WO1986002113A1 - Ring for spinning machines - Google Patents

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WO1986002113A1
WO1986002113A1 PCT/JP1985/000531 JP8500531W WO8602113A1 WO 1986002113 A1 WO1986002113 A1 WO 1986002113A1 JP 8500531 W JP8500531 W JP 8500531W WO 8602113 A1 WO8602113 A1 WO 8602113A1
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WO
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ring
spinning
traveler
flange portion
coating layer
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Application number
PCT/JP1985/000531
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yuzuru Nakano
Takeshi Yoshikawa
Original Assignee
Kanai Juyo Kogyo Co., Ltd.
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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/02—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously ring type
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
    • D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
    • D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
    • D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
    • D01H7/602—Rings

Definitions

  • the present invention relates to a ring for a spinning machine used in a spinning machine, a twisting machine, a twisting machine, etc., having abrasion resistance, heat resistance, and corrosion resistance and capable of high-speed operation.
  • spinning rings are made of carbon steel and subjected to heat treatment by carburizing and burning to form a surface hardness of 800 to 900 Hv and a hardening depth of 0.4 to 0.5 1 1.
  • the service life of spinning rings with only the above heat treatment was limited to 3-4 years in the cotton spinning field and 1-2 years in the synthetic fiber field.
  • the cause of this is that when carbon steel is used as the ring material, the frictional heat generated when the traveler slides on the ring flange causes the surface hardness to decrease due to the high temperature. As a result, the traveling speed of the traveler is reduced. This is thought to be due to increased wear.
  • the conventional spinning rings described above are susceptible to corrosion, and consequently suffer from shortcomings such as premature separation wear and yarn breakage.
  • the spinning ring has a high frictional resistance when the traveler slides, so spinning tension increases and yarn breakage frequently occurs. .. To $ rotation number 1 6,0 0 0 r p m is a limit der, high speed;! The problem of not being able to do ⁇
  • An object of the present invention is to provide a ring for a spinning machine capable of producing a stable, high-quality yarn having a long life and a stable quality.
  • At least the sliding contact portion (flange portion) of the ring comprising the flange portion, the neck portion and the body portion having the ring rail fitting portion with the traveler is formed of ceramics, or The surface of the portion is formed with a ceramic coating layer.
  • the above ceramic box is 2_Rei_3, Z r0 2, S iC, S i 3 in N 4 or the like, raw materials grain size is 3 # below, grown crystal grain size after sintering 1 0 or less Oh j?
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a spinning ring showing Embodiment 1 of the present invention
  • FIG. 2 is a comparison diagram of the wear amount of the ring of Embodiment 1 and a conventional ring
  • FIG. 3 is a spinning ring of Embodiment 2 of the present invention.
  • A is a sectional view
  • A is a sectional view
  • B is an enlarged sectional view of a main part
  • FIGS. 4 and 5 show a comparison between the ring of Example 2 and a conventional ring
  • FIG. 4 is a hardness distribution curve diagram
  • FIG. 5 is a wear loss curve diagram
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing Example 3 of the present invention
  • FIG. 7 and 8 show a comparison between the ring of Example 3 and a conventional ring
  • FIG. 8 is a wear loss curve
  • FIGS. 9 and 10 are examples of the present invention.
  • FIG. 9 is a sectional view
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view of a main part
  • FIG. 11 is a hardness distribution curve of the ring of Example 4
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a flange portion showing a different embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of Embodiment 2 of the present invention applied to a master-slave ring.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of Embodiment 3 of the present invention. It is sectional drawing applied to the conical type sintered ring.
  • FIG. 1 shows a cross section of a preferred spinning ring according to the present invention.
  • the spinning ring comprises a body part 4 having a flange part 1, a neck part 2 and a ring rail fitting part 3, and includes at least a traveler and sliding contact portion, i.e., the ring flange 'unit 1 oxide, carbide, nitride, Hou products based like the ceramic Ttasu, for example S iC, - S 1 3 N4 , a £ 2 Os, Z r0 2
  • a raw material powder having a crystal grain size of 3 or less selected from, T iC, T iN, etc. is formed into a predetermined flange shape by injection molding.
