MXPA01012995A - Anillo de curso y metodo para producirlo. - Google Patents

Abstract

El anillo de curso (10) de conformidad con la invencion tiene un centro no recubierto (20), el cual consiste de material de hierro que esta provisto con una, si es apropiado, capa límite multiparte nitrurada (23; 24) por lo menos en la region de las superficies de rodadura (1) con el que el centro se desliza sobre un anillo de una máquina de hilar de anillos o para una máquina de retorcer de anillos.

Description

ANILLO DE CURSO Y MÉTODO PARA PRODUCIRLO Descripción de la Invención La invención se refiere a un método para fabricar un anillo de curso para máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos y a un anillo de curso como se reivindica respectivamente en las reivindicaciones 1 y 7. Los anillos de curso de las máquinas de hilar de anillos y de retorcer de anillos se mueven a una velocidad rotacional alta (30 m/s a 50 m/s) sobre los anillos de las correspondientes máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos. Tanto para la superficie de contacto entre el anillo de curso como para el anillo y la superficie de contacto entre el anillo de curso y los hilos se someten a un alto grado de desgaste. Sin embargo, para incrementar la producción, se requieren velocidades de rodadura superiores de los anillos de curso. Por lo cual se deben adquirir tiempos de servicio más largos, al mismo tiempo disminuirse los costos. En años recientes ha sido posible mejorar notablemente las propiedades de operación y de rodadura de los anillos de curso por aquellos que se recubren con materiales apropiados. Sin embargo, hasta ahora no ha sido posible mejorar la resistencia (134694) al desgaste en el pasaje de los hilos. La patente Estadounidense 4,677,817 describe un anillo de curso, que tiene una capa cerámica, la cual da al anillo de curso dureza superior y mejora la resistencia a la corrosión y al calor. Este anillo de curso conocido ha reducido notablemente los costos de operación debido a las propiedades mejoradas de operación y de rodadura. Sin embargo, la inversión relativamente alta en términos de producción tiene una influencia adversa sobre el costo. Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un anillo de curso para máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos, el cual por otro lado tiene adicionalmente propiedades de operación y de rodadura mejoradas, y que a su vez puede producirse a una inversión reducida. También se especifica un método para producir este anillo de curso. Este objeto se adquiere por medio de un método y a un anillo de curso que tiene respectivamente las características especificadas en la reivindicación 1 y la reivindicación 7. Un anillo de curso de acuerdo a la invención tiene un centro no recubierto que consiste de material de hierro y el cual tiene una, si es apropiado, capa limite multiparte nitrurada por lo menos en la región de las superficies de rodadura, con las que el centro se desliza sobre un anillo de una máquina de hilar de anillos o de retorcer de anillos, o en el que se guia los hilos. Por ejemplo, en lugar de una capa, se aplica al centro una capa de fosfato o de cerámica, y si es apropiado, se vuelve a 5 maquinar, el centro se somete a una inversión considerable, al menos parcialmente, a un tratamiento de nitruración durante el cual se suministran al centro energía calorífica y un agente de nitruración como medio activo. Se conoce que la fragilidad y una reducción considerable 10 en la elasticidad del material tratado ocurren durante el tratamiento de nitruración. De acuerdo a la invención, controlando la composición del agente de nitruración y por medio de un tiempo de tratamiento seleccionado apropiadamente, puede mantenerse la elasticidad del anillo de curso, la cual es 15 necesaria para que pueda unirse posteriormente, libre de deforiración, sobre los anillos de hilar. El centro se calienta a una temperatura en el rango de 'vi^k 450° C - 600° C, preferentemente a una temperatura cercana a 550° C, y se mantiene en el rango de temperatura durante 3 - 60 20 horas, preferentemente alrededor de 24 horas. El agente de nitruración puede suministrarse en la forma de un gas, liquido o plasma que consista preferentemente de componentes de NH3 y de N2. Por ejemplo, se cubren las regiones en el que el tratamiento de nitruración no toma lugar.

