DE102007056566A1 - Coating process for mounting ring of disintegrating roll involves applying nonferrous coating, nickel-phosphorus alloy coating and heat treatment - Google Patents

Coating process for mounting ring of disintegrating roll involves applying nonferrous coating, nickel-phosphorus alloy coating and heat treatment Download PDF

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Abstract

The coating process for the mounting ring (17) of the roll (1) involves applying a first coating of a nonferrous metal and a second coating based on a nickel-phosphorus alloy, and which does not contain any hardener. The coated mounting ring is then subjected to heat treatment at a temperature which is below the tempering temperature of the base material of the ring.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung eines Garniturringes einer Auflösewalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie einen Garniturring für eine Auflösewalze gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 9.The The present invention relates to a method for coating a fitting ring an opening roller according to the preamble of claim 1 and a fitting ring for an opening roller according to the preamble of claim 9.

Auflösewalzen für Offenend-Spinnvorrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Solche Auflösewalzen dienen dazu, ein in Spinnkannen angeliefertes Faserband vor dem Einspeisen in das mit hoher Drehzahl umlaufende Spinnmittel der Offenend-Spinnvorrichtung in Einzelfasern aufzulösen. Derartige Auflösewalzen besitzen hierzu auf ihrem Umfang eine Reißstruktur, die das zugeführte Faserband kämmt und dabei in seine Einzelfasern auflöst. Die Auflösewalzen unterscheiden sich unter anderem in der Ausbildung ihrer Reißwerkzeuge, der so genannten Garniturringe.opening rollers For open-end spinning devices are known in various embodiments. Such opening rollers serve to deliver a delivered in sliver cans Sliver before feeding into the high speed rotating spin agent the open-end spinning device to dissolve in individual fibers. Such opening rollers have for this purpose on their circumference a tear structure containing the fed sliver combs and dissolves into its individual fibers. The opening rollers differ among others in the Training their tearing tools, the so-called trimming rings.

So ist es aus der DE 35 151 53 C2 bekannt, den Garniturring als so genannten Solidring auszubilden, das heißt der Garniturring ist aus einem massiven, gehärteten Stahlring gefertigt. In die Umfangsfläche des Garniturringes sind dabei zum Bilden des Reißwerkzeugs wenigstens eine in Umfangsrichtung umlaufende Nut und mehrere, im Wesentlichen orthogonal hierzu verlaufende Einschnitte eingeschliffen. Derartige Solidringe zeichnen sich durch eine hohe Funktionalität aus.So it is from the DE 35 151 53 C2 known to form the fitting ring as a so-called solid ring, that is, the fitting ring is made of a solid, hardened steel ring. In this case, in order to form the tearing tool, at least one circumferential groove in the circumferential direction and several notches extending essentially orthogonally thereto are ground into the circumferential surface of the fitting ring. Such solid rings are characterized by a high degree of functionality.

Des Weiteren ist aus der DE 198 13 991 A1 ein Garniturring bekannt, bei dem auf die Mantelfläche eines zylindrischen Grundkörpers schraubenförmig ein Garniturdraht aufgebracht wird. Hierbei wird der aus einem relativ weichen metallischen Material, beispielsweise Aluminium, bestehende Grundkörper an seiner Mantelfläche mit einer spiralförmigen Nut versehen. In diese Nut wird der Garniturdraht eingelassen und anschließend dort mechanisch festgelegt. Beiden Arten von Garniturringen ist gemeinsam, dass als Verschleißschutz eine mehrschichtige, hartstoffkörperhaltige Beschichtung, insbesondere eine Nickel-Diamant-Beschichtung aufgebracht wird.Furthermore, from the DE 198 13 991 A1 a fitting ring, in which a clothing wire is applied helically to the lateral surface of a cylindrical body. In this case, the basic body consisting of a relatively soft metallic material, for example aluminum, is provided with a spiral groove on its lateral surface. In this groove of the clothing wire is inserted and then fixed there mechanically. Both types of clothing rings have in common that as a wear protection, a multilayer, hardstoffkörperhaltige coating, in particular a nickel-diamond coating is applied.