  • the neck portion 2 other than the flange portion 2 and the body portion 4 having the ring rail fitting portion 3 are made of carbon steel, alloy steel, light alloy, polymer material, or the like by machining or forming into a predetermined shape. Is done.
  • the surface of the flange part formed by the above ceramics is subjected to a physical or mechanical surface treatment such as barrel polishing, lapping, polishing, etc.] — Smooth surface finish of 5 s or less, preferably 1 s or less .
  • Figs. 3A and 3B show a spinning ring with a ceramic coating layer formed on the flange.
  • the horizontal ring 5 is formed by using a material such as carbon steel, ⁇ steel, water alloy, plastic, and composite material.
  • the oxide, carbide, nitride, boride, etc. ceramic is used at least on the surface of the above-mentioned ring in contact with the traveler to form a plasma, photo-CVD, vacuum deposition / sputtering, etc.
  • a coating method such as PVD, IVD, thermal spraying, baking or the like]
  • Form ceramic coating layer 6 (Fig. 3A), or use ceramic particles 7 as eutectoid material.
  • a ceramic coating layer 8 made of metal plating is formed by uniformly dispersing ceramic particles using nickel containing phosphorus as a matrix (Fig. 3B).
  • the above-mentioned ceramic coating layer can be applied to the entire surface of the ring, but may be formed on at least the surface of the ring that comes into contact with the traveler, and is applied to required parts by masking before the treatment.
  • Ru use in the present invention ceramic box as oxide, A 2 ⁇ 3, Zr0 2, Si02, Ti0 2, ⁇ 2 ⁇ 3, ⁇ , Cr 2 0 3, SiO, TiO, MgO, BeO, Th0 2 , etc. SiC, TiC, TaC, ZrC, W, HfC B 4 C, NbC, C (diamond), etc., and Si 3 N 4 , TiN, TiCN, TaN, ZrN, AN as nitride , GaN, BN, InN and the like, and boride-based ceramics such as TiB 2 ZrB 2 and HfB 2 can be used alone or in combination of plural kinds.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a spinning ring showing Embodiment 1 of the present invention.
  • a flange portion 1 is formed by mirror-shaping using silicon carbide (SiC) having an average crystal grain size of less than 1. ]) Formed into a prescribed shape, fired at a temperature of about 1,800 ⁇ , and further barrel polished Subjected to a surface treatment by, hardness 3, 000Hv, growth diameter 1 0 below the crystal, and forms a ceramic Kkufuranji portion of the surface Arasa 0.5 to 1.0 s.
  • SiC silicon carbide
  • a neck portion 2 other than the flange portion and a body portion 4 having a ring rail fitting portion 3 were formed by machining a predetermined shape using carbon steel as a raw material.
  • the spinning ring of the present invention was constructed by attaching the flange portion 1 and the portions other than the flange portion to each other, or by integrally bonding and fixing with an adhesive such as epoxy or cyanoacrylate.
  • the ring for spinning of the present invention obtained in the above example was subjected to a wear test under the following conditions by using a ring wear tester. .
  • Fig. 2 shows the results of comparison with the ring B made of conventional carbon steel for the amount of wear.
  • the wear amount of the ring A of the present invention only gradually increased with the passage of time, but the wear amount was greatly reduced as compared with the conventional ring B.
  • the flange portion made of silicon carbide (SiC) has high strength and high heat resistance and wear resistance.
  • the thermal conductivity is almost equal to that of a metal traveler, it is easy to dissipate the heat generated by the sliding of the traveler, and the traveler is less likely to burn or wear, and the life of the traveler is extended.
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the spinning frame ring showing a second embodiment of the present invention, by the cutting of the-ring material made by low carbon steel or alloy steel]?
  • FIG. 5 shows a curve diagram of operation time and weight loss when spinning is performed under the following test conditions using the spinning ring C of the present invention.
  • Ring inner diameter 4 1 shu ⁇
  • the spinning ring C of the present invention has a reduction in abrasion of about I / 5 ], and it can be seen that the service life is extended more than 5 times.
