EP1192303B1 - Ring traveler and method for producing the same - Google Patents
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- EP1192303B1 EP1192303B1 EP01913454A EP01913454A EP1192303B1 EP 1192303 B1 EP1192303 B1 EP 1192303B1 EP 01913454 A EP01913454 A EP 01913454A EP 01913454 A EP01913454 A EP 01913454A EP 1192303 B1 EP1192303 B1 EP 1192303B1
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01H—SPINNING OR TWISTING
- D01H7/00—Spinning or twisting arrangements
- D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
- D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
- D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
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- D01H7/02—Spinning or twisting arrangements for imparting permanent twist
- D01H7/52—Ring-and-traveller arrangements
- D01H7/60—Rings or travellers; Manufacture thereof not otherwise provided for ; Cleaning means for rings
- D01H7/604—Travellers
Definitions
- the invention relates to a method for manufacturing a ring traveler for ring spinning or ring twisting machines as well as a ring traveler according to claim 1 or 7.
- Both the contact area between Ring traveler and ring as well as the contact area between Ring traveler and thread are subject to high wear subjected.
- the object of the present invention is therefore a Ring traveler for ring spinning or ring twisting machines create the one hand further improved running and Has operating properties and on the other hand with reduced Effort can be produced. It is also a procedure to specify for the production of this ring traveler.
- a ring traveler has one made of iron material existing, uncoated core on the at least in the area of the treads with which he is on a ring of a ring spinning or ring twisting machine slides or in which the thread is guided, one if necessary has multi-part nitrided surface layer.
- the core is heated to a temperature in the range from 450.degree. C. to 600.degree. C., preferably to a temperature close to 550.degree. C., and is kept in the temperature range mentioned for 3 to 60 hours, preferably for about 24 hours.
- the nitrating agent can be supplied in the form of a gas, a liquid or a plasma, preferably consisting of NH 3 and N 2 parts. Areas in which no nitriding treatment should take place are covered, for example.
- the nitrided edge layer of the ring rotor core consists of a connection layer without an additional diffusion layer, from a connection layer with additional, radially inner diffusion layer or only a diffusion layer.
- the connection layer points preferably a thickness of 0.1 microns - 30 microns and the Diffusion layer to a thickness of 1 ⁇ m - 2000 ⁇ m.
- the active medium preferably has, in addition to Nitrogen parts, sulfur and / or carbon parts on. By adding sulfur and / or carbon parts the coefficient of friction can be reduced. At the same time, the thicknesses of the connection layer and the diffusion layer can be matched as required.
- connection layer When choosing small thicknesses of the connection layer there are only slight changes in the roughness of the Core surface.
- the Surface of the ring traveler before and / or after the Nitriding treatment additionally polished. Ring traveler that are exposed to high chemical stress, are preferably post-oxidized.
- the ring travelers according to the invention have significantly improved Operating characteristics, especially an increased one Runner service life and increased resistance to cutting at the thread passage.
- the functionally very important Resistance to cutting in the thread passage with mechanical and / or chemical exposure was increased by 50% - 200% improved, resulting in an improvement in the quality of the processed yarn results. Because of the increased chemical resistance will also contaminate yarn avoided by corrosion products during processing previously developed and chlorine-containing fibers have so far occurred. Due to the good sliding properties, it is also little or no fiber lubrication required.
- the ring traveler can also be done with less effort manufactured and possibly existing individual Requirements are adjusted.
- Ring travelers according to the invention can be used in spinning mills as well as used in twisting factories. Your good Running properties, e.g. good gliding and less Wear, come together particularly advantageous with steel rings, but they can also on other rings, such as on sintered, burnished or coated rings can be used.
- Figures 1a to 1f show ring travelers 10a, ..., 10f in various, already described in WO 99/49113 Configurations.
- 1a and 1b are C-shaped Ring traveler 10a, 10b shown as they typically are T-flange rings from ring spinning or ring twisting machines be used.
- Figures 1c to 1f show ear and hook-shaped ring traveler 10c, ..., 10f.