Die Nickel-Diamant-Beschichtung erweist sich jedoch als nachteilig, wenn die Verarbeitung von Chemiefasern vorgesehen ist. Bei der Verarbeitung von Chemiefasern, insbesondere zur Herstellung von groben Garnen mit Garnnummern unter Nm 14, ist ein stabiler Spinnprozess unter Beibehaltung aller Qualitätsmerkmale des ausgesponnenen Garnes schwierig zu erreichen. Die mit der Nickel-Diamant-Beschichtung versehenen Garniturringe weisen eine hohe Oberflächenrauigkeit auf, die zu einer Beschädigung des zu einzelnen Fasern aufgelösten Chemiefasermateriales führt, was im nachfolgenden Spinnprozess eine signifikante Zunahme von Fadenbrüchen zur Folge hat. Ebenso ist auf Grund der Beschädigungen der Chemiefasern eine Reduzierung der Festigkeitswerte und der Dehnungswerte zu verzeichnen.The Nickel-diamond coating, however, proves to be disadvantageous if the processing of man-made fibers is intended. In the processing of Chemical fibers, in particular for producing coarse yarns Yarn numbers below Nm 14, is a stable spinning process while maintaining all quality features of the spun yarn difficult to reach. The provided with the nickel-diamond coating Set rings have a high surface roughness, the damage to the broken down to individual fibers chemical fiber material leads, which in the subsequent spinning process a significant Increase of thread breaks result. Likewise is on Reason for the damage of chemical fibers a reduction of Strength values and the elongation values recorded.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beschichtung eines Garniturringes einer Auflösewalze zur Verarbeitung von Chemiefasern bereitzustellen, durch das eine maßhaltige Oberfläche mit hoher Verschleißbeständigkeit des Garniturringes erreicht wird. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Garniturring für eine Auflösewalze bereitzustellen, der sich durch eine hohe Verschleißfestigkeit unter Berücksichtigung der angestrebten Garnqualität bei der Verarbeitung von Chemiefasern auszeichnet.task The present invention is a process for coating a fitting ring of an opening roller for processing of chemical fibers, through which a dimensionally stable surface with high wear resistance of the fitting ring is reached. In addition, the invention is the task an attachment ring for an opening roller to provide, characterized by a high wear resistance taking into account the desired yarn quality characterized in the processing of chemical fibers.

Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Verfahrensanspruches 1 sowie des Vorrichtungsanspruches 9 gelöst.The Tasks are inventively by the characterizing Features of the method claim 1 and the device claim 9 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 8 sowie der Unteransprüche 10 und 11.advantageous Further developments are subject of the dependent claims 2 to 8 and subclaims 10 and 11.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Beschichtung eines Garniturringes einer Auflösewalze vorgeschlagen, der mit mindestens zwei Schichten versehen wird, wobei auf den Garniturring eine Grundbeschichtung aus einem Nichteisenmetall aufgebracht wird, der Garniturring mit mindestens einer weiteren, hartstoffkörperfreien Schicht auf Basis einer Nickel-Phosphor-Legierung beschichtet wird, und der beschichtete Garniturring anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich durchgeführt wird, der unterhalb der Anlasstemperatur des Grundmateriales des Garniturringes liegt. Die zuerst aufgebrachte Grundbeschichtung dient als Trägerschicht für die im nachfolgenden Verfahrensschritt aufzutragende Verschleiß- und Korrosionsschutzschicht aus einer Nickel-Phosphor-Legierung. Ein wesentlicher Vorteil der Nickel-Phosphor-Beschichtung besteht in der konstanten Maßhaltigkeit, das heißt, der gleichmäßigen Schichtverteilung auf der Oberfläche des Garniturringes, die durch den Verzicht auf Hartstoffkörper erreicht wird. Es wird gegenüber der Beschichtung gemäß dem Stand der Technik eine sehr gleichmäßige Oberflächentopographie erreicht, die dem aufzulösenden Chemiefasermaterial nur wenig Widerstand entgegenbringt. Neben der Korrosionsbeständigkeit weist die Nickel-Phosphor-Beschichtung also hervorragende tribologische Eigenschaften hinsichtlich Reibungs- und Verschleißschutz auf. Das aufzulösende Chemiefasermaterial weist daher geringere Beschädigungen durch die Oberfläche des Garniturringes auf, als es im Stand der Technik mit konventioneller Nickel-Hartstoff- Beschichtung der Fall ist. Der Verzicht auf die Hartstoffkörper in der Beschichtung, durch die gemäß dem Stand der Technik der Verschleißschutz des Garniturringes erreicht wird, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, indem die anschließende Wärmebehandlung unterhalb der Anlasstemperatur des Grundmateriales des Garniturringes durchgeführt wird, wodurch eine hohe Härte der Oberfläche erreicht wird. Hierbei ist ein Härteanstieg auf bis zu 1200 HV der Nickel-Phosphor-Schicht erreichbar.According to claim 1, a method for coating a fitting ring of an opening roller is proposed, which is provided with at least two layers, wherein on the fitting ring a base coat of a non-ferrous metal is applied, the fitting ring with at least one further hardstoffkörperfreien layer based on a nickel-phosphorus Alloy is coated, and then the coated fitting ring is subjected to a heat treatment, wherein the heat treatment is carried out in a temperature range which is below the tempering temperature of the base material of the fitting ring. The base coat applied first serves as a carrier layer for the wear and corrosion protection layer of a nickel-phosphorus alloy to be applied in the subsequent process step. A significant advantage of the nickel-phosphorus coating consists in the constant dimensional stability, that is, the uniform layer distribution on the surface of the fitting ring, which is achieved by dispensing with hard material body. It is achieved over the coating according to the prior art, a very uniform surface topography, which provides little resistance to the dissolving chemical fiber material. In addition to corrosion resistance, the nickel-phosphor coating therefore has excellent tribological properties with regard to friction and wear protection. The dissolving chemical fiber material therefore has less damage through the surface of the fitting ring, as is the case in the prior art with conventional nickel-hard material coating. The abandonment of the Hard material body in the coating, by the prior art, the wear protection of the fitting ring is achieved is made possible by the inventive method by the subsequent heat treatment is performed below the tempering temperature of the base material of the fitting ring, whereby a high hardness of the surface is achieved. In this case, a hardness increase to up to 1200 HV of the nickel-phosphorus layer can be achieved.

