TWM548701U

TWM548701U - 披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件

Info

Publication number: TWM548701U
Application number: TW105215785U
Authority: TW
Inventors: 葛明德; 呂承恩; 張益誠
Original assignee: 德創奈米科技股份有限公司; 蘇州超立光機電科技有限公司
Priority date: 2016-10-18
Filing date: 2016-10-18
Publication date: 2017-09-11
Also published as: CN206616285U

Description

披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件

本創作係有關於一種披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，特別是在織紗導向元件的基材上以電鍍方法所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層，而產生具有耐磨特性且導熱良好之織紗導向元件。

紡織纖維如棉、人造絲、聚酯、聚丙烯、聚醯胺、聚醯胺、羊毛，丙烯酸類、彈性纖維或其他彈性纖維等，都要將紡織纖維利用紡織機編織成為織布(織衣)。織紗導向元件為紡織機上的重要部件，如綜片(heald、heddle、harness wire、guard wire，又稱為綜絲、綜線、綜絖等)、筘片(heddle hook)、申克片(sinker，又稱為沉降片等)、鋼筘(reed、loom reed、dent reed)、停經片(dropper)、紡針(knitting needle)等。紡織機的車速高，一般在600~1000轉/min以上，織紗對織紗導向元件的摩擦和衝擊次數約為600~1000次/min，被引入織口的織紗隨著上、下層經紗的交織，緯紗的彎曲程度增加，經紗變形附加張應力使得緯紗對織紗導向元件產生相對的作用力，加上織紗纖維特性和漿料等因素，加劇了織紗導向元件(如綜片的綜眼)的磨損，這種磨損屬於摩擦磨損、反復衝擊疲勞、應力腐蝕等多種模式複雜交互作用。例如，綜片是一個長條型薄片結構中間有綜眼，紡織纖維的經紗在綜眼內往復性地滑移，經紗對綜眼形成切割狀的滑動摩擦，在長時間、高強度的摩擦作用下，綜眼附近因摩擦及熱累積而產生毛邊，一旦經紗被割傷形成起毛起球嚴重，原本緊密的紗體結構變得疏鬆無序，紗體單位截面內纖維根數減少，導致經紗條惡化，直至發生經紗斷線。經紗斷線導致紡織機頻繁停車更換綜片，嚴重影響紡織機工作效率，同時也造成布面瑕疵問題，降低成品等級；類似的情況也發生在筘片、申克片、鋼筘、停經片、或紡針上。尤其化纖、消光絲或倍撚紗等紡織纖維在織布時，更要降低紡織機的轉速，以降低織紗導向元件(如綜片)磨損，此也直接造成產率低落、成本快速墊高的問題，這是紡織業界急待解決的問題。

常見的織紗導向元件(如綜片)是使用金屬薄片，如高碳鋼片或不銹鋼作為原料素材，經過衝壓與拋光製成的。不銹鋼或金屬製的織紗導向元件(如綜片)，具有相當的機械強度，對於棉線類的經紗大約可承受約5000~10000公尺，但對於更強韌的聚酯線則降低至3000~5000公尺；為此，日本專利JP2001516814揭露使用電鍍鎳、樹酯硬化層、氮化硬化或製成的全瓷表面；美國專利US 7757516、US6230756揭露使用真空電鍍(CVD、PVD等)披覆二氧化矽(silica)；中國專利CN 102851825 A揭露在綜片本體表面利用雷射塗覆厚度為50~200μm的奈米陶瓷塗層，奈米陶瓷塗層是在陶瓷中加入或生成奈米級顆粒、晶鬚、晶片纖維等；中國專利公開號CN200940182揭露在綜片的綜眼周緣塗覆光滑的高強度耐磨材料(如搪瓷釉層、合金鍍層、聚四氟乙烯、聚全氟層)，或綜眼由光滑的高強度耐磨材料製成；或如中國專利公開號CN201220317942.9揭露在綜眼崁入陶瓷圈；這些技術目的在降低經紗的摩擦係數，可在一定程度內減少經紗的摩擦損傷，但此類技術雖然可以延長織紗導向元件的壽命，但對於數量龐大的織紗導向元件塗覆不易、價格昂貴，仍難以推廣使用。