- the Ring travelers 10c and 10d are placed on inclined flange rings, the ring traveler 10e on tapered and the Ring traveler 10f on vertically running flange rings used.
- Ring travelers 10 or 10a,... 10f according to the invention can in the shown in Fig. 1a, ..., 1f or in any further refinements are produced.
- a ring traveler 10 has one Iron material existing, uncoated core 20 on, at least in area 1 of the treads which he has on a ring of a ring spinning or ring twisting machine slides or in the area where the thread is led to a nitrided zone.
- the thread passage lies in the areas marked with 4 Ring traveler 10a, ..., 10f.
- the ring traveler 10 is at least partially one Subjected to nitriding treatment during which the core 20 Thermal energy and a nitrating agent as active medium is fed.
- the ring traveler 10 preferably polished before nitriding.
- the base material of the core 20 is preferably a unalloyed or low-alloy steel, preferably a nitriding steel.
- a core 20 is preferably made from a tempered steel chosen during the nitriding treatment only negligible small size changes arise.
- the base material of the core 20 also contains preferably nitride-forming elements such as chromium, vanadium, Aluminum, molybdenum, manganese and / or nickel.
- the process parameters such as temperature profile (Ramp profile of heating, holding time and holding temperature, Ramp profile of cooling) and composition of the nitrating agent is the result of the nitriding treatment.
- the core is heated in a furnace to a temperature in the range from 450.degree. C. to 600.degree. C., preferably to a temperature close to 550.degree. C. and kept in the temperature range mentioned for 3 to 60 hours, preferably for about 24 hours.
- the nitrating agent can be supplied in the form of a gas, preferably consisting of NH 3 and N 2 parts, optionally also having H 2 , a liquid or a plasma.
- nitrogen atoms are ionized in an evacuated chamber, after which they are attracted to the oppositely polarized surface 22 of the ring travelers 10 and combine with the iron to form iron nitride
- Ring travelers 10 treated according to the invention have the following Treatment preferably a black, blue, yellow or white glossy surface 22a.
- the active medium preferably has Sulfur and / or carbon parts. This can reduce the coefficient of friction on the one hand and at the same time influences the formation of the nitrided zones become.
- core 20 of the ring traveler 10 a possibly multi-part nitrided edge layer formed, which is based on FIGS to 5 is explained in more detail.
- Fig. 2 shows a section through the core 20 of a untreated ring traveler 10. It can be seen that Basic material unchanged over the entire core cross-section 21 is present.
- Fig. 3 shows a section through the core 20a treated ring traveler 10, which is a thin, made of nitrided Base material has existing surface layer, the is referred to as connection layer 23, in which one extensive diffusion saturation has occurred.
- Fig. 4 shows a section through the core 20b intensively treated ring traveler 10, which is a connection layer 23 and another one made of nitrided Base material existing layer, which as Diffusion layer 24 is referred to.
- Diffusion layer 24 is nitrogen-enriched mixed crystals and contain excreted nitrides.
- Fig. 5 shows a section through the core 20c treated ring traveler 10 of only one diffusion layer 24 and have no connection layer 23.
- layer structure is made according to the requirement profile for ring traveler 10.
- Running speeds will preferably be a hard tie layer intended.
- ring travelers 10 who are subjected to relatively high forces under Avoiding a connection layer, preferably only a tougher, yet relatively hard diffusion layer 24 chosen.
- the connecting layer preferably has a thickness of 0.1 ⁇ m - 30 ⁇ m and the diffusion layer has a thickness of 1 ⁇ m - 2,000 ⁇ m. This is particularly advantageous Use a tie layer with a thickness of 8 ⁇ m - 12 ⁇ m and a diffusion layer with a thickness of 100 ⁇ m - 200 ⁇ m. By choosing a small thickness or completely avoiding the connection layer Material breaks can be prevented, which have been used so far made this technology impossible in this area to have.
- the layer thicknesses resulting from the nitriding treatment are strong in steel composition and Surface condition of the untreated ring travelers 10 dependent. Basically, when there is a high nitrogen supply and high temperatures a large connection layer and with low nitrogen supply and low temperatures achieved a thin connection layer.