Dabei sollte die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb von 320°Celsius durchgeführt werden. Auf diese Weise lässt sich ein Härteabfall von den Spitzenbereich des Garniturringes bildenden Reißelementen vermeiden. Zudem lässt sich das Auftreten von Mikrorissen in der Beschichtung reduzieren, die bedingt durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Grundmateriales des Garniturringes und der Beschichtung bei oberhalb von 320°C liegenden Temperaturen verstärkt auftreten.there should heat treatment at a temperature below be performed by 320 ° Celsius. To this Way can be a hard waste from the tip area avoid tearing elements forming the fitting ring. moreover can be the occurrence of microcracks in the coating reduce, due to the different expansion coefficients the base material of the clothing ring and the coating at intensified above 320 ° C temperatures occur.

Vorteilhafterweise sollte die Wärmebehandlung über einen Zeitraum von mehr als 3 Stunden bis zu 6 Stunden durchgeführt werden, um die angestrebte Härte der Oberfläche des Garniturringes zu erreichen.advantageously, should be the heat treatment over a period of time from more than 3 hours to 6 hours, to the desired hardness of the surface of the fitting ring to reach.

Gemäß Anspruch 4 wird vorgeschlagen, dass die abschließende Wärmebehandlung des Garniturringes unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt wird. Der Ausschluss von Sauerstoff bei der Wärmebehandlung führt dazu, dass es zu keinen Verfärbungen der Garniturringe kommt. Die Durchführung der Wärmebehandlung unter Sauerstoffausschluss kann beispielsweise unter einer Schutzgasatmosphäre oder im Vakuumofen erfolgen.According to claim 4 it is suggested that the final heat treatment of the fitting ring carried out in the absence of oxygen becomes. The exclusion of oxygen during the heat treatment causes no discoloration of the Dressing rings comes. Carrying out the heat treatment under exclusion of oxygen, for example, under a protective gas atmosphere or in a vacuum oven.

Vorteilhafterweise kann die Beschichtung mit einer Gesamtstärke zwischen 10 μm und 40 μm ausgeführt werden, vorzugsweise zwischen 15 μm und 30 μm. Die aufzubringende Schichtstärke richtet sich nach der Beanspruchung und dem Anwendungsbereich des Garniturringes, insbesondere nach den Eigenschaften des aufzulösenden Chemiefasermateriales.advantageously, can the coating with a total thickness between 10 microns and 40 microns are executed, preferably between 15 μm and 30 μm. The applied layer thickness depends on the load and the field of application of the Bite ring, in particular according to the properties of the auflösösenden Chemical fiber material.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auf die als zweite Schicht aufgebrachte erste Nickel-Phosphor-Schicht eine zweite Nickel-Phosphor-Schicht aufgebracht wird, deren Aufbringung in einem Beschichtungsbad mit identischen Parametern durchgeführt wird, wie die Aufbringung der ersten Nickel-Phosphor-Schicht.In a development of the invention can be provided that on the applied as a second layer first nickel-phosphorus layer a second nickel-phosphorus layer is applied, their application in a coating bath with identical parameters As the application of the first nickel-phosphorus layer.

