Ghj(高耐磨黑金鋼)紡紗鋼領(lǐng)加工工藝及表面處理溶液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紡織器材用GHJ(高耐磨黑金鋼)紡紗鋼領(lǐng)加工工藝，本發(fā)明還涉及高耐磨紡紗鋼領(lǐng)加工工藝的表面處理溶液。
【背景技術(shù)】
[0002]鋼領(lǐng)是紡紗過程中的重要部件之一，外形呈圓環(huán)狀，它與鋼絲圈形成了一對(duì)摩擦副，在紡紗機(jī)上處于固定狀態(tài)，與紗錠、鋼絲圈相互配合完成紡紗任務(wù)。紗錠在鋼領(lǐng)內(nèi)圓中心旋轉(zhuǎn)、通過紗線帶動(dòng)安裝在鋼領(lǐng)跑道上的鋼絲圈，以每秒30—40米/秒的速度沿鋼領(lǐng)內(nèi)圓跑道高速滑動(dòng)。產(chǎn)生的離心力很大、且處于無潤(rùn)滑的干摩擦狀態(tài)，接觸面瞬時(shí)溫度較高，鋼領(lǐng)易磨損。
[0003]目前行業(yè)內(nèi)，鋼領(lǐng)普遍采用的是用低碳鋼或低碳合金鋼，在機(jī)加工成形后，經(jīng)碳氮共滲淬火工藝，使用壽命在8-12月，或者用高碳低鉻GCrl5軸承鋼加工成形后淬火，其使用壽命為3年左右。
[0004]目前鋼領(lǐng)的表面處理多采用電鍍硬鉻以增加其使用壽命。但是鍍層均勻性較差，表面摩擦系數(shù)較大，不能從根本上提高其使用壽命，而且電鍍工藝對(duì)環(huán)境污染較大。
[0005]最后，現(xiàn)有的鋼領(lǐng)生廣為以板材為原料，其加工工藝為:車床下料沖壓車底平面--鍵內(nèi)孔--粗車外圓--精車外圓--精車內(nèi)外跑道及頂平面--熱處理——拋光。車床下料500只/班。精車內(nèi)外圓跑道圓度跳動(dòng)在0.04mm以上，熱處理后圓度變形超出0.07mm，且報(bào)廢率在5%左右，拋光后的表面光澤度差，使用部位的粗糙度為Ral.6，頂面與底面平行度為0.07mm。
[0006]該工藝生產(chǎn)效率低，加工幾何尺寸精度低，表面質(zhì)量差，熱處理變形量大，表面粗糙，使用壽命一般2年左右，紡紗質(zhì)量差。
[0007]隨著對(duì)鋼領(lǐng)的使用壽命的要求不斷提高，迫使我們開發(fā)出具有更高使用壽命的鋼領(lǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)現(xiàn)有的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種使用壽命更長(zhǎng)的GHJ(高耐磨黑金鋼)紡紗鋼領(lǐng)加工工藝。本發(fā)明的另一目的在于提供高耐磨紡紗鋼領(lǐng)表面處理溶液。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種GHJ(高耐磨黑金鋼)紡紗鋼領(lǐng)加工工藝，其特征在于:包括熱處理、拋光和表面處理的工藝，
[0010]所述熱處理的工藝包括碳氮共滲的工藝、擴(kuò)散的工藝、淬火的工藝、深冷處理的工藝以及回火的工藝；
[0011]所述表面處理的工藝為:將拋光后的鋼領(lǐng)放入表面處理溶液中，在溫度為80?140°C下浸泡10?30min，所述表面處理的溶液中含有堿600?700g/L，氧化性鹽50?70g/L，添加劑50?70g/L，所述添加劑為磷酸鹽。
[0012]在上述方案中:所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種;所述氧化性鹽為硝酸鈉或硝酸鉀中的至少一種。
[0013]在上述方案中:熱處理按照如下步驟完成:
[0014](I )、碳氮共滲的工藝:將加工成型的高碳合金鋼鋼領(lǐng)放入氣體滲碳爐內(nèi)，加熱至760 °C?860 0C進(jìn)行碳氮共滲，碳勢(shì)I %?3 %，丙烷流量7L/min?10L/min，甲醇流量35?45mL/min，滲碳時(shí)間3h?8h，在滲碳的同時(shí)滲氮，氨氣的流量為2L/min?3L/min ；
