专利名称：缝纫机零件的制作方法
技术领域：
本发明涉及缝纫机零件，特别是关于随着缝纫机的驱动在与其他缝纫机零件接触的面上施加振动(加振)的缝纫机零件。
因此，在现有的缝纫机中，设立了对接触部位强制供给润滑油的供油机构，以形成用于防止产生因摩擦引起的磨损粉和烧接损伤的润滑膜。
但是，众所周知，为向由金属材料形成的缝纫机零件相互接触部位强制供给润滑油，必须设立油槽、油泵、供油量调节机构等复杂的机构。
另外还有这样的问题若向接触部位强制供给润滑油，在对接触部位供给润滑油量多的情况下，恐怕要污染面线、底线与缝制物等；反过来，在对接触部位供给润滑油量少的情况下，接触部位引起烧接损伤，不能长时间保持稳定的功能。
近年来，为使缝纫机不供油化，为了使相互接触的缝纫机零件在无润滑条件下不产生磨损与烧接损伤，考虑以镍等镀膜、或钛等包覆膜等构成的硬质包覆层包覆与其他缝纫机零件的接触面。
但是，在前述现有的以包覆层包覆接触面的缝纫机零件中，借在由金属材料形成规定形状的基体表面，密贴形成由单一层构成的单个硬质包覆层，只能硬化接触面表面、提高在无润滑条件下的耐磨损性、但作为缝纫机零件其耐久性还不够。
特别是在具有与其他缝纫机零件的接触面之缝纫机零件中，对于具有加振接触面的缝纫机零件，比如水平针筒装置的内针筒导向件等，这种倾向更为强烈。
即，像内针筒导向件等那样，在伴随着不仅有滑动、而且有接离运动等引起的振动之冲击载荷所施加的接触面上，有着在达到缝纫机零件要求的寿命之前，即在包覆层产生龟裂、包覆层一部分从基体剥离，产生摩擦磨损的问题。
因此，提出了设计一种经长时间不供油也可以确实防止加振接触面产生磨损或烧接损伤的缝纫机零件。
为达到前述目的，第一项本发明缝纫机零件的特征在于，它具有形成规定形状的基体、和设于基体表面至少一部分上的与其他缝纫机零件接触的接触面；基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)的钢铁材料形成，接触面借将基体进行调质处理、或调质处理基础上再加氮化处理的复合处理所产生的硬化层形成。由于采用这样的构成，不供油就可以在加振接触面很容易地形成合适的硬化层，而且由于可由接触面较硬的氮化物形成的硬化层构成不会剥离的接触面，经长时间不供油也可以确实防止加振接触面产生磨损与烧接损伤。
第二项本发明缝纫机零件的特征在于，它具有形成规定形状的基体和设于基体表面至少一部分上的与其他缝纫机零件相接触的接触面；基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)、并含有碳、钨、钒、钴、钼和铝中的至少一种成分的钢铁材料形成，接触面形成为硬度大于HV700。由于采用了这样的构成，可以很容易形成适合不供油加振接触面的硬度HV700以上的硬化层，而且由于由较硬的硬化层形成不会剥离的接触面，故可确保不供油加振接触面经长时间防止产生磨损与烧接损伤。
第三项本发明缝纫机零件的特征在于，它由形成规定形状的基体、和设于基体表面至少一部分上的与其他缝纫机零件相接触的接触面；基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)、并含有碳、钨、钒、钴、钼和铝中至少一种成分、其余为铁成分的烧结金属形成，接触面形成为硬度Hv在750以上。由于采用了这样的构成，可很容易形成适合不供油加振接触面硬度在HV750以上的硬化层，而且由于可由较硬的硬化层形成不剥离接触面，故可确保不供油加振接触面经长时间防止产生磨损与烧接损伤。
第四项或第五项本发明缝纫机零件的特征在于，在第二项或第三项中，接触面借将基体进行调质处理、氮化处理；与在调质处理的基础上再加以氮化处理的复合处理，通过其中任一种处理所产生的硬化层所形成。由于采用这种构成，可容易而确实得到适合不供油加振接角面不剥离的硬化层。
图2是表示