Zur Aufbringung der zweiten Nickel-Phosphor-Schicht kann die innere Mantelfläche des Garniturringes nach der Aufbringung der ersten Nickel-Phosphor-Schicht abgedeckt werden, bevor der Garniturring dem Beschichtungsbad erneut zugeführt wird, um eine zweite Nickel-Phosphor-Schicht aufzutragen. Auf diese Weise wird die Beschichtung der Innenseite des Garniturringes mit einer weiteren Schicht vermieden, so dass bei der Anordnung des Garniturringes auf einem dem Antrieb dienenden Walzenkörper mittels Gleit- oder Spielsitz die hierfür erforderlichen Passungsmaße eingehalten werden, während die äußere Fläche des Garniturringes mit der angestrebten Schichtdicke der Verschleißschicht versehen wird. Durch die Abdeckung der Innenseite des Garniturringes wird erreicht, dass die zweite Nickel-Phosphor-Schicht lediglich auf der Außenseite des Garniturringes aufgebracht wird, die unmittelbar mit dem aufzulösenden Chemiefasermaterial in Berührung kommt.to Application of the second nickel-phosphorus layer, the inner Lateral surface of the fitting ring after application of the first nickel-phosphorus layer are covered before the fitting ring the coating bath is fed again to a second Nickel-phosphorus layer to apply. In this way, the coating becomes avoiding the inside of the fitting ring with another layer, so that when arranging the fitting ring on a the drive serving roller body by means of sliding or play the required for this fit dimensions be while the outer surface of the fitting ring provided with the desired layer thickness of the wear layer becomes. By the cover of the inside of the fitting ring is achieved that the second nickel-phosphorus layer only on the outside of the fitting ring is applied, the directly with the dissolving chemical fiber material in Touch comes.

Dabei kann die erste Nickel-Phosphor-Schicht in einer Stärke zwischen 5 μm und 10 μm aufgebracht werden. Dies dient in erster Linie dem Korrosionsschutz der Innenseite des Garniturringes, der auf den Walzenkörper aufgepresst wird.there can be the first nickel-phosphorus layer in one thickness be applied between 5 microns and 10 microns. This Primarily serves for the corrosion protection of the inside of the fitting ring, which is pressed onto the roller body.

Gemäß Anspruch 9 kann die zweite Nickel-Phosphor-Schicht in einer Stärke zwischen 10 μm und 25 μm aufgebracht werden. Durch die Aufbringung der dritten Schicht wird in Verbindung mit der zweiten Schicht die erforderliche Stärke der Verschleißschutzschicht des Garniturringes erreicht. Gemäß Anspruch 9 wird ein Garniturring für eine Auflösewalze vorgeschlagen, dessen Oberfläche mit einer Beschichtung versehen ist, die mindestens zwei Schichten aufweist, wobei der Garniturring mit einer Grundbeschichtung aus einem Nichteisenmetall und mindestens einer weiteren, hartstoffkörperfreien Schicht auf Basis einer Nickel-Phosphor-Legierung versehen ist. Bei der Verarbeitung von Chemiefasern mit einem erfindungsgemäß beschichteten Garniturring wird auch bei groben Garnen mit Garnnummern unter Nm 14 ein stabiler Spinnprozess unter Beibehaltung aller Qualitätsmerkmale des ausgesponnenen Garnes erreicht. Die Zahl der Fadenbrüche bei der Verarbeitung von Chemiefasern lässt sich gegenüber der Verwendung von Garniturringen mit einer Nickel-Diamant-Beschichtung deutlich senken.According to claim 9, the second nickel-phosphorus layer in one thickness be applied between 10 microns and 25 microns. By the application of the third layer is in conjunction with the second Layer the required thickness of the wear protection layer reached the fitting ring. According to claim 9 a fitting ring for an opening roller is proposed, whose surface is provided with a coating, having at least two layers, wherein the fitting ring with a base coat of a non-ferrous metal and at least another, hardstoffkörperfreien layer based a nickel-phosphorus alloy is provided. While processing of chemical fibers with a coated according to the invention Bite ring is also under coarse yarns with yarn counts below Nm 14 a stable spinning process while retaining all quality features of the spun yarn. The number of thread breaks in the processing of chemical fibers can be compared the use of clothing rings with a nickel-diamond coating significantly lower.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen darstellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention is illustrated below with reference to one in the drawings Embodiment explained in more detail.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Auflösewalze mit einem rotierbar gelagerten, zylindrischen Walzenkörper; 1 an opening roller with a rotatably mounted, cylindrical roller body;

2 einen Garniturring im Schnitt. 2 a fitting ring in section.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen darstellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. 1 zeigt eine Auflösewalze mit einem rotierbar gelagerten, zylindrischen Walzenkörper sowie einer Sägezahngarnitur. Die in 1 mit 1 bezeichnete, in einem nicht dargestellten Auflösewalzengehäuse rotierende Auflösewalze ist in Verbindung mit Offenend-Spinnvorrichtungen grundsätzlich bekannt. Die Auflösewalze 1 hat die Aufgabe, ein ihr über eine Speisewalze zugeführtes Faserband in Einzelfasern zu zerlegen. Die Einzelfasern werden anschließend über einen Faserleitkanal in ein Spinnorgan, beispielsweise einen Spinnrotor, eingespeist.The invention is explained in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings. 1 shows an opening roller with egg rotatably mounted, cylindrical roller body and a Sägezahngarnitur. In the 1 With 1 designated, in an opening roller housing, not shown, rotating opening roller is basically known in connection with open-end spinning devices. The opening roller 1 has the task of disassembling a sliver fed to it via a feed roller into individual fibers. The individual fibers are then fed via a Faserleitkanal in a spinning member, such as a spinning rotor.

