　
　１１１０にッケルメッキ品）スピンドル回転数：　１
６０００ｒ、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。

スピンドル回転数が１６０００ｒ、ｐ、ｍ、〜ｌ　８０
００　ｒ、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
しい差は認められない。

スピンドル回転数が１８０００　ｒ、ｐ、叱をこえると
、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
。

更に、従来品Ｂは２２００　Ｏｒ、ｐ、１以上になると
摩擦抵抗指数が急激に上昇し、２４００Ｏｒ、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、２４００　Ｏｒ、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。

本発明品Ａはスピンドル回転数が２４００Ｏｒ、ｐ、ｍ
、〜３０００　Ｏｒ、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）。

〔発明の効果〕

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２４００　Ｏｒ、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、複合メツキ層の硬度をＨｖ９００〜１２００で、
層高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
。

【図面の簡単な説明】

ｍ１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ー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、＄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図はスピ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）・・・リング不ツタ部（
５）・・−リングフランジ　（６）・・・複合めっき層
（７）・・・ニッケルーリン合金 （８）・・・硬質微粒子 第１図 第２図 第 ３ 図 偶 図 （イ）看剪銹加＝豹表面力１１ （Ｒａ０．３１７μ） 表：ｌ！（Ｘ ００） 第　５Ｉ２１ 第 図 スピン戸ル回線 （ｒ、ｐ、ｍ、）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （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
   。
2. （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。
3. （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Ｈｖ５
   ００〜６５０にした請求項１記載の紡機用リング。
4. （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。