图1中的内针筒导向件接触面附近断面构成的局部放大断面图。
图3A-C是表示由本发明缝纫机零件试验片进行的性能评价方法的说明图；A是接触之前状态，B是接触状态，C是接触之后的状态。
图4是表示本发明缝纫机零件试验片的冲击次数与磨损量关系的曲线图。
本实施例示出将本发明的缝纫机零件使用于缝纫机的内针筒导向件的例子。
如图1所示，作为本实施例缝纫机零件的内针筒导向件1被用于本缝纫机用的水平针筒装置4，该水平针筒装置4具有外针筒与内针筒3，其中外针筒在图中未示出，它被固定于与缝纫针的升降运动同步转动的针筒轴上；而内针筒3收纳了卷绕底线的梭心、且可转动地配合于外针筒内侧。
该水平针筒装置4形成为，内针筒导向件1的前端部11在图1中按双箭头A所示的方向进退、并对内针筒3的抵接部31做接离动作，由此使内针筒导向件1与内针筒3，在图1中实线所示位置与虚线所示位置两位置间选择性地移动。
由此，在内针筒3的结合突起32与针板5的止动部51间、和内针筒导向件1与内针筒3的抵接部31之间，形成面线圈通过用的空间，使得内针筒3以不会与图中未示出的外针筒一起按照图1中箭头B方向转动的方式结合。
借形成面线圈通过用空间，形成于缝纫针针尖、从外针筒圆锥端取下的面线圈钻过内针筒3时，可圆滑地将面线圈从内针筒3拔出；并可使面线圈与从内针筒3的梭心导出的底线扭捻，形成良好的针脚。
这样，由于内针筒导向件1的动作，其前端部11的表面，伴随着由接离运动等所引起的振动产生的冲击，成了接触作为缝纫机其他零件的内针筒3并滑动抵接部31的接触面12。
如图2所示，本实施例的内针筒导向件1具有形成规定形状的基体13、和设于该基体13表面的至少一部分上的接触面12。
作为前述基体13的原料，可从以下所示3种金属材料中根据设计观念选择使用。
第一种金属材料是含铬(Cr)量超过1.0％(重量百分比)的钢铁材料，具体的比如可举出马氏体系不锈钢(SUS440C等)、奥氏体系不锈钢、铁氧体系不锈钢、析出硬化系不锈钢等。
第二种金属材料，是含铬(Cr)量超过1.0％(重量百分比)以外，同时含有碳(C)、钨(W)、钒(V)、钴(Co)、钼(Mo)与铝(Al)中至少一种成分的钢铁材料。具体可举出合金工具钢钢材(SKDII等)、高速工具钢钢材(SKH51等)第三种金属材料，是含铬(Cr)量超过1.0％(重量百分比)以外，同时含有碳、钨、钒、钴、钼与铝中至少一种成分，其余为铁(Fe)成分的烧结金属。具体可举HAP40(日立金属公司制商品名称)、DEX40(大同特种钢公司制商品名称)、FAX38(不二越公司制商品名称)。
HAP40原料成份的重量百分比为，碳(C)1.3％左右，铬(Cr)4.0％左右，钼(Mo)5.0％左右，钨(W)6.0％左右，钒(V)3.0％左右，钴(Co)8.0％左右，其余成份是铁(Fe)。
DEX40原料成份的重量百分比为，碳1.3％左右，铬4.0％左右，钼5.0％左右，钨6.5％左右，钒3.0％左右，钴8.0％左右，其余成份是铁。
FAX38原料成份的重量百分比为，碳1.3％左右，铬4.0％左右，钼5.0％左右，钨6.0％左右，钒3.0％左右，钴8.0％左右，其余成份是铁。
将前述基体13做成第一种金属材料的情况下，将基体13经氮化处理、或在调质处理(淬火回火处理)基础上加氮化处理的复合处理形成氮化层，由该氮化层形成硬化层14，由硬化层14形成接触面12。
在将前述基体13原料做成第二种金属材料的情况下，将基体13经调质处理、氮化处理与调质处理基础上加氮化处理之复合处理中的任何一种处理，形成硬度Hv(威氏硬度)700、详细说Hmv(显微威氏硬度，下同)700以上的硬化层14，由硬化层14形成接触面12。
在将前述基体13的原料做成第三种金属材料的情况下，将基体13经调质处理、氮化处理与调质处理基础上加氮化处理的复合处理中的任何一种处理，形成硬度Hv750以上的硬化层14，由此硬化层14形成接触面12。
