紡紗輥的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及紡紗輥技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紡紗輥的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣摩擦紡紗機(jī)紡紗是利用機(jī)械和空氣動(dòng)力學(xué)的紡紗原理，把單纖維或棉條喂 入后被開松的纖維吸附凝聚在運(yùn)動(dòng)著的篩網(wǎng)表面，靠回轉(zhuǎn)體表面與凝聚其上的纖維束之 間進(jìn)行摩擦加捻而成紗。
[0003] 摩擦紡紗已成為速度較高、適紡纖維又廣的紡紗方法之一，其中，作為空氣摩擦紡 紗機(jī)最核心部件之一的紡紗輥，在紡紗產(chǎn)品的快速更新的驅(qū)動(dòng)下，也有了長足的發(fā)展。紡紗 輥為一圓形薄壁類金屬零件，是空氣摩擦紡紗機(jī)上用于紡紗的關(guān)鍵零件，由于空氣摩擦紡 紗機(jī)在工作時(shí)，紡紗輥轉(zhuǎn)速可高達(dá)2000-4500rpm，所以對零件的尺寸精度及動(dòng)平衡有著嚴(yán) 格的要求；紡紗輥在運(yùn)行時(shí)，是通過摩擦來紡紗的，所以零件表面要耐磨；由于轉(zhuǎn)速很高， 零件材質(zhì)也要保持一定的韌性。工作時(shí)有尺寸精度的要求，動(dòng)平衡的要求，加工存在難度， 尤其是加工紡紗輥上的數(shù)以萬計(jì)的小孔。
[0004] 在傳統(tǒng)加工紡紗輥表面小孔的方法中，大多使用機(jī)械鉆孔、沖孔等方法。但是采用 傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔、沖孔等方法制造紡紗輥，會(huì)存在制造時(shí)間長和效率低下的問題。同時(shí)，采用 傳統(tǒng)機(jī)械鉆孔、沖孔等方法制造出來的紡紗輥在生產(chǎn)較硬的材料時(shí)，如玻璃纖維，會(huì)由于紡 紗輥外表面硬度低，進(jìn)而導(dǎo)致紡紗輥使用壽命較短。如何進(jìn)一步提升紡紗輥的表面硬度，并 進(jìn)行有效地打孔，提高制作的精度，對于提升紡紗輥的質(zhì)量具有重要的意義，成為亟需解決 的技術(shù)問題。
[0005] 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索，申請人發(fā)現(xiàn)，申請人發(fā)現(xiàn)中國發(fā)明專利201210445619. 4(公 開日2014年5月21)披露了一種不銹鋼表面電鍍鉻的方法，包括除油，浸蝕，電鍍鉻，所述 的浸蝕為采用不同濃度的浸蝕進(jìn)行多次浸蝕，后一次浸蝕所采用的浸蝕液濃度低于前一 次。由于采用不同濃度的浸蝕液進(jìn)行分步浸蝕，在高濃度的浸蝕液中活化的時(shí)間短減輕了 腐蝕，同時(shí)提高了初次活化的活化液濃度，加快了活化進(jìn)程實(shí)現(xiàn)有效活化。但這種電鍍鉻 方法工藝繁瑣，且含有六價(jià)鉻離子，不夠環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在下文中給出關(guān)于本發(fā)明的簡要概述，以便提供關(guān)于本發(fā)明的某些方面的基本理 解。應(yīng)當(dāng)理解，這個(gè)概述并不是關(guān)于本發(fā)明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發(fā)明的關(guān) 鍵或重要部分，也不是意圖限定本發(fā)明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念， 以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種紡紗輥的加工方法，用于制備生產(chǎn)玻璃纖維用的紡紗 輥。
[0008] 本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明涉及一種紡紗輥的加工方法，所述 方法由如下步驟組成：
[0009] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，所述組合物的組分具體為：每1L電鍍鉻溶液組 合物中含有如下組分：硫酸鉻6-18g，磷酸鉀20-45g，溴化銨2-9g，次亞磷酸鈉6-25g，硫酸 亞錫1-1. 5g，硼酸8-30g，檸檬酸2-8g，丙三醇2-7ml，乙酸鉻13-17g，乙酸7-12g，硫酸鎳 l_5g，氫氧化鉻23-29g,余量為水；
[0010] 步驟二，取無縫鋼管，封閉無縫鋼管的內(nèi)部，只暴露無縫鋼管的外周表面，攪拌條 件下，在29-35°C下，控制電流密度16-20A/dm2，調(diào)整電鍍鉻溶液的pH值為2. 5-3. 1，陽極電 極為高純石墨電極，電鍍時(shí)間40-80min，即在無縫鋼管表面形成硬鉻層；
