专利名称：缝纫机用零件的制作方法
技术领域：
本发明涉及缝纫机用零件，特别是适合于刀、梭子等摆动部分或可移动部分的缝纫机用零件。
一般说来，缝纫机是由多种多样的缝纫机零件构成的，而切布刀、切线刀、梭子等高速摆动或移动的缝纫机零件则为众所周知。
这类现有的缝纫机切布刀或切线刀，由金属材料，如SKH、SKS等工具钢，形成预定的形状，并具有切断线或布所需的刃尖。而现有的缝纫机梭子则由所要求的金属材料形成，并具有梭壳和梭芯。
然而，近年来随着缝纫机的高速化和自动化，上述现有的缝纫机零件出现了耐用性降低，不能保持性能长期稳定的问题。
下面以切布刀和梭子为例具体地说明缝纫机零件的这类问题。
过去的缝纫机零件切布刀，是用如前所述的金属材料，例如SKH、SKS等工具钢制成预定形状的。近年来，随着缝纫机的高速化和自动化，运转速度提高，刃尖在短时间内即磨损，耐久性差。
为了解决这个问题，提出了在切布刀的金属材料表面上形成陶瓷(ZrO2)包覆层或TiN包覆层的方案。
然而，在金属材料表面形成有陶瓷(ZrO2)包覆层的切布刀，虽因其包覆层硬度高而具有优良的耐磨性，比金属材料制的切布刀耐久性好，但由于包覆层脆，刃尖的包覆层常因切断布料等时的冲击而折损，因此可靠性差，不能长期保持稳定的品质。另外由于陶瓷材料的价格非常高，因此增加了经济上的负担。
如图6所示，在金属材料2的表面上形成有TiN包覆层3的缝纫机零件1的切布刀1a，虽因包覆层的3的硬度高，耐磨性好，故其耐久性比图中未示的金属材料2制成的切布刀有所提高，但却有刃尖4的TiN包覆层略呈钝角，锋利度差的问题。另外，现有的在金属材料表面形成有TiN包覆层3的切布刀1a，由于反复高速切布，刃尖4温度上升，会产生热腐蚀，使包覆层品质劣化，不能长期保持稳定的品质。
另一方面，过去的缝纫机零件梭子是由前述金属材料制成的，近年来随着缝纫机的高速化和自动化引起的无给油状态下运转速度的提高，产生了短时间内即磨损，耐久性差的问题。
为了解决这个问题，提出了在梭子的金属材料表面上形成硬质镀铬包覆层或者在金属材料表面上形成与切布刀1a一样的TiN包覆层3的方案。
然而，金属材料表面上形成有硬质镀铬包覆层的梭子，包覆层的硬度并不怎么高，而硬质镀铬层在锐角边缘部位的附着周到性(镀层的附着)不好，与金属材料制的梭子相比，耐久性的提高并不多。
金属材料表面形成有TiN包覆层的梭子，虽然包覆层3的硬度高，耐磨性好，耐久性比金属材料制的梭子有所提高，但是摩擦系数高达0.7-0.8，摩擦阻力大，构成梭子的梭芯和梭壳的摆动部位因高速摆动而发热加剧，温度上升，产生热腐蚀，使包覆层3的品质劣化，不能使处于无润滑状态的梭子长期保持稳定的质量。
鉴于这些问题，本发明的目的在于提供耐久性优良，能长期保持稳定性能的缝纫机零件。
为了达到上述目的，本发明的缝纫机零件的特征是在制成预定形状的金属材料的表面上覆以CrN包覆层。该包覆层的厚度为1-30微米(μm)。
上述本发明的缝纫机零件，由于用CrN包覆层覆盖制成预定形状的金属材料的表面，因此不仅表面硬度提高，耐久性显著改善，而且能防止热腐蚀。
下面，借助图示的实施例对本发明加以说明。
图1是表示将本发明的缝纫机零件用于切布刀的第一实施例的主要部分的放大剖面图。
图2是表示将本发明的缝纫机零件用于梭子的第二实施例的梭壳的立体图。
图3是表示梭壳之一部分的剖面图。
图4是表示将本发明的缝纫机零件用于摆梭的第二实施例梭芯的立体图。
图5是表示梭芯之一部分的剖面图。
图6是表示现有的缝纫机切布刀的主要部分的放大的剖面图。
如图1所示，该实施例的作为缝纫机零件5的切布刀5a，是通过用能制成预定形状的工具钢(SKH，SKS)等合适的金属材料6形成基体部分，在该由金属材料6制成的基体部分的表面上形成CrN包覆层7(以下称CrN层)并有所需的刃尖8而构成的。
CrN层也可以只在刃尖部分形成，尤其不受本实施例之构成的限制。
下面说明本实施例的切布刀5a的制造方法。
首先，用压力成形、切削加工、磨削加工等合适的加工方法将工具钢(SKH、SKS)等合适的金属材料6制成预定的形状。
然后，通过在被制成一定形状的金属材料6的表面上用空心阴极形成CrN薄膜层7，制成切布刀5a。
