Ghj(高耐磨黑金钢)纺纱钢领加工工艺及表面处理溶液的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种纺织器材用GHJ(高耐磨黑金钢)纺纱钢领加工工艺，本发明还涉及高耐磨纺纱钢领加工工艺的表面处理溶液。
【背景技术】
[0002]钢领是纺纱过程中的重要部件之一，外形呈圆环状，它与钢丝圈形成了一对摩擦副，在纺纱机上处于固定状态，与纱锭、钢丝圈相互配合完成纺纱任务。纱锭在钢领内圆中心旋转、通过纱线带动安装在钢领跑道上的钢丝圈，以每秒30—40米/秒的速度沿钢领内圆跑道高速滑动。产生的离心力很大、且处于无润滑的干摩擦状态，接触面瞬时温度较高，钢领易磨损。
[0003]目前行业内，钢领普遍采用的是用低碳钢或低碳合金钢，在机加工成形后，经碳氮共渗淬火工艺，使用寿命在8-12月，或者用高碳低铬GCrl5轴承钢加工成形后淬火，其使用寿命为3年左右。
[0004]目前钢领的表面处理多采用电镀硬铬以增加其使用寿命。但是镀层均匀性较差，表面摩擦系数较大，不能从根本上提高其使用寿命，而且电镀工艺对环境污染较大。
[0005]最后，现有的钢领生广为以板材为原料，其加工工艺为:车床下料冲压车底平面--键内孔--粗车外圆--精车外圆--精车内外跑道及顶平面--热处理——抛光。车床下料500只/班。精车内外圆跑道圆度跳动在0.04mm以上，热处理后圆度变形超出0.07mm，且报废率在5%左右，抛光后的表面光泽度差，使用部位的粗糙度为Ral.6，顶面与底面平行度为0.07mm。
[0006]该工艺生产效率低，加工几何尺寸精度低，表面质量差，热处理变形量大，表面粗糙，使用寿命一般2年左右，纺纱质量差。
[0007]随着对钢领的使用寿命的要求不断提高，迫使我们开发出具有更高使用寿命的钢领。
【发明内容】
[0008]针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种使用寿命更长的GHJ(高耐磨黑金钢)纺纱钢领加工工艺。本发明的另一目的在于提供高耐磨纺纱钢领表面处理溶液。
[0009]为了实现上述目的，本发明的技术方案为:一种GHJ(高耐磨黑金钢)纺纱钢领加工工艺，其特征在于:包括热处理、抛光和表面处理的工艺，
[0010]所述热处理的工艺包括碳氮共渗的工艺、扩散的工艺、淬火的工艺、深冷处理的工艺以及回火的工艺；
[0011]所述表面处理的工艺为:将抛光后的钢领放入表面处理溶液中，在温度为80?140°C下浸泡10?30min，所述表面处理的溶液中含有碱600?700g/L，氧化性盐50?70g/L，添加剂50?70g/L，所述添加剂为磷酸盐。
[0012]在上述方案中:所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种;所述氧化性盐为硝酸钠或硝酸钾中的至少一种。
[0013]在上述方案中:热处理按照如下步骤完成:
[0014](I )、碳氮共渗的工艺:将加工成型的高碳合金钢钢领放入气体渗碳炉内，加热至760 °C?860 0C进行碳氮共渗，碳势I %?3 %，丙烷流量7L/min?10L/min，甲醇流量35?45mL/min，渗碳时间3h?8h，在渗碳的同时渗氮，氨气的流量为2L/min?3L/min ；
[0015](2)、扩散的工艺:保持温度在7600C?860°C，碳势0.7%?2.5%，进行碳氮扩散，扩散时间15min?50min;
[0016](3)淬火的工艺:降温至740?830°C，淬火5?20min后除油；
[0017](4)、深冷处理:将除油后的钢领在-60°C?_10°C下深冷处理50-80min;
[0018](5)、回火的工艺:在160 °C?180 °C下回火100?150min，清洗后得到产品。
[0019]在上述方案中:共渗层厚度2 0.16mm。
[0020]在上述方案中:高碳合金钢的合金元素为Cr、V、T1、W、Mo中的至少一种。
[0021 ] 在上述方案中:高碳合金钢为:GCr6或GCr9或GCrl5。
[0022]经过本发明处理后，在成型钢领表面形成由表及里逐渐降低的高碳、高氮含量的碳氮共渗层，从而起到提高钢领使用寿命的效果。热处理后的钢领表层的含碳量为1.5%?2%，氮含量为0.3%?0.4%。
[0023]其金相特征为在碳氮共渗层中均匀分布密集的细点状、小块状的铁的碳化物、铁的氮化物以及合金碳氮化物+隐晶马氏体+细针状马氏体+残余奥氏体，剖面金相图见图2(GCrl5)。金相结构与传统的高碳合金钢的热处理工艺完全不一样。