[0011] 步驟三，在無縫鋼管的外周表面上進(jìn)行激光打孔，得到紡紗輥。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明的方法制備的紡紗輥表面 光潔度高，具有良好的動(dòng)平衡，使用壽命大大延長，實(shí)現(xiàn)了意想不到的技術(shù)效果。本發(fā)明中 的電鍍方法，在對無縫鋼管進(jìn)行電鍍時(shí)，得到的鍍層厚度均勻，鍍層的結(jié)合度好，表面光潔 度高，由于沒有形成有毒的六價(jià)鉻離子，環(huán)保性好；同時(shí)，本發(fā)明的方法中溶液濃度配比合 適，結(jié)合具體的電鍍工藝條件，使得電鍍過程中的電流強(qiáng)度均勻，能夠使得鍍層的厚度保持 一致，使得紡紗輥在使用時(shí)具有良好的動(dòng)平衡，延長了使用壽命，提升了使用效果，實(shí)現(xiàn)了 意想不到的技術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面來說明本發(fā)明的實(shí)施例。在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以 與一個(gè)或更多個(gè)其它實(shí)施方式中示出的元素和特征相結(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，說 明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 本實(shí)施例涉及一種紡紗輥的加工方法，步驟如下：
[0016] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，所述電鍍?nèi)芤航M合物的組分具體為：每1L電鍍 鉻溶液組合物中含有如下組分：硫酸鉻6g，磷酸鉀20g，溴化銨2g，次亞磷酸鈉6g，硫酸亞錫 lg，硼酸8g，檸檬酸2g，丙三醇2ml，乙酸鉻13g，乙酸7g，硫酸鎳lg，氫氧化鉻23g，余量為 水。
[0017] 本實(shí)施例中電鍍?nèi)芤航M合物的制備方法，由如下步驟組成：按重量及體積比例取 各組分，之后混合，充分?jǐn)嚢瑁胖?5-20小時(shí)即得。
[0018] 步驟二，取20號無縫鋼管，封閉無縫鋼管的內(nèi)部，只暴露無縫鋼管的外周表面，攪 拌條件下（500rpm)，在29°C下，控制電流密度16A/dm2,調(diào)整電鍍鉻溶液的pH值為2. 5-3. 1， 陽極電極為高純石墨電極，電鍍時(shí)間40min，即在無縫鋼管表面形成硬鉻層。
[0019] 步驟三，在無縫鋼管的外周表面上進(jìn)行激光打孔，得到紡紗輥；具體而言，激光打 孔工藝如下：進(jìn)行激光打孔前進(jìn)行校正動(dòng)平衡處理；所述激光打孔具體參數(shù)為：激光工質(zhì) 為YAG晶體，激光波長為1064nm，激光脈沖重復(fù)頻率為20Hz，脈沖寬度為0. 5ms，激光設(shè)定電 流為150A。激光打孔時(shí)，輔助氣體為經(jīng)過凈化的壓縮空氣。
[0020] 所述激光打孔的具體步驟如下：將無縫鋼管安放在動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)中，進(jìn)行校正 動(dòng)平衡；無縫鋼管的一端設(shè)置有法蘭安裝面；將法蘭安裝面固定于三軸聯(lián)動(dòng)伺服系統(tǒng) 的自定心卡盤上，另一端保持懸空；按照預(yù)定程序從空心圓管懸空的一端開始進(jìn)行激光 打孔：步驟a:空心管采用等同間斷旋轉(zhuǎn)，在每個(gè)間斷期內(nèi)進(jìn)行一次激光打孔，形成直徑 為0. 85-0. 95mm的孔，直至完成一周打孔后停止，以紡紗棍的中軸線為參考，每次旋轉(zhuǎn) 1. 6-1. 7度；步驟b:將紡紗棍旋轉(zhuǎn)0. 8-0. 85度，橫向進(jìn)給0. 45mm，重復(fù)步驟a;步驟c:重復(fù) 步驟b，直至紡紗輥完成所有的打孔。
[0021] 激光打孔的具體步驟中，進(jìn)行動(dòng)平衡校正，可有效地保證空心圓管具有良好的動(dòng) 平衡性；采用三軸聯(lián)動(dòng)伺服系統(tǒng)，能夠很好地滿足本發(fā)明激光打孔的三維運(yùn)動(dòng)；將法蘭安 裝面固定于三軸聯(lián)動(dòng)伺服系統(tǒng)的自定心卡盤上，另一端保持懸空；空心圓管鎖緊前需校正， 保證零件旋轉(zhuǎn)一周的端面外圓柱面徑向跳動(dòng)在±0. 03mm以內(nèi)；孔的加工順序?yàn)閺膽铱盏?那一端開始，一圈圈地打孔，相鄰兩圈之間的間隔為〇. 45mm，即相差半個(gè)孔位。同時(shí)相鄰兩 圈之間存在一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度，該角度為0. 8-0. 85度。最終，制備的紡紗輥表面具有30672個(gè) 孔，每圈上等間距設(shè)置有108個(gè)孔。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 本實(shí)施例涉及一種紡紗輥的加工方法，步驟如下：
