專利名稱：片梭用金屬材料及熱處理強(qiáng)化工藝的制作方法
專利說明 本發(fā)明屬于金屬材料及熱處理領(lǐng)域。
片梭織機(jī)中的片梭由梭夾及外面地梭殼組成，經(jīng)二個小銷釘鉚接成為一體。片梭的使用壽命主要決定內(nèi)部梭夾，梭夾的主要工作部份是兩個對稱的臂，工作時在織機(jī)右側(cè)打開鉤的作用下，使兩臂開閉夾住偉紗，將片梭投向另一側(cè)時，左側(cè)的打開鉤使兩臂再次打開，吐出緯紗，即片梭在完成一次引緯時，兩臂開合兩次。所以兩臂根部承受最大的彎矩是危險的斷面。如

圖1的A處，為了能夾住緯紗，梭夾的尖端應(yīng)保持1.9-2kg的夾持力，圖1中的C處，因此要求兩臂應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以保持工作1000萬次時夾持力不得小于1.9公斤力。當(dāng)梭夾夾住緯紗在織機(jī)上來回快速移動時，會產(chǎn)生較大摩擦力，緯紗會使夾紗面磨出溝槽，因此要求夾紗面要有足夠硬度，否則會使梭夾夾不住紗面失效。當(dāng)前我國一些單位〔1〕研制的片梭使用壽命為200萬次，使用制梭夾材料為50GrV和45CrNiMoV，其成形工藝為機(jī)加→熱處理840℃淬火，420℃回火→機(jī)加→二次加工→噴丸。用此材料及工藝制做的梭夾存在著使用壽命短，約200萬次，梭夾臂根部強(qiáng)度不夠，梭夾臂的應(yīng)力松馳，低于1.9公斤，至使夾紗面上出現(xiàn)小溝槽面而梭夾報廢。在國際上瑞士使用制梭夾用材料為55Cr4MovNi(德國鋼號45CrMoV67)，梭殼材料為55SiCr(德國鋼號67SiCr5)，這些材料較為昂貴不適合我國的國情。
本發(fā)明的目的為針對上述情況和我國當(dāng)前紡織業(yè)大力發(fā)展中急待解決的問題而研制的，近年來我國從瑞士和其它國家共進(jìn)口了1000多臺片梭織機(jī)，我國已在更新老式紡織械，生產(chǎn)出高質(zhì)量的片梭是一重大的課題。
本發(fā)明的特征為 梭夾用鋼 梭殼用鋼 A，梭夾熱處理工藝參數(shù) 鍛造→細(xì)化晶?！鷻C(jī)加工→調(diào)質(zhì) (850～950℃空冷)(850～900℃淬火+500℃回火) →機(jī)加工→去除應(yīng)力退火→機(jī)加工→除應(yīng)力退火→ (200～400℃爐冷)(200～400℃爐冷) 機(jī)加工→保護(hù)氣氛爐中淬火回火→機(jī)加工→離子氮化 (830～980℃淬火480～450℃回火)(400～580℃ 處理→形變強(qiáng)化→局部尖端處理 4H)(強(qiáng)度為A級)(1000～1200℃空冷) B，梭殼熱處理工藝參數(shù) 機(jī)加工→焊尾→細(xì)化晶?！鷻C(jī)加工→碳氮共滲處理 (830-950℃空冷)(800～950℃6H空冷) (或淬火回火)→淬火回火→表面加工成形 (760～850℃油冷200～300℃空冷) 梭殼處理工藝 梭夾臂截面甚小，卻承受較高的載荷尤其是根部，因此要求使用適宜的金屬材料。在上述使用的鋼材中碳含量是為了保證有足夠的強(qiáng)度和彈性，含鉻是為了增加淬透性，減少淬火變形和內(nèi)應(yīng)力，并增高滲氮層的硬度。鋼中鉬的含量也較多，這可防止回火脆性，增加回火抗力，也可增加滲氮層的硬度。含有釩可細(xì)化晶粒，鎳的作用與鉻相似。
梭殼用鋼中含有硅和錳是為了增加彈性，提高回火抗力，而少量的鉻是為了提高淬透性減少變形，碳量較高是保證足夠的強(qiáng)度、彈性，在承受沖擊力時又不致于過脆，但因梭殼在滑槽中來回快速滑動，又要保證有足夠的耐磨性，因此碳量多少是至關(guān)重要的。
梭夾是片梭的關(guān)鍵部件，為了得到高彈性和高強(qiáng)度，并且保持高壽命(1×107次)的同時，夾紗面的夾持力不得低于1.9公斤，因此在熱處理工藝中采用保護(hù)氣氛熱處理使表面不得因熱處理的淬火和回火而損傷，隨后的離子氮化可以使工件表面形成合適的壓應(yīng)力，得到高的疲勞壽命，氮化層深在0.05～0.25mm之間為宜。表面硬度在HV950～1200。在加工中間有幾次去除應(yīng)力退火是避免加工中出現(xiàn)變形，形變強(qiáng)化和局部強(qiáng)化增加整體強(qiáng)度和尖端的耐磨性，熱處理的核心除保證梭夾有足夠的強(qiáng)度和彈性外，更重要的是在熱處理后要保持有足夠的夾持力，范圍在1.9-2.1公斤。梭殼用兩種金屬材料，因此熱處理方法是不同的。若用第一種鋼時，只要淬火回火就可以了，若用第二種鋼就需要進(jìn)行表面滲碳，增高碳量以提高耐磨性能。
