JPS604901B2 - 紡績用リング - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は表面層に空隙を持つ多孔質化合物層を形成した
紡績用リングに関する。

滑り対偶をなすりング精縁機やりング撚糸機用リングに
おいて、トラベラはリングに滑り接触をしつつ例えば１
５０００回転／分もの高速で回転して糸を案内し、撚を
与えるので、これら両者間の摩擦をできるだけ小さくし
て円滑なトラベラ回転を行わせることが、糸切れを防ぐ
ために極めて重要なことである。

しかして、従来のリングではその製法にあたり肌競鋼に
窒化処理または浸炭焼入れ処理を施したもが公知である
が、焼入れ硬度が低かったり、浸炭深度が浅かったり、
製造工程が複雑で高原価であったり、寿命が短いなどの
欠点があり、満足すべきものではなかった。

本発明は上記の欠点を解決し、しかも、含油可能な高潤
滑性能の紡績用リングを提供することを目的とする。

従って、本発明は、表面層としてＦｅ−Ｎ系化合物層を
、これに続く中間層としてＦｅ−Ｃ−Ｎ系のマルテンサ
ィト層を形成させると共に、表面付近の層中に多数の微
細空隙を有する多孔質化合物層を形成したことを要旨と
する紡績用リングである。

以下本発明の一実施例を図面（写真）にもとづいて説明
する。

リング素材はＣＯ．１５重量％の肌暁鋼（ＳＩ＆Ｋ）か
らなる公知の鋼材であって、これに後記のガス軟窒化処
理とガス浸炭焼入れ処理とを連続的に施す。

これによって第１図（顕微鏡写真−３％硝酸アルコール
腐蝕４０の音）に示す如く、表面層１はＦｅ−Ｎ系化合
物（Ｆｅ３Ｎ，Ｆｅ４Ｎ等）層及びＦｅ−Ｃ系化合物（
Ｆｅ３Ｃ等）層で厚みは０．０３側あり、該層１は硬さ
が高く級性に富み耐摩耗性を有すると共に耐かじり性の
向上に著しい効果を示す。中間層２はＦｅ−Ｃ−Ｎ系マ
ルテンサィトを含んだ残留オーステナィト層で、その厚
みは０．２〜０．２５柳あり、該層は窒素を含む為疲労
強度の倍増をもたらし、且つ、耐蝕性があってエッチン
グされ難く白色を呈し、最下層３は窒素を殆んど含まな
いマルテンサイト層からなる。しかして、前記表面層１
には、第２図（腐蝕なし４０の音顕微鏡拡大組織写真）
に示す如く、表面に多くの空隙が形成された多孔費を呈
している。

このことは、該リングに潤滑油を含浸させることができ
、これによって対トラベラーとの摩擦抵抗を減じ耐摩耗
性が増大する。ここで、前記処理は次に示す新規な方法
によってなされる。

即ち、被処理材として前記ＳＩやＫ素材をガス軟窒化炉
に封入し、ＮＨ３ガス５０％と一酸化炭素を主成分とす
る吸熱型変成炉ガス（空気１０に対しブタン１の割合よ
り成り、以下ＲＸという）５０％からなるふん囲気中で
第３図示の如く約６び分間５７０ｏ ±２０００の範囲
内に加熱することによって欧窒化処理Ａを行う。この際
、素材表面では次のような反応が起り、窒素と同時に炭
素が表面から侵入する。なお、前記混合割合は容積比で
表している。ＮＨ３ガス ２ＮＨ３二＄Ｌ＋２〔Ｎ〕 ＲＸガス ２ＣＯ；Ｃ０２十〔Ｃ〕 次に、前記炉内に素材を封入したままで、前記温度から
徐々に昇温せしめる途中で（Ｃ工程）、前記処理用ガス
を徐々に抜きとり、それと同時にＲＸガスを主成分（約
９９％）とし、それにＣ４日，。

ガス約１％を含む浸炭ガスを徐々に供給する。そして、
前記５７０ｏｏからの昇温開始から９０分でほぼ窒化ガ
スが零となって、浸炭ガスのみとなった状態で約８２０
００まで昇温せしめ、そのふん囲気中で約９雌ご間浸炭
処理Ｂを行い、その後急冷し焼入れする。軟窒化処理Ａ
から浸炭処理Ｂへ切換Ｃ中に於ても窒化及び浸炭反応が
行なわれるので処理効率が高く、熱損がない。実際に「
ガス軟窒化及びガス浸炭処理で得られる化合物層には欠
陥が少〈、安定した化合物層と窒化拡散層および浸炭暁
入層が重復して形成された表面が得られるのである。

