JPH0713328B2

JPH0713328B2 - 紡機用メタリックワイヤおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0713328B2
Application number: JP63217190A
Authority: JP
Inventors: 律二中村
Original assignee: 金井宏之
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: KR900003446A; KR960002639B1; JPH0268315A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は紡機の梳綿機や空気精紡機等に用いられる耐摩
耗性の良好な紡機用メタリックワイヤおよびその製造方
法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の紡機用メタリックワイヤは、素材としてオーステ
ナイト結晶粒度番号がNo.5を越える細粒鋼に分類される
炭素鋼線が用いられ、所定の形状に成形した後、メタリ
ックワイヤの歯部のみを都市ガス或いは天然ガスを熱源
とした火炎焼入れにより、歯部の先端から歯高さｈの20
〜50％を微細なマルテンサイト組織を呈した焼入れ部と
し、それに続く歯高さｈの10〜20％を不完全焼入れ部と
すると共に、歯部の先端から歯高さｈの20〜60％をHv70
0以上の硬度に硬化させている。

しかし、最近の紡績工場での過酷な操業条件の下ではさ
らに高い耐摩耗性を必要とし、そのため炭化物の多い特
殊な合金鋼線を用いている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の熱処理法では、炭素鋼線に比べ合金鋼線
の場合、歯部の微細マルテンサイト組織の占める割合が
少なく、かつ未溶解炭化物が多く残った不完全焼入れ部
が多くなり、高硬度な部分は歯部先端に限られ、高価な
材料の割りには耐摩耗性に寄与しないという問題点があ
った。

又、焼入れ加熱時間を長くして炭化物を多く固溶させ、
完全焼入れ部を広くさせると、谷部の硬度が焼入れ前よ
りも高くなり、メタリックワイヤをローラに巻き付ける
時に谷部の伸びが減少し、谷部に亀裂が生じたり、極端
な場合にはメタリックワイヤが切断するという問題点が
あった。

一方、焼入れのエネルギー密度を高めるために、電子ビ
ームやレーザーを使用することも試みられているが、メ
タリックワイヤの歯先は細くかつ薄いため、歯先や歯の
表面が溶融しやすく、条件設定が非常に難しくなり、又
装置そのものが非常に高価であるという問題点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を除去するためになされたもので
あり、素材として炭素含有量が0.5〜1.2重量％で、オー
ステナイト結晶粒度番号がNo.2〜No.5の範囲にある粗粒
の鋼線を用い、所定の形状に成形した後、酸素と可燃ガ
スとの混合ガス炎により、メタリックワイヤの谷部を除
く歯部を0.1〜1.5秒間急激に加熱し、その直後に水又は
油などの冷媒によって急冷し、メタリックワイヤ歯部の
歯先端より歯高さｈの少なくとも1/2h以上を粗大なマル
テンサイト組織にした焼入れ部に形成し、かつ焼入れ部
の下部境界を下向きの略円弧状にしてなる耐摩耗性の向
上した紡機用メタリックワイヤおよびその製造方法を提
供するものである。

〔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。

下表は本発明に供した鋼線Ａ及び鋼線Ｂと従来の鋼線Ｃ
の化学成分とオーステナイト結晶粒度番号と特性を示す
ものである。

（実施例１）素材として、オーステナイト結晶粒度番号がNo.3の炭素
鋼線Ａ（Ｃ量:0.82％）を用い、第１図（イ）（ロ）に
示されるような梳綿機に用いられるメタリックワイヤ
（１）に加工する。

次に、上記のように加工されたメタリックワイヤ（１）
を、酸素と天然ガスの混合ガスを熱源としたバーナーに
て、谷部（２）を除く歯部（３）を0.4秒間急熱後、直
ちに水にて急冷して焼き入れし、その後150〜200℃の低
温焼戻しを行って紡機用メタリックワイヤを形成する。

上記方法により得られた紡機用メタリックワイヤの歯部
（３）は、第３図に示されるようにその金属組織は炭化
物が略100％基地中に固溶した粗大なマルテンサイト組
織を呈し、又第２図に示されるように歯先端より歯高さ
ｈの90〜100％が完全焼入れ部（４）を有し、かつ完全
焼入れ部の下部境界が下向きの略円弧状を有するよう構
成される。