對於鋼筘或停經片等織紗導向元件，類似的技術也被研究而公開，如商品的德國斯巴力克(Spaleck)公司產品、中國專利公開號201210345825.8等使用電鍍硬鉻處理，如圖1，在不銹鋼停經片91上先電鍍2~8μm之電鍍鎳耐磨層，再電鍍1~3μm之電鍍鉻層。雖然電鍍硬鉻表面硬度相對於電鍍鎳層較為硬，若經特別處理硬度可達1000HV，但此存在使用Cr⁺⁶的環保問題，及因為電鍍硬鉻鍍層應力大，無法承受長期的反復衝擊疲勞、應力腐蝕，造成電鍍鉻層破裂或磨損，反而造成容易切割的痕道及毛邊；歐洲專利EP0485633、美國專利US5511587、中國專利公開號201220262380.2揭露使用硫酸鎳電鍍浴，將類鑽(DLC)、碳化矽(SiC)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鋯(ZrO₂)、氧化鉻(Cr₂O₃)等耐磨顆粒與電鍍鎳共沈積在異形鋼筘片或其他織紗導向元件上，例如厚度為5~20μm、1~10μm等，達到表面硬度1000-2000HV以上、表面摩擦係數0.14以下；又如歐洲專利EP0550752揭露在碳化鈦或其他碳化物、氧化物、電鍍鉻上披覆DLC，以達到高耐磨的目的，然而這種奈米顆粒的合金化學複合層存在附著力不良、製作成本過高等問題，也難推廣使用。

雖然近年來，在塑膠材料上的突破，使用塑膠材料取代金屬的塑膠綜片；塑膠綜片相對金屬的綜片節省材料成本，但難解決耐磨問題，中國專利公開號CN201228305揭露在塑膠綜片的綜眼部分製成陶瓷綜眼，利用陶瓷光滑的高耐磨特性，減小與經紗間的摩擦係數達到保護經紗的目的；但不論崁入陶瓷綜眼或利用塑膠電鍍強化塑膠綜片或塑膠材料的織紗導向元件，以大量生產或成本考量上難以實施。塑膠綜片或塑膠材料的織紗導向元件在織造高強度的紡織纖維時，仍存在壽命不長、經常停機更換、織布品質不良、廢棄的塑膠綜片難以回收造成環境的巨大破壞等問題。

鉻金屬材料、鉻鈷鉬合金材料、鉻鈷合金材料、鉻鐵合金材料，普遍具有綜合機械性能佳、高硬度、耐磨耗性強、耐高溫、耐腐蝕等特性可使用於苛刻工業環境，中國專利CN 103060617 A揭露的高溫合金鍛造技術，但這類材料又普遍存在韌性不佳、容易脆化的特性，如果直接用這類材料製成織紗導向元件則更為昂貴。若利用電漿輔助化學沉積法、氣相沉積法(CVD)、高能量微弧技術、高溫碳化、低溫碳化、物理氣相沉積(PVD)、美國專利US4925394之濺鍍法或氣相沉積法、EP1878943之擴散鉻化法、台灣專利公開號TW201101565揭露使用粉浴法、台灣專利TW I297365等先前技術，所揭露可以利用碳化鉻粉末材料對工具以前述的方式(俗稱乾式法)將鉻金屬、鉻鈷鉬合金、鉻鈷合金材、鉻鐵合金等合金材料披覆在綜片上，雖較能克服韌性不佳容易脆化的特性，但也無法解決製造成本昂貴與難以大量生產的問題。

金屬化陶瓷(metallic ceramic)係為非金屬元素滲雜有金屬元素共同形成的一種類陶瓷(Ceramic-like)結構的共構物，使其兼具有金屬特性與陶瓷特性，例如，有些共構物具有一般陶瓷的硬度與甚佳耐腐蝕性、或兼具有金屬光澤性與導電性、或兼具有陶瓷的色澤等；台灣專利TW I441954、TW I441961、TW I533526及中國專利CN103726091等係揭露使用電鍍的方法(俗稱濕式法)在基材上形成碳化鉻的金屬化陶瓷層，這種金屬化陶瓷層具有疏水性及良好的導電性，若要增加硬度則要使用高溫烘烤或用火焰燒灼；由於織紗導向元件輕又薄，不能使用高溫烘烤或用火焰燒灼以增加電鍍層硬度，否則會造成薄片的織紗導向元件喪失其機械性能或翹曲，而且前述揭露的技術，表面平整度不良及摩擦係數較大，對於細又軟的織紗仍會有刮紗現象，不能用於織紗導向元件。