我國引進(jìn)1150臺片梭織機(jī)，因織布(塑)料幅寬不同，每臺機(jī)器配帶11～20把片梭，以平均每臺配15把計算，每把130美元，則 每年節(jié)約1150×15×130＝2242500美元 若以后每年國產(chǎn)片梭織機(jī)生產(chǎn)200臺，每臺配帶12把片梭，則200×12×130＝312000美元。把兩部分相加則每年可為國家節(jié)約外匯260萬美元。
實(shí)施例 A，梭夾 取來鍛造好的梭夾毛坯料→加熱到880℃空冷，以細(xì)化晶粒→調(diào)質(zhì)處理870±10℃油冷580±10℃回火→機(jī)加→300℃去應(yīng)力退火，爐冷→機(jī)加→去應(yīng)力退火→機(jī)加→900±10℃在保護(hù)氣氛中加熱油冷，550℃回火→機(jī)加→520±10℃離子氮化3小時，到250℃以下時出爐→用噴丸法進(jìn)行表面形變強(qiáng)化，噴丸強(qiáng)度為A級→1000～1200℃空冷尖端局部處理。
經(jīng)上述處理的梭夾，可以達(dá)到1×107次疲勞壽命，且夾紗力在1.9～2.1kgf的范圍。
B，梭殼(用表第二種鋼) 機(jī)加→焊尾→900±10℃細(xì)化晶?！鷻C(jī)加→890±10℃碳氮共滲5～6小時→在保護(hù)氣氛中加熱到820±10℃淬火油冷220±10℃回火空冷→表面加工裝配成型。
經(jīng)上述熱處理的梭殼，表面耐磨性能好，心部韌性好。
經(jīng)過幾年的研究，現(xiàn)把疲勞試驗(yàn)的數(shù)據(jù)列表如下 表3 梭夾的疲勞壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)
主要參考文獻(xiàn)
〔1〕上海紡織工學(xué)院金工教研室表面強(qiáng)化科研組《片梭織機(jī)“梭夾”的應(yīng)力分析》上海紡織工學(xué)院學(xué)報1980.第一期P63。
權(quán)利要求
1、片梭織機(jī)中組成片梭的梭夾及梭殼所用材料及熱處理工藝，本發(fā)明的特征為
梭夾材料組成為
C0.3-0.72%
Si0.2-0.8%
Mn0.4-1.0%
Cr0.9-3.0%
V0.1-0.9%
Mo0.4-1.5%
Ni0.1-0.3%
S·P≤0.03%
梭殼材料組成為
C0.5-0.75%
Si1.0-2.0%
Mn0.5-1.0%^
Cr0.9-1.5%
Ni0.3-1.0%
Mo0.1-0.2%
V0.1-0.2%
S·P≤0.03%
梭夾熱理工藝參數(shù)為
鍛造→細(xì)化晶料→機(jī)加工→調(diào)質(zhì)
(850～950℃空冷)(850～900℃淬火+500回火)
→機(jī)加工→去除應(yīng)力退火→機(jī)加工→除應(yīng)力退火
(200～400℃爐冷)(200～400℃爐冷)
→機(jī)加工→保護(hù)氣氛爐中淬火回火→機(jī)加工
(830～980℃淬火480～450℃回火)
→機(jī)加工→離子氮化處理→形變強(qiáng)度→局部尖端處理
(400～580～4H)(強(qiáng)度為A級)(1000～1200℃空冷)
棱殼熱處理工藝參數(shù)為
機(jī)加工→焊尾→細(xì)化晶粒→機(jī)加工→
(830～950℃空冷)
碳氮共淬火理(或淬火回火)→淬火回火
(800～950℃6H空冷)(760～850℃油冷200～300℃空冷)
→表面加工成型。
全文摘要
片梭織機(jī)中梭夾及梭殼所用材料及熱處理強(qiáng)化工藝，生產(chǎn)出的梭夾使用壽命可高達(dá)1000萬次以上，梭夾的尖端的夾持力可達(dá)1.9公斤以上，使用的原材料及工藝適合于我國的國情，使用和生產(chǎn)蘇臺譯片梭織機(jī)的工廠單位都可以應(yīng)用。
文檔編號D03J5/00GK1041008SQ8810649
公開日1990年4月4日 申請日期1988年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1988年9月3日
發(fā)明者張瑞平, 姚忠凱 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)