なお、各層に含まれるＦｅ，Ｎ，Ｃの成分濃度の状態は
次の如くである。

第７図は処理断面を×線マイクロアナライザーにより線
分析した結果を示す。最表面にはＸ線回折試験結果と同
様に窒素量が多く、それより内部は炭素が増加し浸炭焼
入れ層になっていることがわかる。このように複合熱処
理では表面に窒素化合物層と浸炭焼入れ層の２層が生成
され、従来の熱処理法では得られなかった表面状態とな
る。また、表面付近に多数の微細空隙が形成されること
の理由ははっきりしないが、第２図に示す顕微鏡写真で
明確に認識できる。

そして、この空隙を有する窒化物層の摩擦係数が低く、
しかも初期摩耗で滑らかになりトラベラとなじみ易いた
め、慣らし運転を必要とせず、いきなり正規の運転が可
能となった。さらに、化合物層下部の窒素を含む非常に
硬い浸炭焼入れ層が耐摩耗性を向上させ、寿命が１．２
〜１．劫節こも延び、精紙工程の品質と操業効率の向上
に寄与している。上記の処理を施した鋼材の断面硬さ分
布を第４図の曲線Ｊ（従来リングは曲線Ｋ）に示すが、
上層０．２側までは極めて硬度が高くリングとして実用
上の有効硬化硬さＨｖ５１３を満足する厚みは０．３肋
に及んでいる。

また、第５図は、本発明による処理方法を施したりング
とトラベラとの摩擦抵抗指数曲線ｈと、従来のリングに
おける摩擦抵抗指数曲線ｉに関するリングレール昇降回
数の経過による比較線図である。これによると、本発明
の処理を施したりングは表面層中の空隙に含油せしめる
ことにより従釆のりングより遥かに潤滑性がよいことが
証明される。なお、試験条件は次の如くである。リング
３．２フランジ×４７０紡績糸
綿４０′Ｓ撚数／ｐ寸
２５．４スピンドル回転数
１４０００Ｒ／Ｍ使用トラベラ
ＯＳ５１０リフト ７０寸
また、本発明のリングを使った精紡機の各種使用条件別
の試験結果として次の如き成績を得た。

但し、リフトは何れも７吋であった。第６図の夕および
肌は各々本発明および従来リングの糸切れ指数の試験曲
線を示す。

本発明リングは表面潤滑層の効果で、摩擦係数の値が低
く、しかも均一であり、リングトラベラ間の安定した走
行状態が保たれる。このため第６図に示すように起動時
より満管停止に至るまで各分玉における糸切れ数は減少
し、糸切れ総数で約３０％減少した。特に起動時の糸切
れ減が大きいため、運転初期にはならし運転を必要とせ
ず、いきなり正規の運転が可能となった。なお、第６図
示の試験において、リング径４４０、線４０Ｓ、回転数
１４００仇ｐｍ、トラベラＣＳ６／０であった。

ここで、前記第４図，第５図，第６図および表における
従来リングは低炭素肌暁鋼（ＳＩ的Ｋ）を浸炭競入れし
たものである。浸炭処理用のガスはＲＸガスの他にＣ４
日，。

約１％、ＮＨ３約１〜５％含んだものであってもよい。
又本発明は肌暁用（ＣＯ．１〜０．２％）に用いられる
炭素鋼および合金鋼にすべて適用できるものである。本
発明は以上の如く表面層がＦｅ−Ｎ系化合物を含むので
耐摩耗性に富み、中間層はＦｅ−Ｃ−Ｎ系マルテンサィ
トを含んでいるので耐蝕性にすぐれ、しかも表面付近は
多くの空隙が形成された多孔質なので、潤滑油を含油せ
しめることが可能でなり摩擦抵抗を大幅に減少すること
となりリング及びトラベラーの消耗度を減じ寿命延長を
図ると共に糸切れ発生を大幅に減少し品質を著しく向上
せしめる等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す紡績用リングの腐蝕表
面部の顕微鏡写真、第２図は非腐蝕表面層の顕微鏡写真
、第３図は本発明の製造工程図、第４図は断面硬度分布
曲線、第５図は摩擦抵抗指数曲線図「第６図は糸切れ指
数曲線図である。 第７図はリング断面の元素濃度分布グラフである。１・
・・表面層、２・・・中間層、３・・・最下層。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トラベラー摺動面を構成する表面層にはＦｅ−Ｎお
   よびＦｅ−Ｃ系化合物層を、これに続く中間層にはＦｅ
   −Ｃ−Ｎ系マルテンサイト層を形成させると共に、表面
   付近に多数の微細空隙を形成した紡績用リング。