鑑於前述的先前技術所揭露的技術係解決高硬度、高疏水性、抗沾黏、高導電性等特徵，運用這些技術無法導引出或可製造獲得具有高硬度、且具有耐磨性、更具有低摩擦力、熱傳導係數高避免熱累積的電鍍金屬化陶瓷層而應用在織紗導向元件，基於紡織產業進步之未來趨勢前提下，實在有必要研發更新的技術、提出有效的具體的改善方案。本創作係基於前述的動機，利用電鍍技術發展出具有高硬度、且具有耐磨性、良好的耐腐蝕性、更具有低摩擦力、熱傳導係數高避免熱累積的金屬化陶瓷電鍍層，將金屬化陶瓷披覆在織紗導向元件上，增加織紗導向元件的壽命、改善紡織業界現有的生產瓶頸、以提高品質與產能，乃為迫切所需。

有鑑於上述習知技藝之問題，本創作主要目的為提供一種披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，元件基材之材料可使用鐵質基材製成的織紗導向元件、不鏽鋼基材製成的織紗導向元件、鎳基材製成的織紗導向元件、塑膠基材製成的織紗導向元件，或由其他金屬或金屬合金製成的織紗導向元件；其中，若該元件基材為不導電材質如塑膠、陶瓷、玻璃，則在該元件基材表面以電鍍或無電鍍披覆一導電層，如披覆一層鐵、銅、鉻、鎳、銀、金或其合金(例如使用無電電鍍鎳)，不為所限。

複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構附著在該元件基材表面；該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係濕式電化學的電鍍方法，在元件基材上電鍍披覆一層金屬化陶瓷(metallic ceramic)，為達到耐磨、耐腐蝕、良好導熱性及低摩擦係數，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層為以碳化鉻基(Chromium Carbide base，CrC base)為成份的金屬化陶瓷，係經由電鍍形成一非晶相碳化鉻結構(amorphous type microstructure of CrC)附著在該元件基材表面之全部或一部分；該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層成份為包含鉻元素(Cr)、碳元素(C)、氧元素(O)、由鉻-碳所形成的碳化鉻基的金屬化陶瓷。對於不限制的所形成的非晶相碳化鉻結構，係為六碳化二十三鉻(Cr23C6)或三碳化七鉻(Cr7C3)之一或其組合；其中，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層碳元素之含量範圍為18~35At%。

複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之碳元素之含量係以原子數比例At%(atomic percent)依據下列方程式所計算，

其中，N_C為單位體積中複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之碳元素原子數，N_tot為單位體積中複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之總原子數。

在耐磨耗與低摩擦係數特性上，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之鉻-碳沉積的碳化鉻之非晶相碳化鉻結構具有高硬度，該披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件摩擦係數為0.45以下，摩擦係數係依據ASTM D 3702-94以300牛頓荷重試驗；其表面硬度為750Hv以上、900Hv以下；其熱傳導係數為185W/(m°K)以上，熱傳導係數係在溫度300°K依據ASTM C177試驗。

在厚度上，較佳的該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層的厚度範圍在0.5μm至3.5μm之間；在以電鍍技術上，可調整使用操作條件可獲得比0.5μm更薄的鍍層，但在織紗導向元件的實用的耐久性上，以超過0.5μm為較適當；又以電鍍技術上，可調整使用操作條件可獲得比3.5μm更厚的鍍層，但在鍍層內應力產生的缺陷較少的考量下，在織紗導向元件的實用與經濟成本與附著力考量上，以不超過3.5μm為較適當。

同樣的，經長期研究，在硬度上，較佳的該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層的硬度範圍在750Hv至900Hv之間，經實際測試，本創作的技術應用於產品時，與塑膠綜片相比提高壽命40倍以上；當超過900Hv的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層披覆在需要彎曲彈性的織紗導向元件上，因高硬度的電鍍層內部應力(stress)較大，將容易產生附著不良或脆裂；而低於750Hv則耐磨性則不夠優異、若與高磷含量的電鍍鎳的織紗導向元件相比壽命僅提高3~5倍。

