KR950003371B1

KR950003371B1 - 방적기용 링

Info

Publication number: KR950003371B1
Application number: KR1019880006267A
Authority: KR
Inventors: 시게루 기베
Original assignee: 가나이 히로유끼
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1988-05-27
Publication date: 1995-04-12
Also published as: KR880014147A; JPS63295721A; IT1219623B; IT8848020A0; DE3817741A1

Abstract

내용 없음.

Description

방적기용 링

제 1 도는 본 발명의 실시예를 나타내는 방적기용 링의 단면도.

제 2 도는 종래의 링과 본 발명의 링을 비교하는 경도 분포곡선도.

제 3 도는 각 링의 마찰저항지수와 스핀들 회전수 간의 관계를 나타내는 곡선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 바나듐 탄화물 확산 침투층 3 : 경도조절층

4 : 플랜지표면 A, B : 링

본 발명은 고속방적시에 우수한 기능을 나타내는 방적기용 링에 관한 것이다.

종래 정방기, 연산기 등에 사용되고 있는 방적기용 링은 일반적으로 저탄소강이 사용되고, 표면경화처리로서 침탄담금질처리가 행하여겼다.

그럼에도 불구하고 상기한 링에 있어서 스핀들회전수가 20,000r.p.m.이상(현재 고속회전은 17,000 내지 18,000r.p.m)에서는 링과 트래블러의 마찰저항의 증대와 마찰열의 급격한 상승때문에, 트래블러가 조기소손하여 마모, 비산하기 때문에 연속운전이 불가능해진다는 결점이 있었다.

상기한 결점을 제거하고 수명이 긴 링을 얻기 위하여 일본실용신안등록출원 공개번호 59-31715호와 61-18041호에 의한 방적기용 링이 공지되어 있다.

이러한 링은 탄소강으로 만들어져 있으며, 플랜의 표면에는 Cr, Nb, V, Ti, W, B, Ta등에서 선택된 경도 1000Hv이상의 합금층이나 5㎛ 내지 50㎛ 깊이의 탄화물층이 형성되어 있다.

그러나 탄소함유량이 0.2%보다 적은 탄소강의 경우, 침탄처리를 해야하며 또한 링 매트릭스 표면층 주위의 탄소량이 침탄처리에 의해 불규칙해지고 불균일해지므로 불량상태의 바나듐탄화물이 형성되게 된다.

또한, 표면에 형성된 고경도의 금속탄화물층과 하층의 링매트릭스와의 경도차가 매우 크므로 트래블러가 고속으로 회전할 경우 금속탄화물층은 피칭(pitching)으로 인해 함몰되어 트래블러는 사용할 수 없게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로 링 소재로 C : 0.6 내지 1.5%, Cr : 0.6 내지 3.0%를 함유하는 합금강을 사용하므로써 탄소함유량 0.2% 이하의 탄소강일때 요구되는 침탄처리공정을 생략할 수 있다.

또한 본 발명에 따른 방적기용 링에 있어서, 표면에 고경도로 내마모성, 윤활성이 우수한 바나듐 탄화물층을 보유하고, 그 탄화물층에 연소하여 담금질경화와 뜨임처리를 하여 경도차를 경감시킨 경도조절층을 내부에 설정하므로써 종래의 문제점을 해소하는 것이다.

본 발명에 의한 방적기용 링은 트래블러와의 접촉면에 고경도(표면경도 2000Hv이상)로서 내마모성, 윤활성이 뛰어난 바나듐탄화물층을 형성하고 있다. Rt0.1㎛이하의 표면조도로 링의 표면을 연마가공하므로써 바나듐 탄화물이 보유하는 양호한 내소손성, 내접동성을 충분하게 발휘할 수 있고, 스핀들 회전의 고속조건하에 있어서도 트래블러와의 마찰저항을 충분히 억제할 수 있다.

본 발명에 따르면 바나듐탄화물층의 두께는 5㎛ 내지 10㎛의 범위로 한정된다. 그 이유는 5㎛미만에서는 충분한 내마모성을 얻을 수 없고, 10㎛를 초과하면 소재와의 밀착성이 저하하여, 박리현상이 발생하여 좋지 않으며, 또 바나듐 탄화물층의 표면조도가 커져서, 연마가공시에 Rt1.0㎛이하로 감소시키는 것이 곤란하게 되고, 처리시간도 길어져 코스트의 상승요인이 된다.

또 바나듐 탄화물 형성후의 담금질 및 뜨임처리는 탄화물층 바로 밑의 소재합금층의 경도를 750 내지 850Hv로 높혀서, 경도차를 경감하여, 탄화물층과 밀착성이 높아져서, 충격에 의한 탄화물층의 함몰을 방지할 수 있다.

또 트래블러와 접촉하는 표면은 Rt1.0㎛이하가 되어야 한다.

왜냐하면 만약 표면조도가 Rt1.0㎛을 초과할 경우에는 바나듐탄화물이 보유하는 특성을 충분하게 발휘할 수 없고, 트래블러의 마모가 촉진되므로, 표면조도를 Rt1.0㎛로 하는 것에 의하여 트래블러 주행면을 원활하게 하고 마찰저항을 저감시킬 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 방적기용 링의 단면도이다.

