專利名稱：針織機(jī)的針織用零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被安裝于針織機(jī)上、針織時(shí)與針織紗具有接觸部分的針織用零件，亦即涉及導(dǎo)紗針、織針、舌桿(トンダ)、沉降片(シンカ-)、隔紗板、佛朗丁(フランチン)等的針織用零件，更詳言的，即涉及提高這些零件耐久性用的表面包覆技術(shù)。
針織機(jī)有經(jīng)編機(jī)，橫編機(jī)及圓型針織機(jī)等，在此以經(jīng)編機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，但對(duì)橫編機(jī)及圓型針織機(jī)等亦同樣。
經(jīng)編針織機(jī)可分為特里科經(jīng)編針織(tricot)機(jī)與拉舍爾(raschel)經(jīng)編針織機(jī)，這些機(jī)器上一般設(shè)有卷繞有經(jīng)線的分段織軸(sectional beam)，從該分段織軸供給經(jīng)線于針織用針列而進(jìn)行針織。
在該針織機(jī)的針織部的針織用零件(工具)中，有位于分段織軸與針織用針列之間、設(shè)有為作為針織紗的經(jīng)線導(dǎo)向用的孔部、厚度約為200μm的薄板形狀的“導(dǎo)紗針”，為形成毛圈而其頂端部設(shè)有鉤的薄板形狀的“織針”，與織針共同形成毛圈的薄板形狀的“舌桿”，“沉降片”，及其他如“隔紗板”，“佛朗丁”等，通常是將多枚以微小間隔平行排列而組成單元。
對(duì)于上述各種針織用零件，從容易加工性及耐磨耗性的觀點(diǎn)出發(fā)，通常使用在形成為零件形狀的碳鋼基材上施行了濕式鍍鉻包覆的零件。然而，由于針織機(jī)的高速化及針織紗中的高強(qiáng)度纖維及異形纖維等材料的多樣化及使用各種糊材的關(guān)系，針織用零件的耐久性成為很大的問(wèn)題。
亦即，當(dāng)作為針織用零件的導(dǎo)紗針、織針、舌桿、沉降片、隔紗板、佛朗丁等與針織紗接觸的部分有磨耗時(shí)，會(huì)成為針織紗起毛及斷線的原因，為防止發(fā)生該現(xiàn)象而為每臺(tái)針織機(jī)更換大量的上述針織用零件需要莫大的費(fèi)用、勞力及時(shí)間，其耐久性成為決定針織機(jī)的作業(yè)效率及制品成本的重大因素。
因此，本發(fā)明專利公開1992年第41755號(hào)公報(bào)提出了例如用鉭、鎢、氮化鈦、鈦-鎢合金等高硬度金屬膜包覆經(jīng)編機(jī)的針織用零件(工具)表面的建議。
然而，以眾所周知，以導(dǎo)紗針為代表的針織用零件的磨耗是由纖維的種類、沖擊壓力、振動(dòng)特性等復(fù)雜因素參與引起的現(xiàn)象，而表面硬度高的包覆膜不一定帶來(lái)良好結(jié)果。
事實(shí)上，用作為高硬度化合物包覆膜而知名的氮化鈦膜包覆的導(dǎo)紗針，其耐久性并未比傳統(tǒng)的鍍鉻包覆的導(dǎo)紗針更高，且存在因處理溫度高而使基材軟化的問(wèn)題。
再者，亦有些報(bào)告指出，由于在基材上形成厚的高硬度包覆而損害基材本身的韌性，反而降低耐久性。因此，需要在未損及基材特性的情況下改善其耐久性。