- the layer thicknesses or the diffusion depths depend on the Treatment duration.
- Fine, light ring travelers 10 are also during a shorter duration treated as coarse, heavy ring travelers 10th
- the coefficient of friction can be reduced. simultaneously can the thickness of the tie layer and the Diffusion layer can be tailored as needed.
- connection layer When choosing small thicknesses of the connection layer there are only slight changes in the roughness of the Core surface 22a, so that a subsequent polishing the treads can be avoided. Furthermore, a Embrittlement of the core material avoided.
- Ring traveler 10 which has a high chemical stress are preferably post-oxidized.
- the nitriding treatment is preferably carried out for the entire ring traveler 10, although it is also possible, only the mechanically and / or chemically stressed To provide areas with a nitrided edge zone.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
eines Ringläufers für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen
sowie sowie einen Ringläufer nach Anspruch 1 bzw. 7.The invention relates to a method for manufacturing
a ring traveler for ring spinning or ring twisting machines
as well as a ring traveler according to
Ringläufer von Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen werden mit hoher Umlaufgeschwindigkeit (30m/s bis 50m/s) auf Ringen der entsprechenden Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen bewegt. Sowohl die Kontaktfläche zwischen Ringläufer und Ring als auch die Kontaktfläche zwischen Ringläufer und Faden sind einem hohen Verschleiss unterworfen. Zur Produktionssteigerung werden jedoch zunehmend höhere Laufgeschwindigkeiten der Ringläufer gefordert. Durch Erreichen höherer Standzeiten sollen gleichzeitig die Kosten gesenkt werden.Ring travelers of ring spinning and ring twisting machines with high circulation speed (30m / s to 50m / s) Wrestling of the corresponding ring spinning or ring twisting machines emotional. Both the contact area between Ring traveler and ring as well as the contact area between Ring traveler and thread are subject to high wear subjected. However, to increase production increasingly higher speeds of the ring travelers required. By achieving a longer service life at the same time the costs are reduced.
Durch Beschichtung der Ringläufer mit entsprechenden Materialien konnten deren Lauf- und Betriebseigenschaften in den letzten Jahren deutlich verbessert werden. Die Verschleissfestigkeit am Fadendurchgang konnte bisher jedoch nicht verbessert werden.By coating the ring traveler with appropriate Materials could change their running and operating properties have improved significantly in recent years. The So far, wear resistance at the thread passage could however, cannot be improved.
Aus U.S. Patent 4,677,817 ist ein Ringläufer bekannt, der eine Keramikschicht aufweist, die dem Ringläufer eine höhere Härte sowie verbesserte Wärme- und Korrosionsresistenz verleiht. Dieser bekannte Ringläufer weist aufgrund der verbesserten Lauf- und Betriebseigenschaften deutlich reduzierte Betriebskosten auf. Negativ beeinflusst wird die Kostenrechnung jedoch durch den relativ hohen Herstellungsaufwand.From U.S. Patent 4,677,817 a ring traveler is known which has a ceramic layer that the ring traveler higher hardness and improved heat and corrosion resistance gives. This well-known ring traveler has due to the improved running and operating characteristics significantly reduced operating costs. Negatively influenced However, the cost accounting is relative high manufacturing costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ringläufer für Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen zu schaffen, der einerseits weiter verbesserte Lauf- und Betriebseigenschaften aufweist und andererseits mit reduziertem Aufwand herstellbar ist. Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung dieses Ringläufers anzugeben. The object of the present invention is therefore a Ring traveler for ring spinning or ring twisting machines create the one hand further improved running and Has operating properties and on the other hand with reduced Effort can be produced. It is also a procedure to specify for the production of this ring traveler.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren und
einem Ringläufer, welche die in Anspruch 1 bzw. Anspruch
7 angegebenen Merkmale aufweisen.This problem can be solved with a method and
a ring traveler, which in
Ein erfindungsgemässer Ringläufer weist einen aus Eisenwerkstoff bestehenden, nicht beschichteten Kern auf, der zumindest im Bereich der Laufflächen, mit denen er auf einem Ring einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine gleitet oder in denen der Faden geführt ist, eine gegebenenfalls mehrteilige nitrierte Randschicht aufweist.A ring traveler according to the invention has one made of iron material existing, uncoated core on the at least in the area of the treads with which he is on a ring of a ring spinning or ring twisting machine slides or in which the thread is guided, one if necessary has multi-part nitrided surface layer.