[0015](2)、擴(kuò)散的工藝:保持溫度在7600C?860°C，碳勢(shì)0.7%?2.5%，進(jìn)行碳氮擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間15min?50min;
[0016](3)淬火的工藝:降溫至740?830°C，淬火5?20min后除油；
[0017](4)、深冷處理:將除油后的鋼領(lǐng)在-60°C?_10°C下深冷處理50-80min;
[0018](5)、回火的工藝:在160 °C?180 °C下回火100?150min，清洗后得到產(chǎn)品。
[0019]在上述方案中:共滲層厚度2 0.16mm。
[0020]在上述方案中:高碳合金鋼的合金元素為Cr、V、T1、W、Mo中的至少一種。
[0021 ] 在上述方案中:高碳合金鋼為:GCr6或GCr9或GCrl5。
[0022]經(jīng)過本發(fā)明處理后，在成型鋼領(lǐng)表面形成由表及里逐漸降低的高碳、高氮含量的碳氮共滲層，從而起到提高鋼領(lǐng)使用壽命的效果。熱處理后的鋼領(lǐng)表層的含碳量為1.5%?2%，氮含量為0.3%?0.4%。
[0023]其金相特征為在碳氮共滲層中均勻分布密集的細(xì)點(diǎn)狀、小塊狀的鐵的碳化物、鐵的氮化物以及合金碳氮化物+隱晶馬氏體+細(xì)針狀馬氏體+殘余奧氏體，剖面金相圖見圖2(GCrl5)。金相結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的高碳合金鋼的熱處理工藝完全不一樣。
[0024]如圖2所示，在碳氮共滲層的表層分布密集的碳氮化合物，俗稱脆性相，C、N含量高，這種結(jié)構(gòu)，在載荷較重時(shí)易出現(xiàn)脫層和剝落的現(xiàn)象，屬于不合格產(chǎn)品。但是由于本發(fā)明的鋼領(lǐng)僅配合鋼絲圈使用，載荷輕，使用本發(fā)明的工藝處理后得到的鋼領(lǐng)其使用壽命反而大大提尚O
[0025]經(jīng)過本發(fā)明的表面處理溶液處理后，在成型鋼領(lǐng)的表面形成一層具有潤(rùn)滑功能的氧化層，有效防止了鋼領(lǐng)的氧化，具有自潤(rùn)滑特性，與鋼絲圈的摩擦小，上車幾乎無走熟期。
[0026]在上述方案中:以高碳合金鋼管為原料，經(jīng)過下料-沖壓翻邊-車床加工內(nèi)圓及底外徑-車床加工外圓、頂平面及內(nèi)外跑道-熱處理-研磨機(jī)加工底平面及頂平面-磨床加工外跑道-磨床加工內(nèi)跑道-兩次拋光-表面處理得到產(chǎn)品。
[0027]在上述方案中:以圓柱形高碳合金鋼為原料，經(jīng)過下料-沖孔-沖壓翻邊-車床加工內(nèi)圓及底外徑-車床加工外圓、頂平面及內(nèi)外跑道-熱處理-研磨機(jī)加工底平面及頂平面-磨床加工外跑道-磨床加工內(nèi)跑道-兩次拋光-表面處理得到產(chǎn)品。擯棄傳統(tǒng)工藝，本發(fā)明以鋼管或圓柱形鋼材(實(shí)心)為原料，采用管料下料機(jī)，研磨后頂面平面度< 0.01mm，頂面與底面平行度< 0.01mm，內(nèi)外圓跑道圓度< 0.01mm，高度誤差H±0.01mm，內(nèi)外跑道磨削后表面粗糙度< 0.4mm，熱處理變形量小于I %，基體經(jīng)熱處理工藝，其硬度達(dá)到83_85HRa，經(jīng)兩次拋光后，表面粗糙度< Ra0.03mm。
[0028]本發(fā)明的另一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種高耐磨紡紗鋼領(lǐng)表面處理溶液，其特征在于:含有堿600?700g/L，氧化性鹽50?70g/L，添加劑50?70g/L，所述添加劑為磷酸鹽。該表面處理溶液使得鋼梁表面形成具有潤(rùn)滑功能的氧化層，降低與鋼絲圈的摩擦，上車幾乎無走熟期。