La capa limite nitrurada del centro del anillo de curso consiste de una capa de enlace sin una capa adicional de difusión, de una capa de enlace con una capa adicional de difusión que está en forma radial sobre el interior o solo en la capa de difusión. La capa de enlace tiene preferentemente un espesor de 0.1 µm - 30 µm y la capa de difusión tiene un espesor de lum - 2000 µm. Preferentemente, el medio activo tiene, además de componentes de nitrógeno, componentes de azufre y/o componentes de carbono. Cuando se mezclan los componentes de azufre y/o componentes de carbono, puede reducirse el coeficiente de fricción. Al mismo tiempo, puede coordinarse, cuando se requiera el espesor de la capa de enlace y de la capa de difusión. Cuando se seleccionan espesores pequeños de la capa de enlace, se obtienen solamente pequeñas variaciones en la rugosidad de la superficie del centro. En los refinamientos preferidos de la invención, la superficie del anillo de curso se pule adicionalmente antes y/o después del tratamiento de nitruración. Los anillos de curso expuestos a altos esfuerzos químicos se oxidan preferentemente de nuevo . Hasta ahora se usa como un centro fabricado a partir de un acero tratado térmicamente, y sólo ocurren cambios significativamente pequeños en la dimensión durante el tratamiento de nitruración. Los anillos de curso de acuerdo a la invención han mejorado substancialmente las propiedades de operación, en particular un tiempo de servicio de curso incrementado y resistencia incrementada a la indentación en el pasaje de los hilos. La funcionalidad muy importante en la resistencia a la indentación en el pasaje de los hilos con una carga mecánica y/o química se mejora de 50 % - 200 %, de este modo resulta en una mejora en la calidad del hilo procesado. Además, en virtud de la incrementada resistencia química, se evitan las contaminaciones del hilo debido a los productos corrosivos, los cuales se presentan previamente durante el procesamiento de las fibras restablecidas que contengan cloro. Además, a causa de las buenas propiedades de deslizamiento no se requiere o solamente requiere poca lubricación en la fibra. Además, los anillos de curso pueden producirse a una inversión inferior y adaptarse a los requerimientos individuales que pueden posiblemente surgir. Los anillos de curso de acuerdo a la invención pueden usarse tanto en hilanderías como en retorcedoras. Sus buenas propiedades de rodadura, tal como, por ejemplo, buen deslizamiento y poco desgaste, se implementan particularmente en una forma ventajosa en cooperación con anillos de acero, pero también estos pueden usarse en otros anillos, tales como, por ejemplo, sobre anillos sinterizados, pulidos o recubiertos.

De acuerdo a la invención, el anillo de curso se explica a continuación en más detalle con referencia a las modalidades de los ejemplos mostradas en los dibujos puramente gráficos en los que : las figuras la - lf muestran varias modalidades de los anillos de curso, la figura 2 muestra una sección a través del centro de un anillo de curso antes del procesamiento de lo anterior y las figuras 3 - 5 muestran una sección a través del centro de los anillos de curso "después del procesamiento de acuerdo a la invención. Las figuras la a lf muestran anillos de curso 10a,..., lOf en varias modalidades ya descritas en WO 99/49113. Las figuras la a lb muestran los anillos de curso 10a, 10b con forma de C, tales como se usan típicamente sobre anillos con bridas en T de máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos. En contraste, las figuras lc a lf muestran anillos de curso 10 c, ..., lOf en forma de gancho y en forma de oreja. Los anillos de curso 10c y lOd se usan sobre anillos con bridas oblicuos, los anillos de curso lOe sobre anillos con bridas que se enroscan cónicamente y los anillos de curso lOf sobre anillos con bridas que se enroscan verticalmente.