Derartige Auflösewalzen 1 laufen während des Spinnprozesses üblicherweise mit Drehzahlen zwischen 6000 und 12000 U/min.Such opening rollers 1 Run during the spinning process usually with speeds between 6000 and 12000 U / min.

Die Auflösewalze 1 verfügt über eine Lagerwelle 2, auf der endseitig ein so genannter Antriebswirtel 3 festgelegt ist. Der Antriebswirtel 3 wird während des Spinnbetriebes durch einen nicht dargestellten Tangentialriemen beaufschlagt. Die Lagerwelle ist über Wälzlager 4 rotierbar innerhalb eines Lagergehäuses 5 gelagert. Das Lagergehäuse 5 ist seinerseits in einer nicht dargestellten Lagerkonsole eines Auflösewalzengehäuses festgelegt und dort über ein Sicherungselement, welches den Kunststoffring 6 tangential durchfasst, arretiert.The opening roller 1 has a bearing shaft 2 , on the end of a so-called Antriebswirtel 3 is fixed. The drive whorl 3 is acted upon during the spinning operation by a tangential belt, not shown. The bearing shaft is about roller bearings 4 rotatable within a bearing housing 5 stored. The bearing housing 5 is in turn set in a bearing bracket, not shown, of an opening roller housing and there via a securing element which the plastic ring 6 tangentially passed through, arrested.

Frontseitig ist auf der Lagerwelle 2 ein Walzenkörper 7 angeordnet. Der Walzenkörper 7 ist dabei über einen Presssitz drehfest mit der Lagerwelle 2 verbunden. Der Walzenkörper 7 verfügt über eine zylindrische Form und weist rückseitig einen Flansch 8 auf. Die Oberfläche des Walzenkörpers 7 ist dabei vorzugsweise glatt ausgebildet. Frontseitig verfügt die Auflösewalze 1 über einen weiteren Flansch 11, der, zum Beispiel über einen Schraubenbolzen 12 und eine Druckfeder 13, mit der Lagerwelle 2 verbunden ist.Front side is on the bearing shaft 2 a roll body 7 arranged. The roll body 7 is non-rotatably via a press fit with the bearing shaft 2 connected. The roll body 7 has a cylindrical shape and has a flange on the back 8th on. The surface of the roller body 7 is preferably smooth. Front has the opening roller 1 over another flange 11 that, for example, about a bolt 12 and a compression spring 13 , with the bearing shaft 2 connected is.

Auf der Oberfläche des zylindrischen Walzenkörpers 7 ist entweder direkt ein als Solidring 30 ausgeführter Garniturring gemäß der 2 festlegbar oder eine Sägezahngarnitur 10 ist auf einem Trägerelement 14 montiert, die Bestandteil eines Garniturringes 17 sind. Die 1 zeigt die Ausführungsform eines aus dem Sägezahngarnitur 10 und dem Trägerelement 14 gebildeten Garniturringes 17. Der vordere Flansch 11 fixiert dabei im Montagezustand die Sägezahngarnitur 10 auf dem Walzenkörper 7. Die Sägezahngarnitur 10 weist einen schraubfederartig geformten Grundkörper 15 auf, der im Querschnitt verschiedene Ausführungsformen aufweisen kann.On the surface of the cylindrical roller body 7 is either a direct one as a solid ring 30 executed fitting ring according to 2 fixable or a saw tooth set 10 is on a support element 14 mounted, which is part of a fitting ring 17 are. The 1 shows the embodiment of a sawtooth 10 and the carrier element 14 formed fitting ring 17 , The front flange 11 fixes the sawtooth in the assembled state 10 on the roll body 7 , The sawtooth set 10 has a schraubfederartig shaped body 15 on, which may have different embodiments in cross section.

Die in 1 dargestellte Sägezahngarnitur 10 ist mit den Windungen ihres Grundkörpers 15 in eine schraubenförmig verlaufende Nut 9 des Trägerelementes 14 eingelassen. Der Grundkörper 15 weist dabei eine etwa rechteckige Querschnittsform auf. Die Festlegung des Grundkörpers 15 in der Nut 9 erfolgt kraftschlüssig oder formschlüssig. Das Trägerelement 14 wird mittels Gleit- oder Spielpassung auf dem Walzenkörper 7 angeordnet, wodurch eine Auswechselbarkeit des Garniturringes 17 erreicht wird. Die Sägezahngarnitur 10 verfügt über eine Vielzahl von Reißelementen 16, die jeweils radial vom Grundkörper 15 abstehen.In the 1 illustrated sawtooth 10 is with the turns of her body 15 in a helical groove 9 of the carrier element 14 admitted. The main body 15 has an approximately rectangular cross-sectional shape. The determination of the basic body 15 in the groove 9 occurs positively or positively. The carrier element 14 is by sliding or clearance fit on the roll body 7 arranged, whereby a replaceability of the fitting ring 17 is reached. The sawtooth set 10 has a variety of tear elements 16 , each radially from the main body 15 protrude.