本發(fā)明是鑒于上述技術(shù)背景所成;其目的在于，提供針織機(jī)的針織用零件，這些零件能廣泛地適合于以從天然纖維至高強(qiáng)度合成纖維的多種纖維為材料的各種針織紗，能顯著提高其耐久性，藉以提高針織機(jī)的工作效率，降低制品成本。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明對(duì)安裝在針織機(jī)上、具有在針織時(shí)與針織紗接觸部分的由碳鋼基材所制成的針織用零件，在制成該零件形狀的碳鋼基材上的至少與前述針織紗接觸部分的表面，依次疊層包覆由濕式電鍍所形成的防蝕層，由干式電鍍所形成的中間層，及由干式電鍍所形成的硬質(zhì)碳膜，對(duì)其他部分的表面則只用由濕式電鍍所形成的防蝕層包覆。
因此，防蝕層可防止碳鋼基材表面的銹及腐蝕，至少在與針織紗接觸部分表面，因?yàn)橛操|(zhì)碳膜通過(guò)中間層而牢固地緊貼包覆著，所以可使包覆膜總厚度變薄，在不損及基材韌性的狀態(tài)下可獲得充分的耐磨耗性，而且包覆處理溫度亦較低，因此可避免基材軟化或變形，可顯著地提高針織用零件的耐久性。
又，對(duì)形成該針織用零件的碳鋼基材的至少與前述針織紗接觸部分的表面進(jìn)行研磨使其表面粗糙度調(diào)整為在0.2μm以下的后，實(shí)行上述包覆為佳。
再者，用以鉻或鈦為下層，并以硅或鍺為上層的層疊結(jié)構(gòu)的膜構(gòu)成上述中間層為宜。
此外，以鉻或鎳的濕式電鍍層構(gòu)成上述防蝕層為佳。
茲再就本發(fā)明的特征具體說(shuō)明如下。針織機(jī)的針織用零件材料即碳鋼基材容易生銹，而且硬質(zhì)碳膜難于牢固地直接緊密接合于金屬表面，為了防止碳鋼基材生銹及腐蝕而設(shè)置防蝕層，并為了至少在與針織紗接觸的表面上牢固地包覆硬質(zhì)碳膜而形成中間層。
因此，形成鉻，鎳等的濕式電鍍層以防止處理過(guò)程中所發(fā)生的銹蝕。
又，形成以鉻或鈦為下層，以硅或鍺為上層的層疊結(jié)構(gòu)的膜，以滲碳處理而在基材表面形成含有碳化物的滲碳層，或Ⅳa，Ⅴa屬金屬的碳化物層作為中間層。
在本發(fā)明中的所謂硬質(zhì)碳膜為，例如，在碳化氫(甲烷)氣氛中由等離子化學(xué)蒸敷(Chemical Vapor deposition)處理所形成的含有氫的非晶質(zhì)碳膜，已知其硬度高，導(dǎo)熱性好及磨損系數(shù)低。又，其抗張力大而內(nèi)部摩擦小的特點(diǎn)導(dǎo)致在高頻振動(dòng)帶域具有優(yōu)良振動(dòng)特性亦為眾所周知。
以高速與針織紗摩擦的針織用零件在摩損中硬質(zhì)碳膜的動(dòng)作尚有不少不明的處，但一般認(rèn)為，不僅僅是表面硬度高摩擦系數(shù)小的原因，導(dǎo)熱性及振動(dòng)特性亦對(duì)提高耐久性有所貢獻(xiàn)。又，因?yàn)槭桥c直徑數(shù)+μm的針織紗的間發(fā)生的摩擦現(xiàn)象，所以形成針織用零件的碳鋼基材的表面粗糙度對(duì)摩損是大的因素，而事實(shí)上已經(jīng)確認(rèn)，在“導(dǎo)紗針”等的針織用零件中改善至少與針織紗所接觸的表面粗糙度的后，其耐摩耗性有了大幅度的提高。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1為顯示沿第2圖中線A-A′的示意性擴(kuò)大剖面圖;
圖2為顯示本發(fā)明第1實(shí)施例的經(jīng)編針織機(jī)的針織用零件，亦即導(dǎo)紗針的平面圖;
圖3為顯示本發(fā)明第2實(shí)施例的經(jīng)編針織機(jī)的其他針織用零件，亦即織針的平面圖;
圖4為顯示本發(fā)明第3實(shí)施例的經(jīng)編針織機(jī)的又一種針織用零件，亦即舌桿的平面圖。