Aquellas regiones de los anillos de curso 10a,..., lOf, las cuales durante la operación forman las superficies de rodadura para deslizarse sobre los anillos con bridas son identificados en cada caso por medio de 1. En el caso de los anillos de curso 10a, 10b, con forma de C a causa de su configuración simétrica ambos costados a, b sirven como superficies de rodadura. En el caso de los anillos de curso con forma de gancho o en forma de oreja 10c,..., lOf, la región 1 de las superficies de rodadura se determina claramente por la forma. Los anillos de curso 10 o 10a,..., lOf de acuerdo a la invención pueden producirse en las modalidades mostradas en la figura la,..., lf o en cualesquiera otras modalidades. Un anillo de curso 10, de acuerdo a la invención tiene un centro no recubierto 20, el cual consiste de material de hierro que tiene una zona nitrurada en por lo menos la región 1 de las superficies de rodadura con el que se desliza sobre un anillo de una máquina de hilar de anillos o de retorcer de anillos, o en la región en la que se guia los hilos. En este caso, el pasaje de los hilos se localiza en aquellas regiones de los anillos de curso 10a,..., lOf que están diseñados por 4. Para este propósito, el anillo de curso 10 se somete al menos parcialmente a un tratamiento de nitruración, durante el cual se suministran hacia el centro 20 energía calorífica y un agente de nitruración como medio activo. A fin de adquirir superficies más lisas después del tratamiento de nitruración, el anillo de curso 10 se pule preferentemente antes del tratamiento de nitruración. El material básico del centro 20 es preferentemente un acero no aleado o bajo en aleación, preferentemente un acero nitrurado. Preferentemente, se selecciona un centro 20 que consista de un acero tratado con calor, en el que sólo ocurran insignificantemente pequeños cambios en la dimensión durante el tratamiento de nitruración. Además, el material básico del centro 20 contiene preferentemente elementos que forman nitruro, tales como cromo, vanadio, aluminio, molibdeno, manganeso y/o niquel. Además de la elección de la materia prima (por ejemplo, acero tratado con calor) , los parámetros de proceso, tal como el perfil de temperatura (perfil en declive del calentamiento, tiempo de manejo y temperatura de manejo, el perfil en declive del enfriamiento) y la composición del agente de nitruración influye en el resultado del tratamiento de nitruración. El centro se calienta en un horno a una temperatura en el rango de 450° C - 600° C, preferentemente a una temperatura cercana a 550° C, y se mantiene dentro del rango de temperatura durante 3 - 60 horas, preferentemente alrededor de 24 horas. El agente de nitruración puede suministrarse en la forma de un gas, liquido o plasma que consista preferentemente de componentes de NH3 y N2, y si es apropiado, también puede contener H2. En el caso del tratamiento con plasma, durante el cual se usa preferentemente nitrógeno puro N2 como el agente de nitruración, los átomos de nitrógeno se ionizan en una cámara bajo vacio, después del cual se atraen por la superficie opuestamente polarizada 22 de los anillos de curso 10 y se enlaza con el hierro para formar nitruro de hierro. Los anillos de curso 10 tratados de acuerdo a la invención tienen preferentemente, después del tratamiento, una superficie 22a con una apariencia negra, azul, amarilla o blanca. Preferentemente, el medio activo tiene además de los componentes de nitrógeno, componentes de azufre y/o componentes de carbono. Por otro lado, como resultado el coeficiente de fricción puede reducirse y al mismo tiempo puede influenciarse la formación de las zonas nitruradas. En virtud del tratamiento de nitruración descrito, si es apropiado, se forma una capa limite multiparte nitrurada en el centro 20 del anillo de curso 10, y el cual se explica a mayor detalle con referencia a las figuras 2 a 5. La figura 2 muestra una sección a través del centro 20 de un anillo de curso no tratado 10. Es claro que hay un material básico sin cambio 21 sobre la sección transversal completa del centro . La figura 3 muestra una sección a través del centro 20a de un anillo de curso tratado 10, el cual tiene una capa limite delgada que consiste de material básico nitrurado y el cual se diseña como una capa de enlace 23, en la cual ha ocurrido saturación substancial de difusión. La figura 4 muestra una sección a través del centro 20b de un anillo de curso intensamente tratado 10, el cual tiene una capa de enlace 23 y, abajo de lo anterior, una capa adicional que consiste de material básico nitrurado que se diseña como capa de difusión 24. Los cristales mezclados enriquecidos con nitrógeno y nitruros precipitados se contienen en la capa de difusión 24. La figura 5 muestra una sección a través del centro 20c de un anillo de curso tratado 10, el cual tiene solamente una capa de difusión 24 y no tiene capa de enlace 23. La elección de la composición de la capa se hace de acuerdo al perfil de requerimiento para el anillo de curso 10. Una fuerte capa de enlace se proporciona preferentemente para los anillos de curso 10 con altas velocidades de rodadura. Sólo se selecciona preferentemente una capa relativamente dura y todavía relativamente fuerte de difusión 24 para anillos de curso 10, los cuales se exponen a fuerzas relativamente altas, que son evitadas con una capa de enlace. La capa de enlace tiene preferentemente un espesor de 0.1 µm - 30 µm y la capa de difusión un espesor de 1 um - 2000 µm.

El uso de una capa de enlace con un espesor de 8 µm - 12 µm y una capa de difusión con un espesor de 100 µm - 200 µm es particularmente ventajoso. Por medio de seleccionar un espesor pequeño o por medio de la capa de enlace que se evita completamente, pueden prevenirse fracturas en el material, lo cual hasta ahora ha hecho imposible emplear esta tecnología en este sector. El espesor de la capa que se presenta como resultado del tratamiento de nitruración depende enormemente de la composición del acero y del estado superficial de los anillos de curso no tratados 10. Básicamente, una capa gruesa de enlace se adquiere en el caso de un alto contenido de nitrógeno y a altas temperaturas, y se adquiere una capa delgada de enlace en el caso de un bajo contenido de nitrógeno y a temperaturas bajas. Al mismo tiempo, el espesor de la capa o las profundidades de difusión dependen de la duración del tratamiento . Además, los anillos de curso finos de poco peso 10 se tratan durante una duración de tiempo menor que los anillos de curso gruesos 10 que son pesados. Mediante los componentes de azufre y/o componentes de carbono que se mezclan, puede reducirse el coeficiente de fricción. Al mismo tiempo, puede coordinarse, si se requiere el espesor de la capa de enlace y de la capa de difusión.