Die Darstellung in 2 zeigt einen als Solidring gefertigten und beispielsweise aus Stahl hergestellte Garniturring 30, der im Wesentlichen aus einem rohrförmigen Basiskörper 31 mit einer ringförmigen Zentrierschulter 32 im Bereich seines Innendurchmessers besteht. Wie ersichtlich, ist der Garniturring 30 auf seinem Außenumfang als Reißwerkzeug ausgebildet. Im Bereich des Außenumfanges des Garniturringes 30 sind eine Vielzahl von Zähnen 33 angeordnet, die durch Einfräsen einer in Umfangsrichtung schraubenförmigen Nut 34 sowie im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 35 verlaufenden Einstichen 36 gebildet sind.The representation in 2 shows a manufactured as a solid ring and, for example, made of steel fitting ring 30 consisting essentially of a tubular base body 31 with an annular centering shoulder 32 in the region of its inner diameter. As can be seen, the fitting ring 30 formed on its outer circumference as a ripping tool. In the area of the outer circumference of the fitting ring 30 are a variety of teeth 33 arranged by milling a circumferentially helical groove 34 as well as substantially parallel to the axis of rotation 35 running punctures 36 are formed.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand des Trägerelementes 14 der Auflösewalze 1 gemäß der 1 beschrieben. Das Verfahren ist in derselben Weise auch auf den als Solidring ausgeführten Garniturring 30 gemäß der 2 anwendbar. Das Trägerelement 14 wird mit einer mehrschichtigen, chemisch aufgebrachten Nickel-Phosphor-Beschichtung versehen, die dem Korrosions- und Verschleißschutz dient. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden dabei mindestens zwei Schichten auf das Trägerelement 14 aufgebracht, wovon die erste aufgebrachte Schicht als Grundbeschichtung und die mindestens eine darauf folgende als eine Verschleiß- und Korrosionsschutzschicht ausgebildet wird.The inventive method is based on the carrier element 14 the opening roller 1 according to the 1 described. The method is also in the same way on the ring formed as a solid ring 30 according to the 2 applicable. The carrier element 14 is provided with a multi-layer, chemically applied nickel-phosphor coating, which serves to protect against corrosion and wear. In accordance with the method according to the invention, at least two layers are thereby applied to the carrier element 14 of which the first applied layer is formed as a base coat and the at least one subsequent as a wear and corrosion protection layer.

Vor Beginn des Beschichtungsverfahrens wird das Trägerelement 14 der Behandlung mit einer Beize zur Entfernung von Oxidschichten und zur Aktivierung der passiven Oberfläche unterzogen. Hierdurch wird eine Erhöhung der Reaktivität der Oberfläche durch Entfernen oder chemische Umwandlung von inaktiver Substanz auf der Oberfläche des Trägerelementes 14 erreicht. Die Aktivierung der Oberfläche des Trägerelementes 14 ist Voraussetzung für den nachfolgenden Beschichtungsprozess, um eine ausreichende Benetzung beziehungsweise Haftung der Beschichtungen zu gewährleisten.Before the start of the coating process, the carrier element 14 subjected to treatment with a stain to remove oxide layers and to activate the passive surface. This will increase the reactivity of the surface by removing or chemically transforming inactive substance on the surface of the support member 14 reached. Activation of the surface of the carrier element 14 is a prerequisite for the subsequent coating process to ensure adequate wetting or adhesion of the coatings.

Im nachfolgenden Verfahrensschritt wird eine Grundbeschichtung aus einem Nichteisenmetall wie Nickel aufgebracht, die das Trägerelement 14 vollständig umgibt. Die Stärke der Grundbeschichtung beträgt zwischen 0,5 μm und 3 μm. Die aufgebrachte Grundbeschichtung ist dabei als eine reine Trägerschicht für die nachfolgenden Beschichtungen zu sehen.In the subsequent process step, a base coat of a non-ferrous metal such as nickel is applied, which is the carrier element 14 completely surrounds. The thickness of the base coat is between 0.5 μm and 3 μm. The applied primer coating is to be seen as a pure carrier layer for the subsequent coatings.