[0024] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，硫酸鉻18g，磷酸鉀45g，溴化銨9g，次亞磷酸鈉 25g，硫酸亞錫1. 5g，硼酸30g，檸檬酸8g，丙三醇7ml，乙酸鉻17g，乙酸12g，硫酸鎳5g，氫 氧化鉻29g,余量為水。
[0025] 本實(shí)施例中電鍍?nèi)芤航M合物的制備方法同實(shí)施例1。
[0026] 步驟二，取20號無縫鋼管，封閉無縫鋼管的內(nèi)部，只暴露無縫鋼管的外周表面，攪 拌條件下（520rpm)，在35°C下，控制電流密度20A/dm2,調(diào)整電鍍鉻溶液的pH值為2. 5-3. 1， 陽極電極為高純石墨電極，電鍍時(shí)間50min，即在無縫鋼管表面形成硬鉻層。
[0027] 步驟三，同實(shí)施例1的步驟三，不同之處在于所述激光打孔具體參數(shù)為：激光工質(zhì) 為YAG晶體，激光波長為1064nm，激光脈沖重復(fù)頻率為25Hz，脈沖寬度為0. 8ms，激光設(shè)定電 流為180A。激光打孔時(shí)，輔助氣體為經(jīng)過凈化的壓縮空氣。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 本實(shí)施例涉及一種紡紗輥的加工方法，步驟如下：
[0030] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，所述電鍍?nèi)芤航M合物的組分具體為：每1L電鍍 鉻溶液組合物中含有如下組分：硫酸鉻8g，磷酸鉀25g，溴化銨3g，次亞磷酸鈉10g，硫酸亞 錫1. 2g，硼酸10g，檸檬酸3g，丙三醇4ml，乙酸鉻14g，乙酸9g，硫酸鎳2g，氫氧化鉻25g，余 量為水。
[0031] 本實(shí)施例中電鍍?nèi)芤航M合物的制備方法同實(shí)施例1。
[0032] 步驟二，取20號無縫鋼管，封閉無縫鋼管的內(nèi)部，只暴露無縫鋼管的外周表面，攪 拌條件下（550rpm)，在31 °C下，控制電流密度17A/dm2,調(diào)整電鍍鉻溶液的pH值為2. 5-3. 1， 陽極電極為高純石墨電極，電鍍時(shí)間60min，即在無縫鋼管表面形成硬鉻層。
[0033] 步驟三，同實(shí)施例1的步驟三，不同之處在于所述激光打孔具體參數(shù)為：激光工質(zhì) 為YAG晶體，激光波長為1064nm，激光脈沖重復(fù)頻率為30Hz，脈沖寬度為1.lms，激光設(shè)定電 流為200A。
[0034] 實(shí)施例4
[0035] 本實(shí)施例涉及一種紡紗輥的加工方法，步驟如下：
[0036] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，所述電鍍?nèi)芤航M合物的組分具體為：每1L電鍍 鉻溶液組合物中含有如下組分：硫酸鉻15g，磷酸鉀35g，溴化銨7g，次亞磷酸鈉20g，硫酸亞 錫1. 4g，硼酸20g，檸檬酸7g，丙三醇6ml，乙酸鉻16g，乙酸llg，硫酸鎳4g，氫氧化鉻27g， 余量為水。
[0037] 本實(shí)施例中電鍍?nèi)芤航M合物的制備方法同實(shí)施例1。
[0038] 步驟二，取20號無縫鋼管，封閉無縫鋼管的內(nèi)部，只暴露無縫鋼管的外周表面，攪 拌條件下（580rpm)，在34°C下，控制電流密度19A/dm2,調(diào)整電鍍鉻溶液的pH值為2. 5-3. 1， 陽極電極為高純石墨電極，電鍍時(shí)間70min，即在無縫鋼管表面形成硬鉻層。
[0039] 步驟三，同實(shí)施例1的步驟三，不同之處在于所述激光打孔具體參數(shù)為：所述激光 打孔具體參數(shù)為：激光工質(zhì)為YAG晶體，激光波長為1064nm，激光脈沖重復(fù)頻率為25Hz，脈 沖寬度為〇. 8ms，激光設(shè)定電流為180A。
[0040] 實(shí)施例5
[0041] 本實(shí)施例涉及一種紡紗輥的加工方法，步驟如下：
[0042] 步驟一，配置電鍍鉻溶液組合物，所述電鍍?nèi)芤航M合物的組分具體為：每1L電鍍 鉻溶液組合物中含有如下組分：硫酸鉻l〇g，磷酸鉀30g，溴化銨5g，次亞磷酸鈉15g，硫酸亞 錫1. 3g,硼酸15g，梓檬酸5g，丙三醇5ml，乙酸絡(luò)15g，乙酸10g，硫