現(xiàn)參照附圖將本發(fā)明詳述如下。
首先，就圖1及圖2說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。該第1實(shí)施例將本發(fā)明應(yīng)用于經(jīng)編針織機(jī)的針織用零件的一，即導(dǎo)紗針。
如圖2所示，該導(dǎo)紗針2具有使經(jīng)線穿過(guò)而引導(dǎo)至織針用的導(dǎo)孔24及用以固定在保持具上用的固定用端部22，通常是在與紙面垂直的方向以微小的間隔，多枚平行排列組成單元而被安裝于經(jīng)編機(jī)。
然后，如將沿該第2圖中線A-A′的剖面予以擴(kuò)大而示意性顯示的圖1所示，經(jīng)線18從導(dǎo)紗針2的一側(cè)的面，成角度而進(jìn)入導(dǎo)孔24的后向另一側(cè)的面的方向出去。
因此，圖2中以斜線所表示的部份26為與經(jīng)線18接觸的部份，尤其是導(dǎo)孔24的內(nèi)周邊緣部24a及其附近的表面部為受到摩擦最嚴(yán)重的部份。
因此，本實(shí)施例中，在圖2所示形成導(dǎo)紗針形狀的碳鋼基材10(圖1)的至少包括與經(jīng)線18(圖1)接觸的部份26的表面上，依次層疊包覆由濕式電鍍所形成的防蝕層12，由于式電鍍所形成的中間層14，及由干式電鍍所形成的硬質(zhì)碳膜16，對(duì)其它部分則只用由濕式電鍍所形成的防蝕層12進(jìn)行包覆。
其次，圖3為顯示本發(fā)明第2實(shí)施例的經(jīng)編機(jī)其它針織用零件，即織針的平面圖。該織針3系由鉤住經(jīng)線18用的鉤34、桿部36及固定在保持具上用的固定用端部32所成。
經(jīng)線18邊從桿部36向鉤34的內(nèi)周部移動(dòng)邊形成毛圈，所以在圖3中以斜線所示的部份38為與經(jīng)線18接觸的部份，而該范圍的邊緣部及其附近的表面部受到最嚴(yán)重的摩擦。
因此，在該被形成為織針3形狀的碳鋼基材中至少包括部份38的表面上，與前述的實(shí)施例(參考圖1)相同地，依次層疊包覆由濕式電鍍所形成的防蝕層，由干式電鍍所形成的中間層，及由干式電鍍所形成的硬質(zhì)碳膜，對(duì)其它部分則只用由濕式電鍍所形成的防蝕層包覆。
圖4為顯示本發(fā)明第3實(shí)施例的經(jīng)編機(jī)又一其他針織用零件，即舌桿的平面圖。該舌桿4通常與織針配成組而使用，共同動(dòng)作，由與經(jīng)線18接觸而被摩擦的頂端部44、桿部46及安裝于保持具用的固定用端部42所組成。
經(jīng)線18系從頂端部44向桿部46的無(wú)階梯部46a的一側(cè)移動(dòng)，與此同時(shí)形成毛圈，所以圖4中有斜線部份48為與經(jīng)線18接觸的部份，而該范圍的邊緣部及其附近的表面部受到最嚴(yán)重的摩擦。
因此，在該被形成為舌桿形狀的碳鋼基材中至少包括部份48的表面上，與前述的實(shí)施例(參考圖1)相同地，依次層疊包覆由濕式電鍍所形成的防蝕層，由干式電鍍所形成的中間層，及由干式電鍍所形成的硬質(zhì)碳膜，對(duì)其他部分則只用由濕式電鍍所形成的防蝕層包覆。
在上述實(shí)施例中所示的導(dǎo)紗針2、織針3、舌桿4等經(jīng)編機(jī)的針織用零件的基材，從容易加工性、硬度及韌性等觀點(diǎn)而使用碳鋼。
茲參照?qǐng)D1，就導(dǎo)紗針2詳細(xì)說(shuō)明形成包覆過(guò)程的實(shí)施例，這對(duì)織針3及舌桿4亦大致上相同。