Im Anschluss daran wird in einem chemischen Bad mindestens eine zweite Schicht, eine Nickel-Phosphor-Schicht, die das Trägerelement 14 vollständig umgibt, aufgebracht, die dem Verschleißschutz dient. Da das Trägerelement 14 auf den Walzenkörper 7 der Auflösewalze 1 aufgepresst wird, sollte auf seinem Innenumfang keine zu große Beschichtungsdicke aufgebracht werden, um die für den Gleitsitz auf dem Walzenkörper 7 erforderlichen Passungsmaße einzuhalten. Daher wird der Beschichtungsvorgang mit dem Erreichen einer Schichtdicke der ersten Nickel-Phosphor-Schicht von etwa 5 μm bis 10 μm unterbrochen und in das Trägerelement 14 eine Abdeckung eingebracht, die die Innenfläche vollständig abdeckt. Im Anschluss daran wird das Trägerelement 14 ein weiteres Mal dem chemischen Bad zugeführt, um eine den Ansprüchen an die Verschleißfestigkeit entsprechende Schichtstärke der Verschleißschutzschicht zu erreichen, indem eine zusätzliche zweite Nickel-Phosphor-Schicht aufgebracht wird. Der Vorgang der Aufbringung der zweiten Nickel-Phosphor-Schicht auf die erste Nickel-Phosphor-Schicht erfolgt in dem chemischen Bad unter Beibehaltung der für die Aufbringung der ersten Nickel-Phosphor-Schicht eingestellten Badparameter. Die Stärke der dritten Schicht kann je nach dem Grad der Beanspruchung und der Anwendung zwischen 10 μm und 25 μm variieren. Die hierfür gewählte Konzentration des Phosphors im Nickelbad richtet sich nach der angestrebten Härte der Oberfläche. Mit zunehmendem Phosphoranteil lässt sich eine größere Härte der Oberfläche erreichen.Subsequently, in a chemical bath at least a second layer, a nickel-phosphorus layer, which is the carrier element 14 completely surrounds, applied, which serves the wear protection. As the carrier element 14 on the roll body 7 the opening roller 1 should be applied to its inner circumference not too large coating thickness to be applied to the sliding fit on the roll body 7 comply with the required fitting dimensions. Therefore, the coating process is interrupted by reaching a layer thickness of the first nickel-phosphorus layer of about 5 microns to 10 microns and into the carrier element 14 a cover is introduced, which completely covers the inner surface. Following this, the carrier element 14 fed once more to the chemical bath to achieve the wear resistance layer thickness of the wear protection layer by applying an additional second nickel-phosphorus layer. The process of applying the second nickel-phosphorus layer to the first nickel-phosphorus layer takes place in the chemical bath while maintaining the bath parameters set for the application of the first nickel-phosphorus layer. The thickness of the third layer may vary between 10 μm and 25 μm depending on the degree of stress and the application. The selected concentration of the phosphorus in the nickel bath depends on the desired hardness of the surface. With increasing phosphorus content, a higher hardness of the surface can be achieved.

An den Abschluss des Beschichtungsvorganges schließt sich eine Wärmebehandlung an, um die Aushärtung der zu diesem Zeitpunkt noch relativ weichen Nickel-Phosphor-Beschichtung zu erreichen. Dieser Vorgang erfolgt in einer Atmosphäre unter Sauerstoffausschluss, beispielsweise in einem Vakuumofen oder unter Schutzgasatmosphäre. Dabei wird die Temperatur unterhalb des Anlassbereiches des zu härtenden Trägerelementes gewählt, also unterhalb von 320° Celsius, um einen Härteabfall im Bereich der Spitzen des Trägerelementes zu vermeiden. Um bei Temperaturen unterhalb von 320°C die angestrebte Härte der Oberfläche des Garniturringes 17, 30 zu erreichen, wird die Wärmebehandlung über einen Zeitraum von mehr als 3 Stunden bis zu 6 Stunden durchgeführt.The completion of the coating process is followed by a heat treatment to achieve the curing of the still relatively soft nickel-phosphorus coating at this time. This process takes place in an atmosphere with exclusion of oxygen, for example in a vacuum oven or under a protective gas atmosphere. In this case, the temperature is chosen below the tempering range of the support element to be cured, ie below 320 ° C, to avoid a drop in hardness in the region of the tips of the support element. At temperatures below 320 ° C, the desired hardness of the surface of the fitting ring 17 . 30 to achieve the heat treatment is carried out over a period of more than 3 hours to 6 hours.

Zudem treten unterhalb dieser Temperatur weniger Mikrorisse auf, begingt durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Nickelschicht und der Stahlmatrix, wie bei Temperaturen oberhalb des Anlassbereiches üblich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Härteanstieg der Oberfläche des Garniturringes 17, 30 auf bi zu 1200 HV erreichbar. Darüber hinaus wird die Haftfestigkeit erhöht, weil die Druckspannung erhöht wurde.Moreover, microcracks occur below this temperature, caused by the different coefficients of expansion of the nickel layer and the steel matrix, as is usual at temperatures above the tempering range. By the method according to the invention is a hardness increase of the surface of the fitting ring 17 . 30 reachable on bi to 1200 HV. In addition, the adhesive strength is increased because the compressive stress has been increased.