本創作複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係以電化學製成，用以解決習知技術之織紗導向元件不耐磨耗或製程昂貴而無法大量生產等問題。主要係使用碳化鉻陶瓷電鍍液進行電鍍，該碳化鉻陶瓷電鍍液係包含：三價鉻主鹽、螯合劑、pH調節劑及帄整劑所形成之水溶液；先將三價鉻主鹽溶於液體中，再加入螯合劑、pH調節劑及帄整劑，並可進一步再加入共沉積劑；三價鉻主鹽係提供三價鉻(Cr⁺³)離子與螯合劑產生螯合作用，pH調節劑作用在於穩定該碳化鉻陶瓷電鍍液的電化學特性、當產生電化學反應時可維持電離子電鍍的效率，帄整劑作用在於使複合金屬碳化物陶瓷電鍍層堆積時降低鍍層應力與產生電鍍層細緻平滑；其中，三價鉻主鹽可選用硫酸系三價鉻主鹽、氯酸系三價鉻主鹽其一或其組合；其中，該硫酸系三價鉻主鹽係包含三價鉻(Cr⁺³)與硫酸根(SO4^-2)形成的化合物；該氯酸系三價鉻主鹽係三價鉻(Cr⁺³)與氯離子(Cl^-)、過氯酸離子(ClO4^-)兩者之一或其組合形成的化合物；該螯合劑係包含甲酸、甲酸鹽、乙酸、乙酸鹽類其一或其組合；該pH調節劑係包含硼酸鹽與銨鹽之組合。

利用電鍍方法所形成之複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係為非晶相碳化鉻結構附著在該元件基材表面之全部或一部分，該非晶相碳化鉻結構至少包括六碳化二十三金屬(M₂₃C₆)或三碳化七金屬(M₇C₃)之一或其組合，其中金屬M為鉻；該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之碳元素含量範圍18~35At%、熱傳導係數為185W/(m°K)以上。

更進一步，碳化鉻陶瓷電鍍液可添加入一共沉積劑，該共沉積劑可選用下列群組之一、所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層分別如下：

(1)該共沉積劑包含第一群組金屬鹽，第一群組金屬鹽為鈷鹽；所形成該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係為非晶相碳化鉻鈷結構附著在該元件基材表面之全部或一部分，該非晶相碳化鉻結構至少包括鈷元素與六碳化二十三金屬(M₂₃C₆)或三碳化七金屬(M₇C₃)之一或其組合，其中金屬M為鉻鈷(Co,Cr)。

當加入第一群組金屬鹽(鈷鹽)為共沉積劑，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之成份進一步包含非晶相碳化鉻鈷結構；其中，非晶相碳化鉻鈷結構至少包括鈷元素與六碳化二十三鉻鈷((Co,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鈷((Co,Cr)₇C₃)之一或其組合；該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層碳元素之含量範圍為12~20%、鉻元素之含量至少35At%以上、鈷元素之含量範圍為鉻元素之含量之0.65~0.76倍；該披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件動摩擦係數為0.45以下；其中，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層，其表面硬度為800Hv以上。

(2)該共沉積劑包含第二群組金屬鹽，該第二群組金屬鹽可為鐵鹽，所形成的該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層係為非晶相碳化鉻鐵結構附著在該元件基材表面之全部或一部分，該非晶相碳化鉻結構至少包括鐵元素及六碳化二十三金屬(M₂₃C₆)或三碳化七金屬(M₇C₃)之一或其組合，其中金屬M為鉻鐵(Fe,Cr)。

當加入第二群組金屬鹽(鐵鹽)為共沉積劑，其中，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之成份進一步包含非晶相碳化鉻鐵結構；其中，非晶相碳化鉻鐵結構至少包括鐵元素與六碳化二十三鉻鐵((Fe,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鐵((Fe,Cr)₇C₃)之一或其組合；該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層碳元素之含量範圍為12~18%、鉻元素之含量至少35At%以上、鐵元素之含量範圍為鉻元素之含量之0.3~0.5倍；該披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件動摩擦係數為0.45以下；其中，該複合金屬碳化物陶瓷電鍍層，其表面硬度為830Hv以上。

承上所述，依本創作之一種披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，其可具有一或多個下述優點：

(1)本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，該織紗導向元件可應用於各種天然纖維還是合成纖維，或軟質纖維或硬質纖維，如棉、人造絲、聚酯、聚丙烯、聚醯胺6、聚醯胺66、滌綸(如Ekslive)、羊毛、丙烯酸纖維、彈性纖維等。