因?yàn)榭紤]到導(dǎo)紗針2上與經(jīng)線18摩擦的部份，亦即導(dǎo)孔24的內(nèi)周邊緣部24a及其附近的表面部的表面粗糙度對(duì)耐磨耗性有重要影響，所以用滾光筒處理對(duì)碳鋼基材10上至少包括該部分(圖2所示的部份26)的表面進(jìn)行研磨。
例如，使用除碳鋼基材10之外還放進(jìn)了銅球、拋光劑及水的離心滾光筒，通過(guò)選擇最佳的銅球粒徑及離心滾光筒轉(zhuǎn)速等，可在磨光碳鋼基材10的表面的同時(shí)，也可磨光導(dǎo)孔24內(nèi)周部。
測(cè)定此時(shí)基材表面與經(jīng)線所接觸部份的粗糙度Ra(平均值)的結(jié)果，Ra＝0.1μm。
接著，利用濕式電鍍法，以下述條件形成2μm的鉻包覆膜作為防蝕層。(1公升，A安培)鍍鉻電鍍液的組成鉻酸酐200～300g/l硫酸2～3g/l三價(jià)鉻1～5g/l電鍍條件浴溫40～55℃電流密度10～60A/dm2如此在碳鋼基材10的整個(gè)面上形成鉻包覆膜的防蝕層12之后，用干式電鍍法，例如用濺射法(スパッタ-リング)依次形成0.1μm的鈦膜和0.3μm的硅膜作為中間層14，以獲得層疊結(jié)構(gòu)的膜。
此時(shí)，與成為基底部的防蝕層12的鉻包覆膜接觸一側(cè)必需是鈦包覆膜，而與上部的硬質(zhì)碳包覆膜接觸一側(cè)必需是硅包覆膜，但中間層14的膜內(nèi)部不一定是層疊結(jié)構(gòu)，所謂傾斜結(jié)構(gòu)亦可。
然后，最后用干式電鍍法，例入，用高頻等離子化學(xué)蒸敷法(RF-P-CVD法)，以下述條件包覆以硬質(zhì)碳包覆膜16。
硬質(zhì)碳包覆膜形成條件氣體種類甲烷(CH4)氣體成膜壓力 0.1乇高頻電力 300W膜厚 1μm將按上述方法形成包覆膜的導(dǎo)紗針2按所需數(shù)量組成單元的后安裝于經(jīng)編機(jī)，以下述的試驗(yàn)條件測(cè)定其耐久性，并與使用傳統(tǒng)的導(dǎo)紗針的情形進(jìn)行比較。其結(jié)果，使用僅以鉻鍍膜(20μm)包覆碳鋼基材的傳統(tǒng)導(dǎo)紗針時(shí)，約在一個(gè)月以后就發(fā)生摩損痕跡，發(fā)生起毛及斷線，但相對(duì)地，使用本實(shí)施例的導(dǎo)紗針時(shí)，經(jīng)一個(gè)月之后連摩損痕跡都未發(fā)生，確認(rèn)其耐久性遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的導(dǎo)紗針(10～30倍)。
試驗(yàn)條件使用機(jī)器 特里科(tricot)機(jī)使用紗 高強(qiáng)力聚酯絲50d 48f半無(wú)光絲(混有TiO2轉(zhuǎn)速(針織速度) 1000rpm又，同時(shí)確認(rèn)，其效果對(duì)天然纖維是不用說(shuō)的，當(dāng)使用以碳纖維、芳族聚醯胺(aramide)纖維、強(qiáng)化塑膠纖維、玻璃纖維、高強(qiáng)力維尼綸(vinylon)纖維等為材料的針織紗時(shí)亦同樣有效。再者，在織針及舌桿上形成同樣的包覆時(shí)亦確認(rèn)有同樣的效果，證實(shí)本發(fā)明對(duì)針織紗的摩擦有效。