前述氮化处理，使用了将基体13保持于利用辉光放电的氮气等离子环境中进行的离子氮化。氮离子进入基体13表面，该氮气与构成基体13的至少是铬成分相结合形成硬氮化物。
由氮化层形成的硬化层14的厚度，在0.05mm以上，最好是0.1mm以上。由氮化层形成的硬化层14的厚度如比这个还薄，会有在达到内针筒导向件1要求的寿命之前，在无润滑环境下的接触面12上产生摩擦磨损，就不能确保经过缝纫机零件需要的长时间在不供油并施加振动的接触面12上不产生磨损与烧接损伤。
另外，作为不锈钢以外的SKD或HAP的氮化处理，也可以是将基体13放入氨气中加热到500-550℃进行气体氮化、或盐浴软氮化。气体氮化由加热引起的变形小；盐浴软氮化由“浸涂”等，即使在基体13相互接触状态，也可使其质量均一，可一次简单有效地硬化处理大量的制品。
下边来说明前述构成的本实施例的作用。
对本实施例的内针筒导向件1的性能评价，使用和本实施例中内针筒导向件1具有同样构成的试片TP的实施结果表示如下。试片TP大致成平板状，其尺寸为宽8.0mm，厚2.0mm、长29.0mm。
试片TP1(本发明件1)在由SUS440C形成的试片TP1表面，经调质处理的基础上加氮化处理的复合处理，形成了表面硬度Hv1000左右，具有厚0.15mm氮化层的硬化层14。在进行氮化处理前、即调质处理后的表面上形成的硬化层14的硬度Hv650左右。形成具有氮化层的硬化层14之后内部(厚度方向中心)的硬度为Hv380。
试片TP2(本发明件2)在由HAP40形成的试片TP2表面，经调质处理基础上加以氮化处理的复合处理，形成具有表面硬度Hv1000左右的氮化层的硬化层14。
试片TP3(本发明件3)在由HAP40形成的试片TP3表面，经调质处理，形成表面硬度Hv780左右的硬化层14。
试片TP4(本发明件4)在由SKH51形成的试片TP4表面，经调质处理，形成表面硬度Hv750左右的硬化层14。
试片TP5(本发明件5)在由SKD11形成的试片TP5表面，经调质处理，形成表面硬度Hv720左右的硬化层14。
试片TP6(现有件1)为了比较，在由要求耐磨损性与耐久性情况下使用的SKS3(合金工具钢钢材)形成的试片TP6表面，经调质处理，形成表面硬度Hv750左右的硬化层14。SKS3的铬成分含量，按重量百分比为0.50-1.00％。
试片TP7(现有件2)为了比较，在由现有的进行强制供油情况下用的SNCM415(镍·铬·钼钢)形成的试片TP7表面，经进行渗碳，淬火回火的调质处理，形成表面硬度Hv730左右的硬化层14。SNCM415的铬成分含量，按重量百分比为0.40-0.65％。
试片TP8(现有件3)为了比较，在由现有不供油情况下使用的SNCM415形成的试片TP8表面，进行镀镍，形成硬质包覆层。
前述性能评价试验，以试片TP长度方向一端面作为接触面12，对向该接触面12施加振动时的磨损量、和作为接触次数的冲击次数之间关系进行研究、作出评价。
具体而言，如图3所示，由赋能弹簧61对试片TP向下方赋能，在作为试片TP下端面的接触面12下方，配置着作为相对件的凸轮62，在该凸轮62外周等分割配置三个突起62a，借使三个突起62a以间隔依次接触接触面12来进行性能评价试验。
即，凸轮62向顺时针方向转动时，如图3中A所示，前述突起62a的位于转动方向上游侧的角部接触试片TP接触面12的左端。突起62a接触到接触面12时，如图3中B所示，伴随着凸轮62的转动，突起62a一边将试片TP向上方推0.5mm，一边和接触面12滑动。这时，试片TP由于由赋能弹簧61向下方赋能，经常保持与突起62a接触状态。而后，凸轮62再转动，如图3中C所示，突起62a从试片TP的接触面12脱开，由赋能弹簧61赋能的试片TP，回复到原来位置。以后，三个突起62a依次接触试片TP的接触面12。