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Claims (11)

Verfahren zur Beschichtung eines Garniturringes (17, 30) einer Auflösewalze (1) zur Auflösung von Chemiefasermaterial, auf den mindestens zwei Schichten durch chemisches Beschichten aufgebracht werden, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, – dass auf den Garniturring (17, 30) eine erste Schicht als Grundbeschichtung aus einem Nichteisenmetall aufgebracht wird, – dass auf die Grundbeschichtung mindestens eine weitere, hartstoffkörperfreie Schicht auf Basis einer Nickel-Phosphor-Legierung aufgebracht wird, und – dass der beschichtete Garniturring (17, 30) anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen wird, wobei die Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich durchgeführt wird, der unterhalb der Anlasstemperatur des Grundmateriales des Garniturringes (17, 30) liegt.Process for coating a fitting ring ( 17 . 30 ) an opening roller ( 1 ) for the dissolution of chemical fiber material, to which at least two layers are applied by chemical coating, characterized by the method steps, - that on the fitting ring ( 17 . 30 ) is applied as a base coat of a non-ferrous metal, a first layer, - that on the base coat at least one further hardstoffkörperfreie layer based on a nickel-phosphorus alloy is applied, and - that the coated fitting ring ( 17 . 30 ) is subsequently subjected to a heat treatment, wherein the heat treatment is carried out in a temperature range which is below the tempering temperature of the base material of the fitting ring ( 17 . 30 ) lies. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb von 320° Celsius durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the heat treatment at a temperature below of 320 ° Celsius. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung über einen Zeitraum von mehr als 3 Stunden bis zu 6 Stunden durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the heat treatment over a period of more than 3 hours up to 6 hours becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung unter Ausschluss von Sauerstoff durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat treatment under Exclusion of oxygen is performed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die erste Nickel-Phosphor-Schicht eine zweite Nickel-Phosphor-Schicht aufgebracht wird, deren Aufbringung in einem Beschichtungsbad mit identischen Parametern durchgeführt wird, wie die Aufbringung der ersten Nickel-Phosphor-Schicht.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the first nickel-phosphorus layer a second nickel-phosphorus layer is applied, their application in a coating bath with identical parameters As the application of the first nickel-phosphorus layer. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Mantelfläche des Garniturringes (17, 30) nach der Aufbringung der zweiten Beschichtung abgedeckt wird, bevor der Garniturring (17, 30) dem Beschichtungsbad erneut zugeführt wird.A method according to claim 5, characterized in that the inner circumferential surface of the fitting ring ( 17 . 30 ) is covered after the application of the second coating, before the ring ( 17 . 30 ) is returned to the coating bath. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Nickel-Phosphor-Schicht in einer Stärke zwischen 5 μm und 10 μm aufgebracht wird.Method according to one of claims 5 or 6, characterized in that the first nickel-phosphorus layer in a thickness between 5 microns and 10 microns is applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nickel-Phosphor-Schicht in einer Stärke zwischen 10 μm und 25 μm aufgebracht wird.Method according to one of claims 5 to 7, characterized in that the second nickel-phosphorus layer in a thickness between 10 microns and 25 microns is applied. Garniturring (17, 30) für eine Auflösewalze (1) zur Auflösung von Chemiefasermaterial, dessen Oberfläche mit einer mindestens zwei Schichten umfassenden Beschichtung gemäß dem Verfahren nach eine der Ansprüche 1 bis 8 versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Garniturring (17, 30) eine Grundbeschichtung aus einem Nichteisenmetall und mindestens eine weitere, hartstoffkörperfreie Schicht auf Basis einer Nickel-Phosphor-Legierung aufweist.Ring ring ( 17 . 30 ) for an opening roller ( 1 ) for the dissolution of man-made fiber material whose surface is provided with a coating comprising at least two layers in accordance with the method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the fitting ring ( 17 . 30 ) has a base coating of a non-ferrous metal and at least one further hardstoffkörperfreie layer based on a nickel-phosphorus alloy. Garniturring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Garniturring ein Solidring (30) ist.Biting ring according to claim 9, characterized in that the fitting ring is a solid ring ( 30 ). Garniturring nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Garniturring (17) ein Trägerelement (14) aufweist, das auf seiner Oberfläche mit einer Nut (9) zur Aufnahme einer Sägezahngarnitur (10) versehen ist.Biting ring according to claim 9, characterized in that the fitting ring ( 17 ) a carrier element ( 14 ), which on its surface with a groove ( 9 ) for receiving a saw tooth set ( 10 ) is provided.
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