  • the spindle speed is increased to more than 2000 rpm
  • the spinning tension of the conventional ring B increases due to an increase in the frictional resistance between the rings and the traveler, causing yarn breakage, which may cause flying of the traveler.
  • D It is difficult to perform continuous operation.
  • the ring of the present invention has a low coefficient of friction, so that high-speed operation is possible from the beginning of spinning without the need for leveling operation.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a spinning ring showing Embodiment 3 of the present invention.
  • a single flange ring 12 having a required shape is formed by cutting the resulting ring material as shown in FIG.
  • the above ring is carburized and surface-polished, it is contacted with the traveler by performing chemical vapor deposition at 850-10501C in a gas atmosphere containing TiC £ 4, H 2 , CH 4 and N 2 as main components.
  • a ceramic coating layer 13 ⁇ having a thickness of 2 to 20 having titanium carbide (CTiC) and a ceramic coating layer l 3 B having a thickness of 1 # having titanium nitride (TiN) are formed.
  • CTIC titanium carbide
  • TiN titanium nitride
  • the above-mentioned ceramic coating layer of TiC and TiN can be applied to the entire surface of the ring, but may be provided at least on the surface of the ring that comes into contact with the traveler, and by performing a masking treatment before the treatment] Can be applied to ..
  • the spinning ring D obtained by the above example has a cross-sectional hardness distribution curve of 190 to 250 Hv as shown in FIG. 7 and a depth of 1 H. Since it is made of TiC with the highest hardness of 330 to 360 OHV, it has extremely high hardness.
  • FIG. 8 shows a curve diagram of operation time and abrasion loss when spinning is performed under the following test conditions using the spinning ring D of the present invention.
  • the spinning ring D of the present invention has a reduction in abrasion of about 1/5.] It can be seen that the life is extended more than 5 times.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a spinning ring according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the ring is cut into a required ring shape as shown in FIG. 9 using carbon steel, for example, S15CK material, carburized, quenched, and surface-treated.
  • carbon steel for example, S15CK material, carburized, quenched, and surface-treated.
  • the surface of the ring is preliminarily subjected to electro-mechanical sticking] 3.
  • a nickel plated film 17 having a thickness of about 1 ′′ is formed.
  • the bath composition of the ring having the above-mentioned two-glued plating film 17 has the following mixing ratio! O
  • FIGS. 12, 13 and 14 are cross-sectional views of different embodiments of the spinning ring of the present invention.
  • FIG. 12 is a modification of the first embodiment, in which a concave portion 9 (FIG. 12A) or a step 10 (FIG. 12B) is provided on the lower surface of the flange portion 1 so that the flange portion and the neck portion are provided. The parts are fitted and fixed to form a desired spinning ring. In this case, the connection between the flange portion and the neck portion is more firmly fixed.
  • FIG. 13 shows a modification of the second embodiment, in which the ceramic coating layer 6 of the second embodiment is formed on the upper surface, inner body surface and lower surface of the vertical sintered ring 11.
  • a ceramic co has a titanium carbide upper surface of the conical shape sintered ring 1 4, the inner shell surface and the lower surface - ceramic having a coating layer 1 3 Alpha and titanium nitride emissions In this case, a back coating layer 13B was formed.
  • a single layer or multiple layers of the ceramic coating layer are provided on the surface of the pores in the surface layer, so that the wear resistance is remarkably improved.
  • the yarn is supplied from the draft device, passed through the snell wire, wound around the bobbin while being twisted by the rotation of the traveler fitted to the spinning ring of the present invention.
  • the spindle speed is more than 200,000 r.p.ni. * A conventional carbon steel or alloy steel ring is used, the frictional resistance between the ring and the traveler increases, and the spinning tension decreases. When the height is abnormally high, thread breakage occurs almost instantaneously, or traveler scattering occurs, making spinning impossible.
  • the growth grain size of the ceramics is 10 mm or less, and the surface roughness is 5 s or less.
  • the flange surface is formed in 1 s or less, so that high-speed rotation is performed without the need for smoothing operation at the beginning of spinning, and stable and continuous even at high-speed rotation of 250 000 r.p.m. or more. Driving is possible] ?, with excellent heat resistance and heat dissipation properties, does not cause traveler burn.
