鋼領(lǐng)的組織結(jié)構(gòu)與高性能研究.pdf

1、鋼領(lǐng)是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上的關(guān)鍵元件，它與高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼絲圈組成一對摩擦副，實現(xiàn)對紗線的加捻和卷繞。鋼領(lǐng)在環(huán)錠紡中所起的作用舉足輕重，從小的方面來講，它的性能好壞直接影響著成紗毛羽，細(xì)紗斷頭等紡紗質(zhì)量以及紡紗效率，從大的方面來講，它是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)由以前的低速型向今天的高速型轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)生產(chǎn)高速化的關(guān)鍵技術(shù)問題之一。
　　本文介紹了國內(nèi)鋼領(lǐng)傳統(tǒng)的熱處理和表面處理工藝，在深入探討分析的同時，提出采用中頻非平衡磁控濺射制備類金剛石(Diam

2、ond-like carbon，DLC)鍍膜的方法來提高鋼領(lǐng)的耐磨性能，從而達(dá)到延長使用壽命的效果。類金剛石膜兼具優(yōu)異的減摩和抗磨性能，在摩擦學(xué)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。在本課題的研究中，采用中頻非平衡磁控濺射制備的DLC膜表面光滑致密，均勻性較好，具有典型的類金剛石結(jié)構(gòu)，硬度較高，膜-基結(jié)合強(qiáng)度高，摩擦系數(shù)低至0.1～0.15，且磨損率較小，與傳統(tǒng)的鍍Cr鋼領(lǐng)和光面鋼領(lǐng)相比性能上有了很大的提高，達(dá)到了本課題研究的預(yù)期效果。
　　在本課題

3、的研究中，首先對試樣進(jìn)行熱處理，熱處理的工藝與企業(yè)里正在使用的工藝一致，工藝方法為:淬火溫度為845℃，淬火保溫時間20min;回火溫度為160℃，回火保溫保溫2h。熱處理后硬度達(dá)到60HRC。
　　在試樣經(jīng)過熱處理后，進(jìn)行本課題的主要研究工作，在試樣表面進(jìn)行磁控濺射鍍DLC薄膜。首先是DLC鍍膜工藝參數(shù)的確定，為了獲得具有具有類金剛石薄膜結(jié)構(gòu)的鍍膜，主要通過改變影響薄膜結(jié)構(gòu)的功率和負(fù)偏壓來實現(xiàn)。當(dāng)濺射功率為2kW、4kW、8kW

4、和10kW，負(fù)偏壓為40V、80V、120V和160V時，獲得了不同結(jié)構(gòu)和性能的類金剛石薄膜。為了確定最終的濺射鍍膜參數(shù)，對比了不同功率和負(fù)偏壓參數(shù)下的薄膜的力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能，最終確定的DLC濺射鍍膜工藝參數(shù)為:功率8Kw，負(fù)偏壓120V。
　　為了驗證獲得的DLC類金剛石鍍膜性能是否優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼領(lǐng)表面處理工藝，研究了干摩擦條件下類金剛石薄膜試樣、鍍硬Cr試樣和基體試樣的摩擦磨損性能。摩擦磨損性能的研究方在銷-盤摩擦磨損試驗機(jī)

5、上進(jìn)行，對比了在滑動速度為4Hz、6Hz、8Hz，10Hz和12Hz條件下，載荷為4.9N，7.84N，9.8N和11.76N條件下的摩擦和磨損情況。研究表明，在不同的滑動速度下，DLC鍍膜試樣的摩擦系數(shù)保持在0.08～0.15之間，而鍍硬Cr試樣的摩擦系數(shù)在0.4～0.75之間，基體試樣的摩擦系數(shù)在0.4～0.7之間;在載荷變化的情況下，DLC鍍膜試樣的摩擦系數(shù)保持仍很低，在0.075～0.15之間，而鍍硬Cr試樣的摩擦系數(shù)的變化區(qū)間