此外，在碳鋼基材上未形成濕式電鍍層作為防蝕層，而直接形成硬質(zhì)碳包覆膜時(shí)，于前洗凈過(guò)程后發(fā)生腐蝕，在形成硬質(zhì)碳包覆膜后若用金屬顯微鏡觀察時(shí)可發(fā)現(xiàn)微小的剝離。將該膜經(jīng)耐久性試驗(yàn)的后再觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)從該剝離點(diǎn)開始有摩耗現(xiàn)象，判斷該構(gòu)造不適合于改善耐久性。
又，在防蝕層上，在未形成干式電鍍的中間層而形成硬質(zhì)碳包覆膜時(shí)，無(wú)法獲得牢固的緊密接合性。
在上述實(shí)施例中例示了離心滾光筒法作為碳鋼基材的磨光方法，但磨光法并非限定于此，但需要避免基材本身發(fā)生彎曲及變形等，以及在磨光導(dǎo)紗針時(shí)，必須可磨光導(dǎo)孔的內(nèi)周，而在織針時(shí)必須可磨光鉤子的內(nèi)周等的、受到針織紗摩擦的部份。
研究經(jīng)滾光筒處理所得的基材的表面粗糙度，與針織紗摩擦?xí)r基材的耐摩損性間的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，表面粗度Ra愈小耐摩損性愈提高，在Ra≤0.2μm時(shí)獲得顯著的改善效果。
又，可在針織用零件的全表面上形成硬質(zhì)碳包覆膜，但與針織紗接觸的部份有限定，是僅在各邊緣部及其附近的表面部而已，所以僅在該部份形成硬質(zhì)碳包覆膜即可。
此時(shí)，從防蝕考慮，在安裝于保持具用的端部以外且未包覆有硬質(zhì)碳膜的部份必需要由濕式電鍍所形成的防蝕層所包覆，通常是在1～10μm的范圍內(nèi)進(jìn)行包覆。將硬質(zhì)碳包覆膜下的防蝕層包覆成為較厚，以便萬(wàn)一硬質(zhì)碳包覆膜有缺陷時(shí)可防止碳鋼基材馬上被摩損。
又，以上例示了鍍鉻膜作為該防蝕層的濕式電鍍層，但并非限定于此，鎳合金包覆膜或與其它材料的復(fù)合電鍍包覆膜等亦可充分使用。
再者，以上例示了鈦與硅的層疊結(jié)構(gòu)作為中間層，但并非限定于此，以鉻取代鈦等，使用由其他材料所成的層疊結(jié)構(gòu)、滲碳層或Ⅳa、Ⅴa屬金屬的碳化物層等亦可。又，使用鉻包覆膜作為濕式電鍍層時(shí)，可省略中間層的下層(鈦層，鉻層等)。
雖以上例示了高頻等離子化學(xué)蒸敷法(RF-P-CVD)作為硬質(zhì)碳包覆膜的形成方法，但并非限定于此，也可使用直流等離子化學(xué)蒸敷法(DC-P-CVD法)等其他形成法。
此外，也可應(yīng)用以氟置換硬質(zhì)碳包覆膜中氫的一部份的膜，或與其他材料的復(fù)合膜等。由于硬質(zhì)碳膜的膜中壓力較大，所以未必是膜厚者有較良好的結(jié)果，通常是限定于10μm以下。在本發(fā)明中，考慮包覆效果及經(jīng)濟(jì)性，3μm以下的膜厚為適當(dāng)。
在上述實(shí)施例中，以經(jīng)編機(jī)的針織用零件，亦即導(dǎo)紗針、織針、舌桿為例進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)其他的針織用零件，如沉降片、隔紗板、佛朗丁等亦可實(shí)施本發(fā)明而獲得同樣效果。
同時(shí)已確認(rèn)，對(duì)經(jīng)編機(jī)以外的橫編機(jī)及圓型針織機(jī)的針織用零件亦同樣有效。