なお、炭素量が0.80％以上になるに従い、炭化物の残存
する割合は多くなるが、歯部の歯先端より歯高さｈの1/
2h以上を粗大なマルテンサイト組織とすることができ、
また完全焼入れ部と未焼入れ部との間には僅かに不完全
焼入れ部が形成されることもある。

（実施例２）素材として、オーステナイト結晶粒度番号がNo.4の炭素
鋼線Ｂ（Ｃ量:0.74％）を用い、実施例１と同様に、第
１図（イ）（ロ）に示されるような梳綿機に用いられる
メタリックワイヤ（１）に加工する。

次に、上記のように加工されたメタリックワイヤ（１）
を、酸素と天然ガスの混合ガスを熱源としたバーナーに
て、谷部（２）を除く歯部（３）を0.5秒間急熱後、直
ちに水にて急冷して焼き入れし、その後150〜200℃の低
温焼戻しを行って紡機用メタリックワイヤを形成する。

上記方法により得られた紡機用メタリックワイヤは、歯
部（３）が実施例１と同様に、その金属組織は第９図に
示されるように、炭化物が略100％基地中に固溶した粗
大なマルテンサイト組織を呈し、歯先端より歯高さｈの
70〜80％が完全焼入れ部（４）を有し、かつ完全焼入れ
部の下部境界が下向きの略円弧状を有するよう構成され
る。

上記各実施例において、素材としてオーステナイト結晶
粒度番号No.3およびNo.4の粗粒鋼を用いたが、No.2〜N
o.5の粗粒鋼を用いることが可能であり、好ましくはNo.
3〜No.4の粗粒鋼を用いるものである。

なお、オーステナイト結晶粒度番号がNo.5を越える細粒
鋼では、焼入れ時間が0.1秒〜1.5秒と短いので、結晶粒
の大きさがそのまま残ってマルテンサイト組織が微細と
なり、しかも十分な焼入れ深さが得られず、耐摩耗性に
劣るメタリックワイヤとなる。また、オーステナイト結
晶粒度番号がNo.2未満の粗粒鋼では、機械的強度が低下
して、メタリックワイヤの歯の打抜き時や、焼入れ後の
製品において、歯先が欠けたりすることが有り、メタリ
ックワイヤの品質が低下する。

また、本発明のマルテンサイト組織は、第３図および第
９図に示されるような金属組織であって、第８図に示さ
れるような従来の微細な金属組織に比べて粗大となって
いる。

さらに、従来のオーステナイト結晶粒度番号がNo.8.2の
細粒鋼の鋼線Ｃを用いて従来法の熱処理を行った時の焼
入れ組織は、第８図に示すように、本発明の紡機用メタ
リックワイヤの金属組織である第３図および第９図より
も未溶解炭化物が残存した組織を呈しており、第７図に
示すように歯部の歯高さｈの略1/2h以下が完全焼入れ部
（４）となり、かつ完全焼入れ部の下部境界が略直線状
を有し、これに続き歯高さｈの10〜20％が不完全焼入れ
部（５）となっている。

上記のように形成された紡機用メタリックワイヤの歯先
硬度は第４図の断面硬度分布曲線図に示されるように、
本発明の鋼線Ａ及び鋼線Ｂを用いた紡機用メタリックワ
イヤが従来の鋼線Ｃを用いた紡機用メタリックワイヤに
比べて高く、しかも硬化部が広くなり、不完全焼入れ部
が少ないことが判明した。

上記本発明の紡機用メタリックワイヤと従来の紡機用メ
タリックワイヤの繊維に対する耐摩耗性を比較するため
に、第５図に示すように紡機用メタリックワイヤの歯部
先端の働面側にフィラメント糸（６）を走行させ、繊維
との摩耗試験を行った。なお、（７）はフィラメント糸
（６）が歯部先端から外れないように設けられたガイド
である。

〔摩耗試験条件〕

糸：ポリエステル糸 100d×24f 糸速 :1,200m/min テスト時間:160min 上記摩耗試験の結果、摩耗減量を比較すると、第６図に
示すように本発明の鋼線Ａ及び鋼線Ｂを用いた紡機用メ
タリックワイヤの方が従来の鋼線Ｃを用いた紡機用メタ
リックワイヤに比べ、摩耗量が約50％減少し、繊維に対
する耐摩耗性向上が認められた。