Anstatt mit erheblichem Aufwand eine Schicht, z.B. eine Keramik- oder Phosphatschicht, auf den Kern aufzubringen und gegebenenfalls nachzubearbeiten, wird dieser zumindest teilweise einer Nitrierbehandlung unterworfen, während der dem Kern Wärmeenergie sowie ein Nitriermittel als Wirkmedium zugeführt wird.Instead of one shift with considerable effort, e.g. a Ceramic or phosphate layer to apply to the core and postprocessing if necessary, this will at least partially subjected to nitriding treatment, while the core has thermal energy as well as a nitrating agent is supplied as the active medium.
Bei einer Nitrierbehandlung kann bekanntlich eine Versprödung sowie eine erhebliche Reduktion der Elastizität des behandelten Materials auftreten. Durch erfindungsgemässe Steuerung der Zusammensetzung des Nitriermittels und entsprechend gewählte Behandlungszeit kann die Elastizität des Ringläufers erhalten werden, die erforderlich ist, um diesen verformungsfrei auf Spinnringe aufsetzen zu können.In the case of a nitriding treatment, it is known that one Embrittlement as well as a significant reduction in Elasticity of the treated material occur. By control of the composition of the Nitrating agent and the chosen treatment time can be obtained the elasticity of the ring traveler, the is necessary to keep this on deformation-free To be able to put on spinning rings.
Der Kern wird auf eine Temperatur im Bereich von 450°C - 600°C, vorzugsweise auf eine Temperatur nahe 550°C erwärmt und während 3 - 60 Stunden, vorzugsweise während etwa 24 Stunden, in dem genannten Temperaturbereich gehalten. Das Nitriermittel kann in Form eines vorzugsweise aus NH3- und N2-Teilen bestehenden Gases, einer Flüssigkeit oder eines Plasmas zugeführt werden. Bereiche, in denen keine Nitrierbehandlung erfolgen soll, werden z.B. abgedeckt.The core is heated to a temperature in the range from 450.degree. C. to 600.degree. C., preferably to a temperature close to 550.degree. C., and is kept in the temperature range mentioned for 3 to 60 hours, preferably for about 24 hours. The nitrating agent can be supplied in the form of a gas, a liquid or a plasma, preferably consisting of NH 3 and N 2 parts. Areas in which no nitriding treatment should take place are covered, for example.
Die nitrierte Randschicht des Ringläuferkerns besteht aus einer Verbindungsschicht ohne zusätzliche Diffusionsschicht, aus einer Verbindungsschicht mit zusätzlicher, radial innen liegender Diffusionsschicht oder nur aus einer Diffusionsschicht. Die Verbindungsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,1 µm - 30 µm und die Diffusionsschicht eine Dicke von 1 µm - 2000 µm auf.The nitrided edge layer of the ring rotor core consists of a connection layer without an additional diffusion layer, from a connection layer with additional, radially inner diffusion layer or only a diffusion layer. The connection layer points preferably a thickness of 0.1 microns - 30 microns and the Diffusion layer to a thickness of 1 µm - 2000 µm.
Vorzugsweise weist das Wirkmedium, zusätzlich zu den Stickstoffteilen, Schwefel- und/oder Kohlenstoffteile auf. Durch Beimischung von Schwefel- und/oder Kohlenstoffteilen kann der Reibwert reduziert werden. Gleichzeitig können die Dicken der Verbindungsschicht und der Diffusionsschicht nach Bedarf abgestimmt werden.The active medium preferably has, in addition to Nitrogen parts, sulfur and / or carbon parts on. By adding sulfur and / or carbon parts the coefficient of friction can be reduced. At the same time, the thicknesses of the connection layer and the diffusion layer can be matched as required.