试验条件作为相对件凸轮的原料采用SUJ2(轴承钢经调质处理，硬度Hv700左右)，凸轮的最大外径(突出表面的外径)为33mm，突起62a的周长(接触试片TP的接触面12的长度)为9mm，凸轮62的速度(最大外径的圆周速度突起62a外周面的速度)为0.3m/s。
由于突起62a接触到试片TP的接触面12所产生的冲击负荷为14.7-19.8N左右。
性能评价是研究突起62a接触接触面12的“冲击次数”与接触面12的磨损量之间的关系。这里所谓磨损量，是以下述测定法进行测定测定试片TP的高度从原来位置减少多少的所谓高度变化。
图4示出评价结果。从该试验结果可以说明，作为试片TP1-TP5的本发明件1-5，经长时间可确实防止在不供油下施加了振动的接触面12的磨损与烧接损伤。
如图4所示，本发明件1-5的磨损量，在冲击次数600万次时，其磨损量差不多是现有件1-3的一半以下；同时也表明，通过将Hv700或Hv750以上的硬化层14、与由氮化层构成的硬化层14做成接触面12，在无润滑环境下仍有着优良的耐磨损性与耐冲击性。
另外还示出，本发明件4、5，与现有件1、2相比，硬度仅仅相同或稍低，但是耐磨损性与耐冲击性却是良好的。这也表明，像现有件1、2单是使接触面12硬度变硬，或像现有件3那样将接触面12做成硬质包覆层，都不足以确保防止经长时间不供油加振接触面12的磨损与烧接损伤。
因此，像本发明件1-5那样，使用在基体13组成成分中含铬量较多的原料、在构成接触面的部位形成不会剥离的硬化层14，可确保防止经长时间不供油加振接触面12的磨损与烧接损伤。
这样，如采用本实施例的内针筒导向件1，有了形成规定形状的基体13、和基体13表面至少一部分上设置的接触内针筒3的接触面12。基体13由含铬量超过1.0％(重量百分比)的钢铁材料形成；接触面12，由对基体13调质处理或调质处理基础上加氮化处理的复合处理所产生的硬化层14所形成，以此可以很容易地形成适用于不供油加振接触面12的硬化层14。由于可由不会剥离的较硬氮化物构成的硬化层14形成接触面12，故可确保不供油加振的接触面经长时间防止产生磨损与烧接损伤。
在内针筒导向件1的实际应用中，以现有件2构成的内针筒导向件仅可使用12小时，相对于此，由本发明件5构成所形成的内针筒导向件1，可使用100小时，而本发明件1构成所形成的内针筒导向件1，即使使用200小时以上硬化层14也不会剥离，由无润滑条件下的实机试验可以确认。
如依本实施例的另一内针筒导向件1，它具有形成规定形状的基体13、和设于基体13表面至少一部分上与内针筒3相接触的接触面12。基体13，由含铬量超过1.0％(按重量百分比)、且含有碳、钨、钒、钴、钼、与铝中至少一种成分的钢铁材料形成；接触面12形成为硬度Hv700以上。
由于这种构成，可很容易形成适合于不供油加振接触面12的硬度Hv750以上的硬化层14。由于可由不剥离较硬的硬化层14形成接触面12，故可确保经长时间不供油加振接触面也能防止产生磨损与烧接损伤。
如依本实施例的内针筒导向件1，它具有与前述同样的基体13和接触面12。基体13由含铬量超过1.0％(按重量百分比)，且含有碳、钨、钒、钴、钼与铝中的至少一种成分、其余为铁成分的烧结金属所形成；接触面12形成为硬度Hv750以上。
由于这样构成，可很容易形成对供油加振接触面12合适硬度Hv750以上的硬化层14。由于可由不会剥离的较硬的硬化层14形成接触面12，故可确保经长时间不供油加振接触面也能防止产生磨损与烧接损伤。
如依本实施例的再一内针筒导向件1，接触面12，由对基体13进行调质处理、氮化处理与调质处理基础上再加氮化处理之复合处理中任何一种处理所产生的硬化层14所形成；最好是可很容易且确实得到适合不供油加振接触面12的不产生剥离的硬化层14。