本発明の紡機用メタリックワイヤが従来の紡機用メタリ
ックワイヤに比べ耐摩耗性に優れているのは、粗粒鋼の
方が細粒鋼よりも焼入れ時において、粒界における拡散
変動の核発生が抑えられるので、短時間の焼入れにおい
ても焼入れ深さが得られやすく、しかも硬く焼きが入り
易いことと、焼入れバーナーのエネルギー密度を従来よ
り高め、歯部に対して急熱時間を従来の急熱時間0.8秒
の1/2と短くしたことにより、谷部への熱影響が非常に
少なくなり、谷部を硬化することなく焼入れ硬化部を広
くしたからである。

また、紡機用メタリックワイヤの歯部表層の圧縮残留応
力が増し、繊維のすべりによる摩耗に対する耐摩耗性が
向上し、しかも粗大な基地組織を呈しているため、定期
的に行われる歯先のグラインディングによる摩擦熱に対
する軟化抵抗が高いためである。

さらに、本発明の粗粒鋼からなる素材は従来の細粒鋼か
らなる素材に比べ、疲労摩耗に悪影響をおよぼす非金属
介在物が少ない（S:0.015％以下、O:0.0015％以下、A1:
0.02％以下、N:0.008％以下である）ことも耐摩耗性向
上に効果があるためである。

なお、焼入れ加熱時間は紡機用メタリックワイヤの化学
成分、歯部の形状及び歯部の体積（歯部の高さｈ、幅、
厚み等）により異なり、特に歯部が薄くて細く、体積が
0.02mm³前後のものは0.2〜0.3秒程度の加熱時間がよ
く、また歯部が厚くて大きく、体積が4.0mm³前後のもの
は1.2〜1.5秒程度の加熱時間が良好である。

〔発明の効果〕

本発明の紡機用メタリックワイヤは上記構成であるた
め、耐摩耗性が大幅に向上し、定期的に行われる歯先の
グラインディングの周期が延長されるため、紡機用メタ
リックワイヤの寿命が大幅に延長される。

又、紡機用メタリックワイヤをロールに巻き付けるとき
も巻き付け易く、切断することがない。

さらに、焼入れ部がメタリックワイヤの谷部にわたるこ
とがなく、各歯部の歯先端より歯高さｈの少なくとも1/
2h以上に高硬度の焼入れ部が形成され、かつ焼入れ部の
下部境界を下向きの略円弧状に形成し、しかも、各歯に
均一でかつ連続的に施すことができるため、メタリック
ワイヤの品質と生産性を大幅に向上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】第１図は本発明の紡機用メタリックワイヤの一実施例を
示し、（イ）は正面図、（ロ）は側面図、第２図は本発
明の紡機用メタリックワイヤの要部正面図、第３図は本
発明の実施例１に示される紡機用メタリックワイヤの金
属組織図を示す走査型電子顕微鏡写真、第４図は断面硬
度分布曲線図、第５図はメタリックワイヤの歯部の摩耗
試験方法の説明図、第６図は摩耗減量曲線図、第７図は
従来の紡機用メタリックワイヤの要部正面図、第８図は
同金属組織図を示す走査型電子顕微鏡写真、第９図は本
発明の実施例２に示される紡機用メタリックワイヤの金
属組織図を示す走査型電子顕微鏡写真である。（１）……メタリックワイヤ（２）……谷部（３）……歯部（４）……完全焼入れ部（５）……不完全焼入れ部（６）……フィラメント糸（７）……ガイド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素含有量が0.5〜1.2重量％で、オーステ
ナイト結晶粒度番号がNo.2〜No.5の結晶粒径をもつ鋼線
より形成され、かつ歯先端より歯高さｈの少なくとも1/
2h以上のメタリックワイヤの歯部を、熱処理により粗大
なマルテンサイト組織を呈する焼入部としたことを特徴
とする紡機用メタリックワイヤ。
【請求項２】炭素含有量が0.5〜1.2重量％で、オーステ
ナイト結晶粒度番号がNo.2〜No.5の結晶粒径をもつ鋼線
を用い、圧延、打抜き等により所定形状に形成した後、
メタリックワイヤの歯部を酸素と可燃ガスの混合ガス炎
により0.1〜1.5秒間急激に加熱し、その直後に水又は油
などの冷媒によって急冷して硬化させることにより、焼
入れ部を形成し、かつ焼入れ部の下部境界を下向きの略
円弧状に形成してなることを特徴とする紡機用メタリッ
クワイヤの製造方法。