Bei der Wahl von geringen Dicken der Verbindungsschicht ergeben sich nur geringe Veränderungen der Rauheit der Kernoberfläche.When choosing small thicknesses of the connection layer there are only slight changes in the roughness of the Core surface.
In vorzugsweisen Ausgestaltungen der Erfindung wird die Oberfläche des Ringläufers vor und/oder nach der Nitrierbehandlung zusätzlich poliert. Ringläufer, die einer hohen chemischen Beanspruchung ausgesetzt sind, werden vorzugsweise nachoxydiert.In preferred embodiments of the invention, the Surface of the ring traveler before and / or after the Nitriding treatment additionally polished. Ring traveler that are exposed to high chemical stress, are preferably post-oxidized.
Sofern ein Kern aus einem vergüteten Stahl verwendet wird, entstehen während der Nitrierbehandlung nur vernachlässigbar kleine Massänderungen.If a core made of tempered steel is used will only arise during the nitriding treatment negligible small size changes.
Die erfindungsgemässen Ringläufer weisen wesentlich verbesserte Betriebseigenschaften, insbesondere eine erhöhte Läuferstandzeit sowie eine erhöhte Einschneideresistenz an der Fadenpassage auf. Die funktionell sehr wichtige Einschneideresistenz im Fadendurchgang bei mechanischer und/oder chemischer Belastung wurde um 50% - 200% verbessert, woraus ein Verbesserung der Qualität des verarbeiteten Garns resultiert. Aufgrund der erhöhten chemischen Resistenz werden ferner Garnverschmutzungen durch Korrosionsprodukte vermieden, die bei der Verarbeitung avivierter und chlorhaltiger Fasern bisher auftraten. Aufgrund der guten Gleiteigenschaften wird zudem keine oder nur eine geringe Faserschmierung benötigt. The ring travelers according to the invention have significantly improved Operating characteristics, especially an increased one Runner service life and increased resistance to cutting at the thread passage. The functionally very important Resistance to cutting in the thread passage with mechanical and / or chemical exposure was increased by 50% - 200% improved, resulting in an improvement in the quality of the processed yarn results. Because of the increased chemical resistance will also contaminate yarn avoided by corrosion products during processing previously developed and chlorine-containing fibers have so far occurred. Due to the good sliding properties, it is also little or no fiber lubrication required.
Die Ringläufer können zudem mit geringerem Aufwand hergestellt und gegebenenfalls vorhandenen individuellen Anforderungen angepasst werden.The ring traveler can also be done with less effort manufactured and possibly existing individual Requirements are adjusted.
Erfindungsgemässe Ringläufer können sowohl in Spinnereien als auch in Zwirnereien verwendet werden. Ihre guten Laufeigenschaften, wie z.B. gutes Gleiten und geringer Verschleiss, kommen besonders vorteilhaft im Zusammenwirken mit Stahlringen zur Geltung, sie können aber auch auf anderen Ringen, wie z.B. auf gesinterten, brünierten oder beschichteten Ringen verwendet werden.Ring travelers according to the invention can be used in spinning mills as well as used in twisting factories. Your good Running properties, e.g. good gliding and less Wear, come together particularly advantageous with steel rings, but they can also on other rings, such as on sintered, burnished or coated rings can be used.
Der erfindungsgemässe Ringläufer wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
- Fig. 1a - 1f
- verschiedene Ausführungsformen von Ringläufern,
- Fig. 2
- den Schnitt durch den Kern eines Ringläufers vor dessen Bearbeitung und
- Fig. 3 - 5
- den Schnitt durch den Kern von Ringläufern nach erfindungsgemässer Bearbeitung.
- 1a-1f
- different embodiments of ring travelers,
- Fig. 2
- the section through the core of a ring traveler before it is processed and
- 3 - 5
- the section through the core of ring travelers after processing according to the invention.