C : 1.0%와 Cr : 1.5%를 함유하는 베어링강을 소재로 하여, 소정의 링(1) 형상으로 절삭가공하고, 바나듐분말을 포함하는 900℃ 전후의 용융염욕중에 침지하므로써, 소재표면에 5㎛ 내지 10㎛의 범위로 2000Hv이상의 바나듐 탄화물의 확산침투층(2)을 형성한다.

그런 다음, 고경도의 바나듐탄화물층과 이 층에 연속하는 소재합금층간의 경도차를 줄이기 뒤하여 담금질 및 뜨임처리를 행하여 바나듐 탄화물층엔 연속하는 내부의 소재합금층의 경도를 750 내진 850Hv로 조정한 경도조절층(3)을 설치하여, 트래블러의 고속회전에 따라 야기되는 비팅(beating) -슬라이딩 주행에 견디고, 트래블러의 비팅(beating)에 의한 탄화물층의 함몰을 방지함과 아울러 소재와의 밀착성을 향상시킨다.

또 트래블러가 슬라이드하는 플랜지표면(4)을 연마가공하여 표면조도 Rt1.0㎛이하의 방적기용 링을 형성한다.

제 2 도는 본 발명의 링(A)의 단면과 종래의 링(B)(저탄소강에 침탄담금질 처리를 행한 것) 단면의 경도분포를 나타낸 것이다.

이들 두 링의 비교실험은 하기의 방출조건하에서 행해졌다.

실 : 에스테르/면 45's

링 : 3.2mmF×41mmø×57.5mmø

트래블러 : YS-2/ht 11/0's(니켈 도금)

스핀들 속도 : 16,000r.p.m. 내지 26,000r.p.m.

제 3 도는 상기한 방출조건하에서의 각 스핀들 회전수에서의 링과 트래블러의 마찰저항을 표시한다.

스핀들 회전수가 16,000r.p.m. 내지 18,000r.p.m.까지는 본 발명의 링(A)과 종래의 링(B)에서는 커다란 차이가 없고 마찰저항지수의 현저한 상승도 보이지 않는다.

그러나 스핀들 회전수가 18,000r.p.m.을 초과하면 종래의 링(B)의 마찰저항지수는 상승하기 시작하지만, 본 발명의 링(A)은 변화가 완만하고 극히 작다. 또 스핀들 회전수가 22,000r,p.m. 이상으로 되면 종래의 링(B)의 마찰저항지수는 크게 상승하기 시작하고, 24,000r.p.m. 이상으로 되면 상승이 현저하게 되고, 트래블러의 마모가 진행하여 연속방출이 불가능하게 된다. 이에 대하여 본 발명의 링(A)은 스핀들 회전수 22,000r.p.m. 내지 26.000r.p.m.의 고속에 있어서, 급격한 상승은 보이지 않고, 안정한 마찰저항지수를 표시하며, 26,000r.p.m 내지 28,000r.p.m. 에서도 트래블러의 마모도 시작되지 않고 연속방출이 가능하였다.

내마모성을 알아보기 위하여 하기의 상태에서 실험을 실시하였다.

링 : 3.2mm플랜지 45mmø×57.5mmø

트래블러 : ZSC/hf No.4(저무게중심의 트래블러)

스핀들속도 : 12,600r.p.m.

리프트(lift) : 8인치

실 : 레이온 세미덜(Rayon semi-dull)20's

상기한 실험조건하에서 종래의 링은 수명이 짧았다.

즉, 링은 약 1 내지 1.5년 정도 사용하면 마모되어 교체되었다.

그러나, 본 발명에 의한 링은 2년이 경과된 다음에도 링표면의 표면조도가 약간 거칠게 되었을 뿐 양호한 내마모성을 나타내었다.

본 발명에 따른 링은 상기한 바와 같이 이루어지기 때문에 주행부에서의 마찰저항을 최대한으로 감소시키며, 트래블러와 접촉하는 부위에서는 바나듐탄화물 자체의 우수한 내마모성과 내경화성 그리고 윤활성이 최대한 발휘된다.

그러므로, 종래의 링과는 달리 24.000r.p.m. 이상의 초고속상태에서 마찰저항지수의 뚜렷한 상승이 일어나지 않으며 트래블러가 마모.비산되어 방출작업을 중단해야 하는 사례가 발생하지 않는다.

이와 같이 초고속 상태에서도 마찰저항지수가 낮으므로 연속방출 작업을 행할 수 있고, 링의 수명이 통상적으로 짧은 편인 레이온 세미-덜의 링방출에서 조차도 본 발명은 우수한 내마모성을 나타내어 긴 수명을 보유하게 된다 .

Claims

소정의 현상으로 형성되어 이루어지는 링의 적어도 트래블러와의 접촉표면에, 깊이 5㎛ 내지 10㎛, 비커스경도 2,000이상의 바나듐 탄화물의 확산침투층(2)을 설치하고, 바나듐 탄화물층 바로 밑의 경도를 750 내지 850Hv, 트래블러와의 접촉표면의 표면조도를 Rt 1.0㎛이하로 하여 이루어지는 방적기용 링.