棉紡行業(yè)的鋼領、鋼絲圈的質(zhì)量和使用壽命對成紗的質(zhì)量和棉紡企業(yè)生產(chǎn)效率的影響是眾所周知的。為了提高鋼領、鋼絲圈的性能,國內(nèi)外生產(chǎn)廠商無不從材料的選擇、形狀的設計、制造設備、工藝升級、熱處理及表面處理技術(shù)的改進等方面入手,力求使鋼領、鋼絲圈達到最理想的工作狀態(tài)和更長的使用壽命。
鋼領、鋼絲圈的主要失效形式是摩擦磨損,而機件的磨損主要從表面開始,因此,當結(jié)構(gòu)形式、材料等確定后,零件的表面性能對其工作狀態(tài)及使用壽命的影響就顯得尤為重要。就在剛結(jié)束不久的中國紡機器材協(xié)會鋼絲圈組的一次會議上,就呼吁提升國產(chǎn)鋼絲圈技術(shù)水平的措施其中之一就是要實現(xiàn)鋼絲圈表面處理技術(shù)的突破。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對零部件的表面性能提出了更高的要求,世界各國對表面工程領域的研究一直非常活躍,越來越多新的表面處理技術(shù)被應用到現(xiàn)代生產(chǎn)中去,其中包括航天航空以及國防領域的一些高端技術(shù)也逐步被運用到民用產(chǎn)品中去,加快了工業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)進步。
然而,任何一項技術(shù)都不是萬能的,表面工程技術(shù)也一樣,必須選擇適用于零件及其使用工況的表面處理技術(shù)才能取得好的效果。對于紡織鋼領、鋼絲圈而言,由于零件具有復雜的形狀,在沒有潤滑劑的狀態(tài)下高速運行,高速運行要求零件要有非常高的精度,劇烈的摩擦會產(chǎn)生較高的溫度,工作環(huán)境濕度大又比較容易導致表面氧化生銹,從而影響鋼絲圈運行的穩(wěn)定性,因此表面處理工藝就需要有非常好的針對性。
有可能合適鋼領鋼絲圈的現(xiàn)代表面工程主要有以下三種,這些技術(shù)使材料表面獲得材料本身沒有而又希望具有的性能。
1、表面改性技術(shù)
普通紡織鋼領、鋼絲圈的滲碳、滲氮處理是屬于表面改性技術(shù)的范疇,相對于只進行淬火-回火熱處理工藝來講,零件的表面性能已經(jīng)有了很大的改善,但是這還不能滿足高速耐磨優(yōu)質(zhì)的要求。表面滲硫、滲硼等表面改性處理也有同樣的現(xiàn)象,如果能從改善材質(zhì)、提高加工精度以及滲金屬以及非金屬元素等多種手段同時運用,也可以有效提高鋼領鋼絲圈的耐磨性能以及使用壽命,如韓國以及日本的某些品牌就是這種手段提高產(chǎn)品質(zhì)量;
2、薄膜技術(shù)
薄膜技術(shù)由于加工設備以及工藝復雜,造價昂貴又無法批量生產(chǎn),而不適合于鋼領、鋼絲圈的表面處理,因此市場還沒出現(xiàn)用薄膜技術(shù)處理鋼領鋼絲圈;
3、涂鍍技術(shù)
近年來出現(xiàn)了涂鍍技術(shù)在鋼領、鋼絲圈的應用,電鍍硬鉻具有較高的硬度和較低的摩擦系數(shù),但是由于均鍍能力較差、耐磨性能差而難以應用。從工藝及涂層性能上分析,優(yōu)質(zhì)的化學鎳涂層技術(shù)是比較適合于鋼領、鋼絲圈表面處理的,我們常見的鍍氟鋼領、鋼絲圈正是基于這種技術(shù)。
化學鎳涂層具有以下特點:
1)層的厚度及組織結(jié)構(gòu)具有極好的均勻性,涂層任何一點的厚度誤差在5%以內(nèi),不影響零件的形狀尺寸,方便后處理工序;
2)涂層與機體的結(jié)合力好,涂層不會產(chǎn)生脫落;
3)經(jīng)過一定的時效處理工藝,涂層的硬度較高,具有一定的自潤滑性,耐磨性能良好;
4)涂層具有強大的銹蝕惰性,即使是在非常潮濕的環(huán)境,也不會被銹蝕;
5)工藝穩(wěn)定、環(huán)保。
當化學鎳涂層滲入不同的非金屬微粒時,會在涂層組織中彌散形成復合涂層,可以極大地提高涂層的性能,并根據(jù)選擇不同材料的微粒,形成自潤滑減摩涂層、耐磨涂層、電性能、磁性能涂層等,當加入納米材料時,便能形成具有特定功能的納米涂層。現(xiàn)在市場上出現(xiàn)的鍍氟鋼領、鋼絲圈,就是化學鎳和聚四氟乙烯(俗稱塑料王)復合涂層,這是一種減摩自潤滑涂層,該涂層有極低的摩擦系數(shù),減摩性能極好,真正起潤滑減摩作用的是聚四氟乙烯微粒。這種復合涂層適宜在250℃以下的溫度工作,溫度超過250℃時聚四氟乙烯微粒就會軟化,極大地降低涂層的性能。由于添加的是聚四氟乙烯軟質(zhì)微粒,涂層的硬度很低,有硬物或鋒利物體劃過時,極易破壞涂層。這種技術(shù)在我國以及其它國家都非常成熟,不過到目前為止,這種表面鍍氟鋼領鋼絲圈除了我國有部分廠家生產(chǎn)以外,還沒有哪個國家推廣這種產(chǎn)品。
鋼領、鋼絲圈的表面涂層處理還有一種化學鎳添加碳化硼微粒的涂層。碳化硼也是一種綜合性能非常好的陶瓷材料,它的硬度很高,莫氏硬度達9.3(金剛石的莫氏硬度是10)。碳化硼具有極好的高溫穩(wěn)定性和自潤滑性,與化學鎳合成硬質(zhì)復合涂層,涂層的硬度可達HV1000-1100,并且可以長期在500℃以內(nèi)的溫度工作而硬度不變,具有非常好的耐磨性能,德國雷納福斯特公司已經(jīng)成功地將這種涂層應用于紡織鋼領、鋼絲圈,并且通過與著名的紡紗廠合作實驗,證明了在紡織鋼領、鋼絲圈上,碳化硼和化學鎳涂層是最合適的。這種具有陶瓷微粒彌散結(jié)構(gòu)的復合涂層,不但能使紡織鋼領、鋼絲圈的使用壽命有極大的提高,還可有效改善紡紗質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率。
目前,國內(nèi)也能夠做碳化硼和化學鎳涂層處理,可以預見的是,隨著高品質(zhì)表面涂層的推廣應用,必然對我國紡織器材的技術(shù)進步起到積極的作用。