在傳統(tǒng)針織用零件的碳鋼基材表面的鍍鉻包覆膜一般認(rèn)為需要約20μm的膜厚，但在本發(fā)明的針織用零件中，其包覆膜總厚度約為4μm時(shí)亦有充分的耐久性，包覆膜處理溫度亦較低，約在200℃，不會(huì)引起基材的軟化及變形引起的尺寸變化等，因此，可設(shè)計(jì)成與傳統(tǒng)零件同樣的尺寸。而且，因包覆膜薄而可在不損及碳鋼基材的韌性的狀態(tài)下，賦予優(yōu)良的耐摩損性，此為對(duì)針織用零件耐久性的改善值得特別注意的效果。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明，可顯著提高針織機(jī)中導(dǎo)紗針、織針、舌桿、沉降片、隔紗板、佛朗丁等的針織用零件的耐久性，同時(shí)，可應(yīng)用于從天然纖維到高強(qiáng)度合成纖維的廣范圍材料的針織紗，可顯著改善針織機(jī)的作業(yè)效率，降低制品的成本。
本發(fā)明可利用于提高被安裝于經(jīng)編機(jī)、橫編機(jī)及圓型針織機(jī)等各種針織機(jī)，具有在針織時(shí)與針織紗接觸部份的所有針織用零件的耐久性。
權(quán)利要求
1.一種針織機(jī)的針織用零件，即一種被安裝于針織機(jī)、具有針織時(shí)與針織紗接觸部份的針織用零件，其特征為，由形成為零件形狀的碳鋼基材所構(gòu)成，在該碳鋼基材上的至少與所述針織紗接觸部分的表面，依次層疊包覆由濕式電鍍所形成的防蝕層，由干式電鍍所形成的中間層，及由干式電鍍所形成的硬質(zhì)碳膜，在其他部分的表面則僅包覆由所述濕式電鍍所形成的防蝕層。
2.如權(quán)利要求1所述的針織機(jī)的針織用零件，其特征在于，所述碳鋼基材的至少與所述針織紗接觸部分的表面粗糙度Ra被調(diào)整為Ra≤0.2μm。
3.如權(quán)利要求1所述的針織機(jī)的針織用零件，其特征在于，所述中間層由鉻或鈦為下層、以硅或鍺為上層的層疊結(jié)構(gòu)的膜所構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1所述的針織機(jī)的針織用零件，其特征在于，所述防蝕層為鉻或鎳的濕式電鍍層。
5.如權(quán)利要求1所述的針織機(jī)的針織用零件，其特征在于，所述碳鋼基材的至少與所述針織紗接觸部分的表面粗糙度Ra被調(diào)整為Ra≤0.2μm，而所述中間層由以鉻或鈦為下層，以硅或鍺為上層的層疊結(jié)構(gòu)的膜所構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的針織機(jī)的針織用零件，其特征在于，所述碳鋼基材的至少與所述針織紗接觸部分的表面粗糙度Ra被調(diào)整為Ra≤0.2μm，所述防蝕層為鉻或鎳的濕式電鍍層，所述中間層由以鉻或鈦為下層、以硅或鍺為上層的層疊結(jié)構(gòu)的膜所構(gòu)成。
全文摘要
一種針織機(jī)的針織用零件(經(jīng)編機(jī)的導(dǎo)紗針、織針、舌桿等)，在這些零件的碳鋼基材10的至少與針織紗18接觸部分的表面，依次層疊包覆由濕式電鍍形成的防蝕層12，由干式電鍍形成的中間層14，及由干式電鍍形成的硬質(zhì)碳膜16，其他部分表面僅包覆由濕式電鍍形成的防蝕層12。由于硬質(zhì)碳膜借助中間層而牢固地包覆在所述零件的外周，可使包覆膜總厚度變薄，不損害基材的韌性且可得充分的耐磨損性，可顯著地提高耐久性。
文檔編號(hào)C23C14/34GK1103238SQ94190094
公開日1995年5月31日 申請(qǐng)日期1994年2月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月2日
發(fā)明者南谷孝典, 榎本貢 申請(qǐng)人:西鐵城鐘表股份有限公司, 日本邁耶股份有限公司