(2)披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件係可在任何鐵系基材、不鏽鋼基材、鎳系基材、塑膠基材先披覆上鐵系或鎳系之中介層的織紗導向元件表面，形成高含碳量的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層，藉由碳化物陶瓷化的非晶向結構(陶瓷特性)與高的含碳量，可提高該電鍍層的硬度、導熱性與耐蝕性，達到耐腐蝕與耐磨的紡織元件的需求。

(3)本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，因複合金屬碳化物陶瓷電鍍層亦具有金屬的特性，具有良好的導熱性與低的摩擦係數，可將織紗導向元件快速均熱、避免熱累積(熱量可以快速沿軸向方向或徑向方向傳導出去)，且藉由碳化物陶瓷化非晶向結構的高硬度特性，使織紗導向元件可以增長使用壽命。

(4)本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，在複合金屬碳化物陶瓷電鍍層電鍍時，可添加鈷鹽或鐵鹽，使複合金屬碳化物陶瓷電鍍層的成份上可含有碳化鉻鈷(Cr-Co)之陶瓷化、碳化鉻鐵合金(Cr-Fe)之陶瓷化，可提高複合金屬碳化物陶瓷電鍍層的表面硬度，增加披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件的使用壽命。

(5)本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件，係採用三價鉻電鍍，其電鍍液及廢水為三價鉻不含六價鉻，三價鉻毒性遠低於六價鉻，可減少環境的負擔，為潔淨的產品並符合RoHS、REACH要求。

1‧‧‧織紗導向元件

11‧‧‧綜片

111‧‧‧綜眼

112‧‧‧綜片鉤

12‧‧‧筘片

13‧‧‧申克片

14‧‧‧鋼筘

15‧‧‧停經片

16‧‧‧紡針

2‧‧‧元件基材

3‧‧‧複合金屬碳化物陶瓷電鍍層

31‧‧‧碳元素

32‧‧‧鉻元素

33‧‧‧鈷元素

34‧‧‧鐵元素

91‧‧‧不銹鋼停經片

92‧‧‧電鍍鎳耐磨層

93‧‧‧電鍍鉻層

第1圖為昔知技術之織紗導向元件結構之示意圖；第2圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第一組實施例之示意圖；第3圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第二組實施例之示意圖；第4圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第三組實施例之示意圖；第5圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第四組實施例之示意圖；第6圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第五組實施例之示意圖；以及第7圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第六組實施例之示意圖。

圖式附件：

第I圖為本創作的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第一組實施例I的XPS分析照片；第II圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第四組實施例I之SEM表面形貌照片；以及第III圖為本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件第六組實施例II之SEM表面形貌照片。

有關本創作之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式及實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

本創作之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件係使用電化學電鍍的方法製成，說明如下：參閱第2圖，為本創作披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件之示意圖；圖中，織紗導向元件1係如綜片11，綜片11通常為不銹鋼、合金鋼或中高碳鋼薄片所製成，即元件基材2為不銹鋼、合金鋼或中高碳鋼，綜片11的兩端為綜片鉤112，綜片鉤112係鈎掛於紡織機上，織紗則穿過綜眼111，紡織時綜片11會上下移動讓經紗通過，緯紗則快速通過綜眼111，對綜眼111產生快速摩擦。綜片11的全部或至少綜眼111係利用本創作披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件所製成，係在元件基材2先披覆一層導電層，再於導電層表面以電鍍覆蓋一層複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成分分析係由碳元素31與鉻元素32形成非晶相的Cr-C結構。

本創作披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件係主要利用電化學反應的特點，將元件基材2置為陰極，元件基材2為包含有導電層，若該元件基材2為金屬則具有導電層，若該元件基材2為非金屬則於該元件基材2表面以無電鍍或披覆一導電層，在實際應用時，該元件基材2即為待電鍍的工件；在元件基材2之導電層表面，使碳化鉻陶瓷電鍍液中的碳離子在電場之電化學反應與鉻離子在陰極表面上發生鉻-碳之還原成核反應，而因元件基材2與碳化鉻陶瓷電鍍液之間存在的微小間隙內，碳化鉻陶瓷電鍍液濃度差會產生鉻-碳的擴散作用，使鉻-碳會自然地生長，而形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3。

本創作以下實施例使用的元件基材2可使用具有導電性的金屬材料元件基材2、導電陶瓷元件基材2，或披覆有導電層的非金屬元件基材2等，在後續的實施例為利於瞭解，係使用鐵質元件基材2(包含高碳鋼材料、不銹鋼材料製成的織紗導向元件的元件基材2)，此為實施例採行的方式之一，但不為所限。