  • the spinning ring of the present invention has a large surface and is smooth like a mirror, so that it can be used for a spinning machine or a twisting machine in a spinning process, and can be operated at high speed, and is suitable for high production.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)

Description

明 細 書 紡機用 リ ン グ
技 術 分 野
この発明は、精紡機 ·撚紡機 ·撚糸機等に用い、 耐摩耗性 ·耐熱性 ·耐蝕 性を有し、高速運転を可能にした紡機用リングに関する。
背 景 技 術
従来、 紡機用リングは炭素鋼を素材とし、浸炭焼人れによる熱処理を施し て、 表面硬度 8 00乃至 900Hv、硬化深さ 0.4乃至 0.5 1»^：形成されている。 し^し、上記熱処理のみの紡機用リングの寿命は、綿紡分野で 3〜 4年、化 合繊分野で 1 〜 2年が限，度であった。 この原因は、 炭素鋼材をリング素材と すると、 トラベラがリングフランジ上を滑走する際に発生する摩擦熱によ i? 高温とな 、表面硬度が低下し、その結果、 トラベラ走行によるすベ]?摩耗 が増大することに起因すると考えられる。 また、上記従来の紡機用リングは 腐蝕し易く、 これに伴って早期剝離摩耗や糸切れが発生し易いなどの欠点が あつ 7こ o
そこで、上記欠点を解消するため、 A ， Cr 等を含む合金鋼に窒化又は軟 窒化等の硬ィヒ処理を施し、 トラベラ摺動面の硬度を高め耐摩耗性を高めた紡 機用リングがある。 しかし、 この種紡機用リングは、 トラベラとのなじみ性 が悪いため、 トラベラ走行が円滑に行われず、紡調が安定するまで長時間の ならし運転を必要とし、 また硬化層の 性が低いため、寿命の点でも不十分 であるなどの問題点があった。
更に、 従来の炭素鋼や合金鋼よ！)なる紡機用リングはトラベラ摺動時の摩 擦抵抗が高いので、紡出張力の増大や糸切れの多発によ 、現状ではスピン ドル回転数 1 6，0 0 0 r . p .m が限度であ 、 高速；！ ¾ができないという問題点 力；めつた o
従って、 本発明は上記従来の紡機用リングの問題点を解決し、表面硬度が 大で、 かつ表面滑らかで、耐摩 '耐熱性 '耐蝕性を向上させると共に、 高速運転を可能にして高生産化に適 、長寿命化と安定した で良質なる 糸を紡出できる紡機用リングを提供することを目的とする。
発 明 の 開 示
即ち、 本発明は、 フランジ部、 ネック部及びリングレ -ル嵌込部を有する 胴部とから成るリングの少なくともトラベラとの摺接部分（フランジ部）を セラミ ックスで形成するか、 又は上記摺接部分の表面をセラミ ッタコーティ ング層で形成する。又上記セラミ ックスは 2〇3 ， Z r02 , S iC , S i3N4 等で、原材料結晶粒径が 3 #以下で、焼結後の成長結晶粒径が 1 0 以下で あ j?、 かつ表面ァラサが 5 s以下にして、表面が硬度大で、 かつ鏡面の如く 滑らかで、 耐摩耗性 '耐熱性'耐蝕性を向上させ、 2 0，0 0 0 r .p .m 以上の高 速運転を可能にし、 しかし高速運転時に火花の発生もなく、 セラミ ッタスが 砥石として作用するアブレイ シブ摩耗が行われず、 トラベラの走行が滑らか で、 紡出張力も小さく、糸切れの多発を防止し、 更に糸毛羽の発生を押 え、 リング寿命を著しく延長させた紡機用リングになる。
図面の箇単な説明