[0029]在上述方案中:所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀中的至少一種;所述氧化性鹽為硝酸鈉或硝酸鉀中的至少一種。
[0030]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過對(duì)高碳合金鋼制成的鋼領(lǐng)在熱處理時(shí)采用碳氮共滲工藝，形成具有特殊的金相結(jié)構(gòu)的鋼領(lǐng)，使得鋼領(lǐng)的使用壽命大大提高，延長(zhǎng)了鋼領(lǐng)的使用壽命，減少了更換鋼領(lǐng)所產(chǎn)生的人工和物耗成本，滿足“高紗支，高速、高密”的紡紗需求，提高紡紗速度，提高產(chǎn)品適紡性。同時(shí)我們采用專門配制的表面處理溶液，對(duì)鋼領(lǐng)進(jìn)行表面處理，在其表面形成具有潤(rùn)滑功能的氧化層，降低與鋼絲圈的摩擦，防止鋼領(lǐng)被氧化，上車幾乎無走熟期。最后，我們采用鋼管或圓柱形鋼材(實(shí)心)為原料生產(chǎn)效率提高，加工幾何尺寸精度高，熱處理變形量小。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為傳統(tǒng)熱處理工藝得到的鋼領(lǐng)的金相圖。
[0032]圖2為實(shí)施例1的鋼領(lǐng)的金相圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述:
[0034]文中GHJ代表高耐磨黑金鋼的意思。
[0035]實(shí)施例1
[0036]一種GHJ(高耐磨黑金鋼)紡紗鋼領(lǐng)加工工藝:
[0037]以高碳合金鋼管為原料，經(jīng)過自動(dòng)管料下料機(jī)下料-沖壓翻邊-高精度數(shù)控車床加工內(nèi)圓及底外徑-高精度數(shù)控車床加工外圓、頂平面及內(nèi)外跑道-熱處理-高精密研磨機(jī)加工底平面及頂平面-高精密磨床加工外跑道-高精密磨床加工內(nèi)跑道-兩次拋光-表面處理得到產(chǎn)品。
[0038]熱處理工藝包括以下步驟:
[0039]1、碳氮共滲的工藝為:將高碳合金鋼GCrl5鋼領(lǐng)放入氣體滲碳爐內(nèi)，加熱至860°C進(jìn)行碳氮共滲，碳勢(shì)1.2 %，丙燒流量7?10L/min，甲醇流量35mL/min，滲碳時(shí)間6h，在滲碳的同時(shí)滲氮，氨氣的流量為2L/min?3L/min。
[0040]2、擴(kuò)散:保持溫度在860 °C，碳勢(shì)1.1 %，進(jìn)行碳氮擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間15min?50min。[0041 ] 3、降溫至830°C，淬火5?20min后除油。
[0042 ] 4、深冷處理:將除油后的鋼領(lǐng)在-60 °C下深冷處理50-80min。
[0043]5、在 160-180°C 下回火 100 ?150min 后清洗。
[0044]要求:共滲層厚度2 0.16mm。
[0045]洛氏硬度2 82HRA
[0046]金相組織:表層密集的碳氮化合物，次表層細(xì)點(diǎn)狀碳氮化合物+塊狀碳氮化合物+隱晶馬氏體+細(xì)針狀馬氏體，馬氏體2?3級(jí)。
[0047]要求研磨后頂面平面度< 0.01mm，頂面與底面平行度< 0.01mm，內(nèi)外圓跑道圓度
<0.01mm，高度誤差H±0.01mm，內(nèi)外跑道磨削后表面粗糙度< 0.4mm，熱處理變形量小于I %，基體經(jīng)特殊的化學(xué)滲透熱處理工藝，其硬度達(dá)到83-85HRa，經(jīng)兩次拋光后，表面粗糙度
<Ra0.03mmο
[0048]表面處理的工藝為:
[0049