如依本实施例另外一内针筒导向件1，在采用氮化处理的情况下，最好是经氮化处理形成的硬化层14的厚度在0.05mm以上，从而经长时间不供油并承受滑动与冲击的接触面也能防止产生磨损与烧接损伤。
本发明的缝纫机零件也不限于内针筒导向件1，也可用于与其他缝纫机零件的接触面上加振的缝纫机零件，如包缝机的主进给链销套、主进给臂销、副进给方形垫块、副进给臂、副进给销、副进给销盖、进给凸轮、进给调节凸轮、进给凸轮方形垫块、针驱动链销与上套口机臂销等。
本发明并不局限于前述实施例，可根据需要做种种变更。
像以上说明的那样，如依第一项本发明缝纫机零件，由于可很容易形成适合不供油加振接触面的硬化层，且由不剥离的较硬氮化物产生的硬化层形成接触面，可产生经长时间不供油加振接触面也能防止产生磨损与烧接损伤的极其优良的效果。
如依第二项本发明缝纫机零件，由于可很容易地形成适合于不供油加振接触面之硬度Hv700以上的硬化层，且可由不剥离的较硬硬化层形成接触面，故可确保不供油加振接触面经长时间也能防止产生磨损与烧接损伤。
如依第三项本发明缝纫机零件，由于可很容易地形成适合不供油加振接触面之硬度Hv750以上的硬化层，且可由不剥离的较硬硬化层形成接触面，故可产生不供油加振接触面经长时间也能防止产生磨损与烧接损伤等极其优良的效果。
如依第四项或第五项本发明缝纫机零件，可产生在不加油加振接触面上，容易而确切地形成合适的且不会剥离的硬化层之极其优良的效果。
权利要求
1.一种缝纫机零件，它是一种在与其他缝纫机零件的接触面上加振的零件，其特征在于，所述缝纫机零件具有形成规定形状的基体、和前述基体表面的至少一部分上设置的与其他缝纫机零件接触的接触面；前述基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)的钢铁材料形成；前述接触面由前述基体经氮化处理、或调质处理的基础上再加以氮化处理的复合处理而产生的硬化层所形成。
2.一种缝纫机零件，它是一种在与其他缝纫机零件的接触面上加振的零件，其特征在于，它具有形成规定形状的基体、和前述基体表面至少一部分上设置的与其他缝纫机零件接触的接触面；前述基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)、且含有碳、钨、钒、钴、钼和铝中的至少一种成分的钢铁材料形成；前述接触面形成为硬度大于Hv700。
3.一种缝纫机零件，它是一种在与其他缝纫机零件的接触面上加振的零件，其特征在于，它具有形成规定形状的基体、和前述基体表面至少一部分上设置的与其他缝纫机零件接触的接触面；前述基体由含铬量超过1.0％(重量百分比)、且含有碳、钨、钒、钴、钼和铝中的至少一种成分、其余为铁成分的烧结金属所形成；前述接触面形成为硬度大于Hv750。
4.按权利要求2所记述的缝纫机零件，其特征在于，前述接触面由对前述基体进行调质处理、氮化处理；和在调质处理的基础上再加以氮化处理的复合处理，通过其中的任一种处理而产生的硬化层所形成。
5.按权利要求3所记述的缝纫机零件，其特征在于，前述接触面由对前述基体进行调质处理、氮化处理；与在调质处理基础上再加以氮化处理的复合处理，通过其中的任一种处理而产生的硬化层所形成。
全文摘要
提供一种经长时间不供油也可以确实防止加振接触面产生磨损与烧接损伤的缝纫机零件。本发明的缝纫机零件具有形成规定形状的基体(13)、和基体(13)表面至少一部分上设置的与其他缝纫机零件(3)接触的接触面(12);基体(13)由含铬量超过1.0%(重量百分比)的钢铁材料形成;接触面(12)由对基体(13)进行氮化处理、或进行在调质处理基础上加以氮化处理的复合处理所产生的硬化层(14)所形成。
文档编号D05B57/00GK1380457SQ0210590
公开日2002年11月20日 申请日期2002年4月9日 优先权日2001年4月9日
发明者饭岛秀和, 横山正, 応性宝 申请人:重机株式会社