第 1図は本発明の実施例 1を示す紡機用リングの断面図、 第 2図は実施例 1のリングと従来リングの摩耗量比較図、 第 3図は本発明の実施例 2の紡機 用リングを示し、 Aは断面図、 Bは要部拡大断面図、第 4図及び第 5図は実 施例 2のリングと従来リングとの比較を示し、第 4図は硬度分布曲線図、第 5図は摩耗減量曲線図、第 6図は本発明の実施例 3を示す断面図、 第 7図及 び第 8図は実施例 3のリングと従来リングとの比較を示し、第 7図は硬度分 布曲線図、第 8図は摩耗減量曲線図、第 9図及び第 1 0図は本発明の実施例 4の紡機用リングを示し、第 9図は断面図、第 1 0図は要部拡大断面図、第 1 1図は実施例 4のリングの硬度分布曲線図、第 1 2図 A ， Bは本発明の異 なる実施例を示すフランジ部の断面図、 第 1 3図は本発明の実施例 2を主従 形焼結リングに適用した断面図、第 1 4図は本発明の実施例 3をコニカル形 焼結リングに適用した断面図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明をよ D詳細に説述するために、以下添付図面に基づいてこれを説明 o
'第 1図はこの発明に係る好ましい紡機用リングの断面を示し、 この紡機用 リングはフランジ部 1 ，ネック部 2及びリングレ -ル嵌込部 3を有する胴部 4とから成 、 少なくともトラベラと摺接する部分、即ちリングのフランジ' 部 1は酸化物系，炭化物系，窒化物系，ホゥ化物系等のセラミ ッタス、例え ば S iC，- S 1 3 N4 , A£2Os , Z r02 , T iC , T iN 等から選ばれる結晶粒 径が 3 以下の原料粉粒体を用いて、铸込成形によ 所定のフランジ形状に 成形する。上記成形物は高温で焼成して硬度 1，000 〜 3,500Hv、成長結晶粒 径が 1 0 以下のセラミ ックフランジを形成する。上記フランジ部以外のネ ック部 2、 リングレ -ル嵌込部 3を有する胴部 4は炭素鋼，合金鋼又は軽合 金，高分子材料等で所定の形状に機械加工又は成形によ 構成される。
上記セラミ ッタスで形成したフランジ部表面はバレル研摩、 ラッピング、 ポリシング等の物理的又は機械的表面処理によ]?表面ァラサ 5 s以下好まし くは 1 s以下の滑らかな表面仕上げ加工が行われる。
尚、上記リングのフランジ部を構成するセラミ ッタスの長結晶粒径が 1 0 #を越え、表面ァラサが 5 sを越えると、 トラベラの摺接時、 アブレイ シブ 摩耗が進行して火花を発生し、 トラベラの寿命が著しく低下するので好まし くない。
ところで、上記紡機用リングはフランジ部だけでなく、 リング全体をセラ ミ ッタスで同様にして形成することも可能である。
次に、第 3図 A ， Bはフランジ部にセラミ ックコ—ティング層を形成した 紡機用リングを示す。 この紡機用リングは横形のリング 5を炭素鋼， ^鋼， 輊合金，ブラスチック ，複合材料等の素材を用いて形成する。そして、上記 リングの少なくともトラベラとの摺接部分の表面に前記酸化物系，炭化物系， 窒化物系，ホウ化物系等のセラミ ックスを用いて、 プラズマ '光 CVD ，真 空蒸着 ·スパッタ リング等の PVD , I VD ，溶射，焼付け等のコ—ティン グ方法によ])セラミ ックコ—ティング層 6を形成するか（第 3図 A )、或は 前記セラミックス粒子 7を共析物質として-ッケル · リンを含有するニッケ ル^をマト リ ックスとしてセラミ ックス粒子を均一に分散せしめた金属メ ツキよ ?成るセラ'ミ ックコ—ティング層 8を形成する（第 3図 B )。