本創作之形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3的碳化鉻陶瓷電鍍液係包含：三價鉻主鹽、螯合劑、pH調節劑及帄整劑所形成之水溶液；三價鉻主鹽的來源可為硫酸系三價鉻主鹽或氯酸系三價鉻主鹽之水溶性鹽。

對於不限制性的配方組成與操作條件，本創作的碳化鉻陶瓷電鍍液的配方實施例如表一。

請參見第2圖，第2圖為本創作的第一組實施例的示意圖，首先提供元件基材2，此元件基材2之綜片材料可使用鐵質基材製成、不鏽鋼基材製成、銅基材製成、鎳基材製成，或由其上述金屬合金製成，通常採用沖製成型，但塑膠材質則通常使用射出成型製成。

以前述的電鍍方法在元件基材2表面的全部或一部份上形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3，以製成織紗導向元件1。由於係採用前述的碳化鉻陶瓷電鍍液，在適當操作條件下，可形成碳化鉻基之複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3；在電鍍之前，對於不電鍍複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3的部份，則可使用防鍍漆、防鍍蓋、防鍍塞等工具，將不電鍍複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3的部份先行遮蔽。在後續的實施例中，經分析後，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3的由鉻元素32、碳元素31形成非晶相碳化鉻結構，至少包括六碳化二十三鉻(Cr₂₃C₆)或三碳化七鉻(Cr₇C₃)之一或其組合。

複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3為非晶相碳化鉻結構附著，為了達到鍍層硬度高、附著力好、耐磨性能好等特性要求，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之碳元素31含量為18~35At%為較佳，碳元素31含量低則複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3硬度較低、碳元素31含量高則複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3硬度相對較高。

在此說明，習知技術中，如台灣專利TW I441954、TW I441961、TW I533526及中國專利CN103726091雖亦使用三價鉻主鹽、螯合劑、pH調節劑、共沉積劑等構成電鍍液，其主要的目的在於製造出高導電性、高耐蝕性或高疏水性的電鍍層，應用這些專利所揭露的技術無法製造出高表面硬度高、光滑、動摩擦係數很小、熱傳導係數高的電鍍層，蓋因本創作採用的製造方法的組成成份、濃度或操作條件範圍等與前述習知技術不相同，也無法由這些習知的方法可以簡單輕易的調整而導出本創作的專利技術。又因本創作的織紗導向元件與習知的方法在產品的應用目的、電鍍層的結構特性不相同，由於電鍍液的組成及操作條件不同，因此決定了本創作織紗導向元件所產生的電鍍層的結構特性與不同性能。本創作織紗導向元件與習知技術的電化學反應不同而產生不同的效果，且對於碳元素的生成略為抑制，相較於前述揭露的專利技術中電鍍層含有二碳化三鉻(Cr₃C₂)，藉由二碳化三鉻(Cr₃C₂)提高了電鍍層的含碳量；但本創作目的對於導向元件不適於偏高的較高的含碳量，雖然較高的含碳量其硬度也較高，但較高的含碳量(電鍍層應力較高)在導向元件反覆彈性作動時，電鍍層容易破裂，因此本創作係在複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3的非晶相碳化鉻結構中降低二碳化三鉻(Cr₃C₂)的含量，以保有較低的內應力。

織紗導向元件在高速磨耗的行為上，因快速磨擦會產生熱及熱累積，熱累積會造成深切凹口(depth of cut notching)，因此如何將產生的熱快速傳導出去，避免熱累積產生，將可提高織紗導向元件的壽命。本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1，其熱傳導係數為185W/(m°K)以上，相對於鋁的熱傳導係數為237W/(m°K)、鐵為80.4W/(m°K)、玻璃為1.38W/(m°K)、矽晶圓為157W/(m°K)、金為318W/(m°K)、鑽石為2300W/(m°K)、不銹鋼為為18W/(m°K)；本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1的熱傳導係數雖比金為低，相當於鋁材質的熱傳導係數，但遠高於不銹鋼的熱傳導係數，因此本創作的披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1的耐用壽命高於傳統不銹鋼製的織紗導向元件，這是可以預期的。