Si se seleccionan espesores pequeños de la capa de enlace, sólo ocurrirán pequeñas variaciones en la rugosidad de la superficie del centro 22, asi que se pueden evitar pulir subsecuentemente las superficies de rodadura. También se evita la fragilidad del material del centro. Para optimizar el anillo de curso 10, en los refinamientos preferidos de la invención, la superficie 22; 22a del centro 20; 20a se pule antes y/o después del tratamiento de nitruración. Los anillos de curso 10 expuestos a altos esfuerzos químicos se vuelven a oxidar preferentemente. En la región de la superficie de rodadura 1, principalmente una cara interior, diseñada por medio de 3, por supuesto, este anillo de curso 10 debe ser resistente al desgaste y equipado con buenas propiedades de deslizamiento y por lo tanto tener una capa nitrurada 23; 24. El resultado de la tensión correspondiente de los hilos puede ser que el anillo de curso 10 ruede a lo largo, lateralmente inclinado, sobre un anillo, para que pueda demostrar ventajas y también para proporcionar ambas caras finales 2 con una capa nitrurada 23; 24. El tratamiento de nitruración se lleva a cabo preferentemente para todo el anillo de curso 10, aunque también es posible proporcionar solamente para las regiones con altos esfuerzos mecánicos y/o químicos con una zona limite nitrurada.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Un método para producir un anillo de curso para máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos, el cual tiene un centro que consiste de material de hierro, caracterizado porque el centro o partes del mismo se someten a un tratamiento de nitruración, durante el cual se suministran hacia el centro energía calorífica y un agente de nitruración como medio activo.

2. El método como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado porque el centro se calienta a una temperatura en el rango de 450° C - 600° C, preferentemente a una temperatura cercana a los 550° C.

3. El método como se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque el centro se mantiene en el rango de temperatura durante 3 - 60 horas, se prefiere alrededor de 24 horas .

4. El método como se reivindica en la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque el agente de nitruración se suministra en la forma de un gas que consista preferentemente de componentes de NH3 y N2, un liquido enriquecido con nitrógeno o un plasma enriquecido con nitrógeno.

5. El método como se reivindica en la reivindicación 1, 2, 3 o 4, caracterizado porque el medio activo tiene además de los componentes de nitrógeno, componentes de azufre y/o componentes de carbono.

6. El método como se reivindica en una de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizado porque el centro se pule antes y/o después del tratamiento de nitruración y/o se oxida después del tratamiento de nitruración.

7. Un anillo de curso para máquinas de hilar de anillos o de retorcer de anillos, con un centro que consiste de material de hierro, caracterizado porque al menos una parte del centro que se esfuerza mecánicamente, en particular la superficie de rodadura para los hilos y/o la superficie de rodadura sobre el anillo, tiene una capa limite nitrurada.

8. Un anillo de curso como se reivindica en la reivindicación 7, caracterizado porque la capa limite consiste de una capa de enlace sin una capa adicional de difusión, de una capa de enlace con una capa adicional de difusión o solo de una capa de difusión.

9. El anillo de curso como se reivindica en la reivindicación 8, caracterizado porque la capa de enlace tiene un espesor de 0.1 µm - 30 µm y la capa de difusión un espesor de 1 µm - 2000 µm, se proporciona preferentemente una capa de enlace con un espesor de 8 µm - 12 µm y una capa de difusión con un espesor de 100 µm - 200 µm.

10. El anillo de curso como se reivindica en la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque la capa de enlace, si es apropiado, la capa de difusión también contenga componentes de azufre y/o componentes de carbono.

11. El anillo de curso como se reivindicó en una de las reivindicaciones 7 - 10, caracterizado porque la superficie del centro se pule y/o esta provista con una capa de óxido.

12. El anillo de curso como se reivindica en una de las reivindicaciones 7 - 11, caracterizado porque la superficie del centro es negra, azul, amarilla o blanca, preferentemente brillante .

13. El anillo de curso como se reivindica en una de las reivindicaciones 7 - 12, caracterizado porque el material básico del centro es un acero tratado con calor y/o no aleado o de baja aleación, se prefiere un acero nitrurado. 1 . El anillo de curso como se reivindica en la reivindicación 13, caracterizado porque el material básico del centro contiene preferentemente elementos formadores de nitruro, tales como cromo, vanadio, aluminio, molibdeno, manganeso y/o niquel.