[0024]如图2所示，在碳氮共渗层的表层分布密集的碳氮化合物，俗称脆性相，C、N含量高，这种结构，在载荷较重时易出现脱层和剥落的现象，属于不合格产品。但是由于本发明的钢领仅配合钢丝圈使用，载荷轻，使用本发明的工艺处理后得到的钢领其使用寿命反而大大提尚O
[0025]经过本发明的表面处理溶液处理后，在成型钢领的表面形成一层具有润滑功能的氧化层，有效防止了钢领的氧化，具有自润滑特性，与钢丝圈的摩擦小，上车几乎无走熟期。
[0026]在上述方案中:以高碳合金钢管为原料，经过下料-冲压翻边-车床加工内圆及底外径-车床加工外圆、顶平面及内外跑道-热处理-研磨机加工底平面及顶平面-磨床加工外跑道-磨床加工内跑道-两次抛光-表面处理得到产品。
[0027]在上述方案中:以圆柱形高碳合金钢为原料，经过下料-冲孔-冲压翻边-车床加工内圆及底外径-车床加工外圆、顶平面及内外跑道-热处理-研磨机加工底平面及顶平面-磨床加工外跑道-磨床加工内跑道-两次抛光-表面处理得到产品。摈弃传统工艺，本发明以钢管或圆柱形钢材(实心)为原料，采用管料下料机，研磨后顶面平面度< 0.01mm，顶面与底面平行度< 0.01mm，内外圆跑道圆度< 0.01mm，高度误差H±0.01mm，内外跑道磨削后表面粗糙度< 0.4mm，热处理变形量小于I %，基体经热处理工艺，其硬度达到83_85HRa，经两次抛光后，表面粗糙度< Ra0.03mm。
[0028]本发明的另一目的是这样实现的:一种高耐磨纺纱钢领表面处理溶液，其特征在于:含有碱600?700g/L，氧化性盐50?70g/L，添加剂50?70g/L，所述添加剂为磷酸盐。该表面处理溶液使得钢梁表面形成具有润滑功能的氧化层，降低与钢丝圈的摩擦，上车几乎无走熟期。
[0029]在上述方案中:所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种;所述氧化性盐为硝酸钠或硝酸钾中的至少一种。
[0030]本发明的有益效果是:本发明通过对高碳合金钢制成的钢领在热处理时采用碳氮共渗工艺，形成具有特殊的金相结构的钢领，使得钢领的使用寿命大大提高，延长了钢领的使用寿命，减少了更换钢领所产生的人工和物耗成本，满足“高纱支，高速、高密”的纺纱需求，提高纺纱速度，提高产品适纺性。同时我们采用专门配制的表面处理溶液，对钢领进行表面处理，在其表面形成具有润滑功能的氧化层，降低与钢丝圈的摩擦，防止钢领被氧化，上车几乎无走熟期。最后，我们采用钢管或圆柱形钢材(实心)为原料生产效率提高，加工几何尺寸精度高，热处理变形量小。
【附图说明】
[0031 ]图1为传统热处理工艺得到的钢领的金相图。
[0032]图2为实施例1的钢领的金相图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述:
[0034]文中GHJ代表高耐磨黑金钢的意思。
[0035]实施例1
[0036]一种GHJ(高耐磨黑金钢)纺纱钢领加工工艺:
[0037]以高碳合金钢管为原料，经过自动管料下料机下料-冲压翻边-高精度数控车床加工内圆及底外径-高精度数控车床加工外圆、顶平面及内外跑道-热处理-高精密研磨机加工底平面及顶平面-高精密磨床加工外跑道-高精密磨床加工内跑道-两次抛光-表面处理得到产品。
[0038]热处理工艺包括以下步骤:
[0039]1、碳氮共渗的工艺为:将高碳合金钢GCrl5钢领放入气体渗碳炉内，加热至860°C进行碳氮共渗，碳势1.2 %，丙烧流量7?10L/min，甲醇流量35mL/min，渗碳时间6h，在渗碳的同时渗氮，氨气的流量为2L/min?3L/min。
[0040]2、扩散:保持温度在860 °C，碳势1.1 %，进行碳氮扩散，扩散时间15min?50min。[0041 ] 3、降温至830°C，淬火5?20min后除油。
[0042 ] 4、深冷处理:将除油后的钢领在-60 °C下深冷处理50-80min。
[0043]5、在 160-180°C 下回火 100 ?150min 后清洗。
[0044]要求:共渗层厚度2 0.16mm。
[0045]洛氏硬度2 82HRA
[0046]金相组织:表层密集的碳氮化合物，次表层细点状碳氮化合物+块状碳氮化合物+隐晶马氏体+细针状马氏体，马氏体2?3级。
[0047]要求研磨后顶面平面度< 0.01mm，顶面与底面平行度< 0.01mm，内外圆跑道圆度
<0.01mm，高度误差H±0.01mm，内外跑道磨削后表面粗糙度< 0.4mm，热处理变形量小于I %，基体经特殊的化学渗透热处理工艺，其硬度达到83-85HRa，经两次抛光后，表面粗糙度
<Ra0.03mmο
[0048]表面处理的工艺为:
[0049