對於不同的應用，可在碳化鉻陶瓷電鍍液中添加第一群組金屬鹽，第一群組金屬鹽為鈷鹽，經電鍍形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3，係為非晶相碳化鉻鈷結構附著在該元件基材2表面之全部或一部分，非晶相碳化鉻鈷結構至少包括鈷元素與六碳化二十三鉻鈷((Co,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鈷((Co,Cr)₇C₃)之一或其組合；

再對於不同的應用，可在碳化鉻陶瓷電鍍液中添加第二群組金屬鹽，第一群組金屬鹽為鐵鹽，選自於硫酸亞鐵(FeSO₄)、硫酸亞鐵銨((NH₄)₂Fe(SO₄)₂.6H₂O)或氯化亞鐵(FeCl₂)之一或其組合；配方如表三；經電鍍形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3，係為非晶相碳化鉻鐵結構附著在該元件基材2表面之全部或一部分，非晶相碳化鉻鐵結構至少包括鐵元素與六碳化二十三鉻鐵((Fe,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鐵((Fe,Cr)₇C₃)之一或其組合；

在下列實施例係為本創作之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件之各種實施例，但實際上的態樣不以此為限。

<第一組實施例>

如第2圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表一之配方，但不以此為限。

以本創作採用的電鍍方法係在綜片11的元件基材2表面的全部形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3，製成綜片11，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31形成非晶相碳化鉻結構，至少包括六碳化二十三鉻(Cr₂₃C₆)或三碳化七鉻(Cr₇C₃)之一或其組合。請參見圖式附件第I圖，係為本組實施例第I實施例複合金屬碳化物陶瓷電鍍層的XPS(電子能譜儀)分析照片。

在本第一組實施例，對於第I組樣品進行抽樣及測試結果的範圍如下表五，在此特別說明，表五為第I組抽樣樣品的測試結果，其測試結果為非限制性的。

<第二組實施例>

如第3圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，係以停經片15為實施例，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表一之配方，在此不再重複列出。

本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之織紗導向元件1，係經由電鍍形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3附著在元件基材2上，製成停經片15，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31形成非晶相碳化鉻結構。

表六為本組實施例之各實施例之操作條件與結果表

<第三組實施例>

如第4圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，係以紡針16為實施例，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表一之配方，在此不再重複列出。

本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之織紗導向元件1，係經由電鍍形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3附著在元件基材2上，製成紡針16，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31形成非晶相碳化鉻結構。

表七為本組實施例之各實施例之操作條件與結果表

<第四組實施例>

如第5圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，係以鋼筘14為實施例，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表二之配方，在此不再重複列出。

本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之織紗導向元件1，係經由電鍍形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3附著在鋼筘14的鋼絲的元件基材2上，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、鈷元素33、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31、鈷元素33形成非晶相碳化鉻結構。非晶相碳化鉻鈷結構包括鈷元素與六碳化二十三鉻鈷 ((Co,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鈷((Co,Cr)₇C₃)。表中，實施例I的SEM(掃描式電子顯微鏡)表面形貌照片參見圖式附件第II圖。

<第五組實施例>

如第6圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，係以筘片12為實施例，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表二之配方，在此不再重複列出。

本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之織紗導向元件1，係經由電鍍形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3附著在筘片12的元件基材2上，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、鈷元素33、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31、鈷元素33形成非晶相碳化鉻結構。非晶相碳化鉻鈷結構包括鈷元素與六碳化二十三鉻鈷((Co,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鈷((Co,Cr)₇C₃)。

<第六組實施例>

如第7圖，係本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層之織紗導向元件1之示意圖，係以申克片13為實施例，在本組實施例的碳化鉻陶瓷電鍍液係使用表三之配方，在此不再重複列出。

本組實施例之披覆複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3之織紗導向元件1，係經由電鍍形成複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3附著在申克片13的元件基材2上，所形成的複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3係經由電鍍形成非晶相碳化鉻結構，附著在元件基材2表面，複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3成份係由主要包含鉻元素32、碳元素31、鐵元素34、氧元素等所組成，即複合金屬碳化物陶瓷電鍍層3由鉻元素32、碳元素31、鐵元素34形成非晶相碳化鉻結構。非晶相碳化鉻鈷結構包括鐵元素與六碳化二十三鉻鐵((Fe,Cr)₂₃C₆)或三碳化七鉻鐵((Fe,Cr)₇C₃)。表中，實施例III的SEM(掃描式電子顯微鏡)表面形貌照片參見圖式附件第II圖。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本創作之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。