尚、-上記セラミ ックコ-ティ ング層はリング全表面に施すことができるが， リングの少なくともトラベラと接触する表面に形成すればよく、処理前にマ スキング処理することによつて所要部分に施すことができる o
ところで、 本発明に用 るセラミ ックスは、酸化物系として、 A 2θ3， Zr02 , Si02， Ti02 , Ιη2θ3 , ΖηΟ, Cr203 , SiO, TiO, MgO , BeO,Th02 等、 炭ィ匕物系として、 SiC， TiC, TaC, ZrC, W , HfC B4C, NbC, C〔ダイヤモンド）等、窒化物系として Si3N4， TiN, TiC N， TaN, ZrN, A N, GaN, BN, InN 等、 ホウ化物系として、 TiB2 ZrB2 ,HfB2 等のセラミ ックスを各々単独に又は複数種組合せ用いること ができる。
以下本発明を実施例によ 実に具体的に説明する。
実施例 1
第 1図は本発明の実施例 1を示す紡機用リングの要部断面図であ 、 フラ ンジ部 1を平均結晶粒径が 1 未満の炭化ケィ素（SiC) を用いて鏡込成形 によ])所定形状に成形し、 約 1,800 Ό前後の温度で焼成し、更にバレル研摩 による表面処理を行ない、 硬度3， 000Hv、 結晶成長粒径 1 0 以下で、 かつ 表面ァラサ 0.5〜 1.0 sのセラミ ックフランジ部を形成する。
上記フランジ部以外のネック部2、 リングレ -ル嵌込部 3を有する胴部 4 を、 炭素鋼を素材として所定の形状に機械加工して形成した。
上記フランジ部 1とフランジ部以外は口 —付け、 又はエポキシ、 シァノア クリ レ-ト等の接着剤によ 一体に接合固定して本発明の紡機用リングを構 成した o
上記実 例で得られた本発明の紡機用リングをリング摩耗試験機にかけて 下記 条件で摩耗テストを実施した。 .
テス ト条件
リング： 4 5 Htm ^
トラベラ ： O S ¾ 3
スピン ドノレ回転： 7 0 0 0 r .p .m.
摩耗量について従来の炭素鋼よ]?なるリング Bと比較した結果を第 2図に 示した o
第 2図から.明らかなように、本発明のリング Aは時間の経過と共に摩耗量 が徐々に増加するのみで、 従来リング Bに比較して摩耗量が大巾に減少した。 上記テストの結果よ 明らかなように、 炭化ケィ素 SiC) よ なるフラ ンジ部は高強度で耐熱性，耐摩耗性が大きい。また熱伝導率が金属トラベラ と略等しいため、 トラベラの摺動にょ 発生した熱を放散し易く、 トラベラ 焼け、摩損も生じがたく トラベラ寿命も延長される。
実施例 2
第 3図は本発明の実施例 2を示す紡機用リングの断面図で、低炭素鋼又は 合金鋼よ なるリ ング素材を切削加工によ]?第3図に示す所要形状の横形シ ングルフランジリ ングに形成する。
上記リ ングを浸炭処理した後、 1〜 5 Χ 1(Γ2 Τ。Γ Γ で C2H2を主成分と する反応性ガス雰囲気中でグロ -放電し、 イオンブレ -ティング処理を行な い、 トラベラと接触する表面に炭化チタン （TiC) を有する厚さ 1〜2 0 のセラミ ックコ一ティング層 6を形成する。そして、 熱処理、 ラッピング処 理を行うことによ 、 セラ ミ ックコ—ティング層の成長結晶粒径が 1 0 以 下で、表面ァラサ 1 s未満とした本発明の紡機用リ ングを形成した。
上記実施例で得られたリング Cは、 その断面硬度分布曲線は第4 _図に示す 如く表面硬度 25Ό 0〜 340 OHvと従来の浸炭焼入の紡機用リング Bよ ]3非常 に高硬度である。
第 5図は本発明の紡機用リング Cを用いて下記のテスト条件にて紡出した 場合の運転時間と 減量との曲線図を示す。
テス ト条件
リ ング内径： 4 1肅 ø
フランジ巾 ： 3.2籠
繊維：綿コ—マ糸 4 0 18
スピン ドル回転数： 2 7 0 0 0 r -p.m.