本实施例的CrN层7的厚度为0.5-40微米(μm)，最好是1-30微米(μm)，这样能够获得足够的耐久性。
于是在上述金属材料6的至少是刃尖8上，形成了与图中未示出的现有的陶瓷(ZrO2)包覆层(以下称陶瓷层)同样的硬度约为HV2000(Hv1800-Hv2200)的非常硬的CrN层7。
下面说明上述构成的本实施例的作用。
本实施例的切布刀5a的刃尖8上所形成的CrN层7的硬度(约Hv2000)，比过去的切布刀1的刃尖4上所形成的TiN包覆层3(以下称TiN层)的硬度(约Hv1600)高得多，而且CrN层7的摩擦系数(0.6-0.7)比过去的切布1的刃尖上形成的TiN层3的摩擦系数(0.7-0.8)低，能可靠地提高耐磨损性和耐久性。这一事实比切断布料的耐久性试验的结果更能说明问题。该试验结果表明，用本实施例的切布刀5a切断布的耐久性是图中未示出的过去的金属材料制成的切布刀的10倍以上，是过去的有TiN层3的切布刀1的3倍以上。这些切断布料的耐久性试验是在同一条件下进行的。
而且，在金属材料6表面所形成的CrN层7由于没有图中未示出的过去的切布刀的陶瓷层那样的脆性，因此能可靠地防止刃尖部位的CrN层因切断布料时等的冲击而折损。
另外，如图1所示，本实施例的切布刀5a的刃尖8上所形成的CrN层7呈锐角形状，与过去的有TiN层3的切布刀1的刃尖4(图6)相比能可靠地提高切布的锋利度。这一事实比试验结果更能说明问题。该试验结果表明，用切断负荷值表示的本实施例的切布刀5a的初期锋利度与过去的切布刀1的锋利度之比为1/2.5左右(锋利度负荷比)的低数值。
我们认为，如图1所示，本实施例的切布刀5的刃尖8上所形成的CrN层7之所以能形成锐角形状，是因为形成CrN层7的Cr的原子间的距离(2.49埃)与形成金属材料6的Fe的原子间的距离(2.48埃)大致相同，并且CrN与Fe的X射线衍射图谱也大致相同，因此，CrN在Fe上的结晶成长性良好，CrN层7能沿着刃尖8的延长线成长。
上述CrN层的氧化温度高于TiN层的氧化温度，确实能提高耐热腐蚀性。
也就是说，本实施例的切布刀5a，由于是在金属材料6的表面上形成CrN层7而构成的，因此锋利度好，能可靠地提高耐久性，并能长期保持稳定的质量。
再者，CrN层7由于结晶成长性好，因此在金属材料6的锐角边缘部(图中未示)的附着周到性显著提高，而且膜层的厚度可以自由调节。
如图2至图5所示，作为第二实施例的缝纫机零件5的由梭壳9和梭芯10构成的梭子5b与前述第一实施例的切布刀5a一样，是由被制成预定形状的合适的金属材料6形成基体部分，再在该由金属材料6形成的基体部分的表面上形成CrN层7(图3，图5)而构成的，该梭子5b的制法与前述第一实施例的切布刀5a的制法相同。
这样构成的本实施例的梭子5b，具有与前述实施例之切布刀5a同样的效果，不仅CrN层7的摩擦系数低于过去的TiN层3的摩擦系数，能减少梭芯10和梭壳9的无给油状态下高速摆动时的摩擦阻力，降低噪声，而且能抑制发热，可靠地提高耐久性，长期保持稳定的质量。
本发明的缝纫机用零件5可以用于图中未示的切线刀、针、压脚、滚轮、小脚轮等摆动零件或可移动零件。
另外，通过用CrN层代替滚针轴承也可以达到减低噪声的目的。
本发明不限于上述实施例，为适应需要，可以进行各种变更。
权利要求
1.缝纫机用零件，其特征在于用CrN包覆层覆盖形成预定形状的金属材料的表面。
2.权利要求1所述的缝纫机用零件，其特征是所述包覆层的厚度为1-30μm。
3.权利要求1所述的缝纫机用零件，其特征是所述的金属材料的被包覆部分是摆动部分。
4.权利要求1或3所述的缝纫机用零件，其特征是所述的金属材料的被包覆部分具有尖锐的形状。
全文摘要
本发明提供一种缝纫机零件，这种缝纫机零件是通过在形成预定形状的金属材料6的表面覆盖CrN包覆层而构成的。本发明的缝纫机零件耐久性好，能长时间地保持稳定的性能。
文档编号D05B65/00GK1127809SQ95102669
公开日1996年7月31日 申请日期1995年1月28日 优先权日1995年1月28日
发明者神藤典一, 应性宝 申请人:重机公司