トラベラ ： YS— 2/hf 14/0 (箱形トラベラ ）
燃数： 2 3 T/in
第 5図よ！）、 従来の紡機用リング Bに比較して、 本発明の紡機用リング C は約 I/5の摩耗減量とな]?、寿命は 5倍以上に延びることが判る。またスピ ン ドル回転数を 2 0 0 0 0 r.p.m. 以上に上げると従来リ ング Bではリ ング • トラベラ間の摩擦抵抗の増大のため紡出張力が増大し糸切れが生じ、 トラ ベラ飛散等によ D連続運転を行うことは困難であるカ 本発明のリングは摩 擦係数が低下し、 ならし運転の要なく、 紡出当初よ 高速運転が可能となつ 実施例 3
第 6図は本発明の実施例 3を示す紡機用リングの断面図で、低炭素鋼よ]? なるリ ング素材を切削加工によ i?第 6図の如く所要形状のシングルフランジ リ ング 1 2を形成する。
上記リ ングを浸炭処理、 表面研摩処理をした後、 TiC£4， H2， CH4 , N2 を主成分とするガス雰囲気中で 850〜10501Cで化学蒸着をすること によ 、 トラベラと接触する表面に、 炭化チタン CTiC) を有する厚さ 2〜 2 0 のセラミ ックコ -ティング層 13Α·と窒化チタン TiN) を有する厚さ 1 #のセラミ ックコ -ティング層 l3B を形成し、 次に焼入処理、 表面研摩 を行ない本発明の紡機用リングを構成する。
尚、上記 TiCおよび TiNのセラミ ックコ一ティング層はリング全表面に 施すこともできるが、 リングの少なくともトラベラと接触する表面に設けれ ばよく、 処理前にマスキング処理することによ]?所要部に施すことができる.。 上記実施例によって得られた紡機用リ ング Dは、その断面硬度分布曲線は 第 7図に示す如く最表面硬度は 1 9 0 0〜2 5 0 0H vで、 更に 1 Hの深さ からは最も高硬度の 3 3 0 0〜 3 6 0 OH Vを有する TiC で形成している ので、 非常に高硬度となっている。
第8図は本発明の紡機用リング Dを用 て下記のテスト条件にて紡出した 場合の運転時間と摩耗減量との曲線図を示す。
テスト条件
. リング内径 : 4 1 m
フランジ巾 ： 3.2丽
繊維： レーヨンブライ ト 3 0' s
スピン ドル回転数： 20000 r ·ρ .m.
ト ラベラ ： S C/hf 8 /0
第 8図よ j?従来の紡機用リング Bに比較し、 本発明の紡機用リング Dは約 1 /5の摩耗減量とな]?寿命は 5倍以上に延びることが判る。
実施例 4 第 9図は本発明の実施例 4の紡機用リングの断面図で、炭素鋼例えば S 1 5 C K材を用いて第 9図に示す所要のリング形状に切削加工を行ない、 浸炭 焼入れ、 表面処理を施してシングルフランジリ ング 1 6を形成する。上記リ ングの表面に予め電気-ッグルメツキを行うことによ ]3、第 1 0図に示す如 く厚さ 1 « "程度の-ッケルメツキ被膜 1 7を形成する。
上記二ッグルメッキ被膜 1 7を有するリングを浴組成が次の配合比よ！)な o
硫酸二 ッケル 2 4
次亜リ ン酸ナト リウム . 2 1 g Z
乳 酸 3 0 g
プロピオン酸 2 wi/
酸 δ 0.0001 z /
浴温 9 0 、 pH 4.5 に制御されたメツキ浴中に浸漬し、硬質微粒子とし' て 0. 4 の炭化ケィ素（S i C ) を 2 g // 添加しながら攪拌し、 リ ングも回 転若しくは摇動させながら無電解複合メツキを行った。上記処理によ ]3、 リ ング 1 6の-ッグルメ ツキ被膜 1 7の表面に-ッケルマ ト リ ックス中に炭ィ匕 ケィ素 1 8を共析した複合金属メツキよ 成るセラミ ックコ-ティング層 IS が形成された。更に、上記熱処理炉において約 4 0 0 Όで約 1時間加熱する ことによ]?、 無電解-ッケルメッキ被膜が-ッケル-リンの結晶化によって、 第 1 1図に示すように、硬度 1 0 0 O H Vを得ることができ、 またニッケル -リンの結晶化で炭化ケィ素の密着性が強化された。
ところで、第 1 2図、 第 1 3図及び第 1 4図は本発明の紡機用リングの異 なる実施例の断面である。第 1 2図は実施例 1の変更例で、 フランジ部 1の 下面に凹部 9 (第 1 2図 A )又は段部 1 0 (第 1 2図 B )を設けて、上記フ ランジ部とネック部とを嵌合固定して所望の紡機用リ ングを構成する。 この 場合、 フランジ部とネック部との接合固定がよ 一層確固になる。 第 1 3図は実施例 2の変更例で、縦形焼結リング 1 1の上面、 内胴面及び 下面に実施例2のセラミ ックコ -ティング層6を形成したものである。また、 第 1 4図は実施例3の変更例で、 コニカル形焼結リング 1 4の上面、 内胴面 及び下面に炭化チタンを有するセラミックコ -ティング層 1 3 Αと窒化チタ ンを有するセラミ ックコーティング層 1 3 Bを形成したものである。
上記焼結リングにおいては、 表層部の気孔の表面にセラミ ッタコ -ティン グ層を単層又は複層設けているので、 耐摩耗性が著しく向上する。
次に、 本発明の紡機用リングを精紡機に取付けた場合の作用について説明 する o
糸はドラフト装置よ j?供給され、 スネルワイヤを通 、 本発明の紡機用リ ングに嵌合するトラベラの回転によって糸に撚 ?が掛けられつつ、 ボビンに 巻き取られる。
スピン ドル回転数を 2 0, 0 0 0 r . p .ni.以上とすると *従来の炭素鋼や合 金鋼よ]?なるリングではリング， トラベラ間の摩擦抵抗が増大し、紡出張力 が異常に高くなつて殆んど瞬時に糸切れが発生し、 又はトラベラ飛散が生じ 全く紡出できなくなるが、 本発明ではセラミ ックスの成長粒径が 1 0 ί以下 で表面ァラサが 5 s以下、好ましくは 1 s以下でフランジ表面を形成したか ら、紡出当初よ ならし運転の要なく高速回転が行なわれ、 2 5 0 0 0 r .p .m. 以上の高速回転でも安定して連続運転が可能とな]?、 耐熱性，熱放散性にす ぐれているものでトラベラ焼けが生じない。
産業上の利用可能性
本発明の紡機用リングは、表面が硬度大で、 かつ鏡面の如く滑らかである ので、紡績工程の精紡機、撚糸機等に用い、 高速運転が可能で、 高生産に最 適てある。

Claims

請 求 の 範 囲
1. フランジ部、 ネック部及びリ ングレール嵌込部を有する胴部とから成る リングの少なくともトラベラとの摺接部分の少なくとも表面をセラミック スで形成したことを特徵とする紡機用リング。
2. フランジ部をセラミ ックスで形成したことを特徴とする請求の範囲第 1 項記載の紡機用リング。
3. フランジ部の表面をセラミ ッタコーティング層で形成したことを特徴と する請求の範囲第 1項記載の紡機用リング。
4. フランジ部の下面に凹部又は段部を設けて、 ネック部と嵌合固定したこ とを特徴とする請求の範囲第 1項、第 2項記載の紡機用リ.ング。
5. セラミッタスの原材料結晶粒径が 3 #以下で、焼結後の成長結晶粒径が 1 0 "以下で、 かつ表面ァラサが 5 s以下であることを特徵とする請求範 囲第 1項、第 2項、第 3項記載の紡機用リ ング。 '
6. セラ ミ ックスが Α·6203 ， Zr02 , S iC , S 13N4 であることを特徴と する請求の範囲第 1項、第 2項、第 3項、第 5項記載の紡機用リソグ。
7. セラ ミ ックコ ーティ ング層が Ni— P , Ni ， C r， Coをマ ト リ ックスと してセラミ ックス 子を分散せしめて形成したことを特徵とする請求の範 囲第 1項、第 3項記載の紡機用リ ング。
8. セラミ ツクスコ—ティング層の厚さが 1乃至 2 0 であることを特徴と する請求の範囲第 1項、第 3項、第 7項記載の紡機用リング。
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