Die Figuren 1a bis 1f zeigen Ringläufer 10a, ..., 10f in
verschiedenen, bereits in der WO 99/49113 beschriebenen
Ausgestaltungen. In Fig. 1a und 1b sind C-förmige
Ringläufer 10a, 10b gezeigt, wie sie typischer Weise auf
T-Flanschringen von Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen
eingesetzt werden. Die Figuren 1c bis 1f zeigen hingegen
ohr- und hakenförmigen Ringläufer 10c, ..., 10f. Die
Ringläufer 10c und 10d werden auf Schrägflanschringen,
die Ringläufer 10e auf konisch verlaufenden und die
Ringläufer 10f auf vertikal verlaufenden Flanschringen
verwendet.Figures 1a to 1f show
Mit 1 sind jeweils die Bereiche der Ringläufer 10a, ...,
10f gekennzeichnet, die während des Betriebes die auf den
Flanschringen gleitenden Laufflächen bilden. Dabei können
bei den C-förmigen Ringläufern 10a, 10b aufgrund ihrer
symmetrischen Ausgestaltung beide Flanken a, b als
Laufflächen dienen. Bei den ohr- oder hakenförmigen
Ringläufern 10c, ..., 10f ist der Bereich 1 der
Laufflächen eindeutig durch die Form festgelegt ist.The areas of the
Erfindungsgemässe Ringläufer 10 bzw. 10a, ...10f können
in den in Fig. 1a, ..., 1f gezeigten oder in beliebigen
weiteren Ausgestaltungen hergestellt werden.
Ein erfindungsgemässer Ringläufer 10 weist einen aus
Eisenwerkstoff bestehenden, nicht beschichteten Kern 20
auf, der zumindest im Bereich 1 der Laufflächen, mit
denen er auf einem Ring einer Ringspinn- oder Ringzwirnmaschine
gleitet oder in dem Bereich, in dem der Faden
geführt wird, eine nitrierte Zone auf. Der Fadendurchgang
liegt dabei in den mit 4 bezeichneten Bereichen der
Ringläufer 10a, ..., 10f.A
Der Ringläufer 10 wird dazu zumindest teilweise einer
Nitrierbehandlung unterworfen, während der dem Kern 20
Wärmeenergie sowie ein Nitriermittel als Wirkmedium
zugeführt wird. Um nach der Nitrierbehandlung möglichst
glatte Oberflächen zu erzielen, wird der Ringläufer 10
vorzugsweise vor der Nitrierbehandlung poliert.For this purpose, the
Der Grundwerkstoff des Kerns 20 ist vorzugsweise ein
unlegierter oder niedrig legierter Stahl, vorzugsweise
ein Nitrierstahl. Vorzugsweise wird ein Kern 20 aus einem
vergüteten Stahl gewählt, bei dem während der Nitrierbehandlung
nur vernachlässigbar kleine Massänderungen
entstehen. Ferner enthält der Grundwerkstoff des Kerns 20
vorzugsweise nitridbildende Elemente wie Chrom, Vanadium,
Aluminium, Molybdän, Mangan und/oder Nickel.The base material of the
Nebst der Wahl des Rohmaterials (z.B. vergüteter Stahl) beeinflussen die Prozessparameter, wie Temperaturverlauf (Rampenprofil der Erwärmung, Haltezeit und Haltetemperatur, Rampenprofil der Abkühlung) und Zusammensetzung des Nitriermittels das Ergebnis der Nitrierbehandlung. In addition to the choice of raw material (e.g. tempered steel) influence the process parameters, such as temperature profile (Ramp profile of heating, holding time and holding temperature, Ramp profile of cooling) and composition of the nitrating agent is the result of the nitriding treatment.
Der Kern wird in einem Ofen auf eine Temperatur im
Bereich von 450°C - 600°C, vorzugsweise auf eine
Temperatur nahe 550°C erwärmt und während 3 - 60 Stunden,
vorzugsweise während etwa 24 Stunden, in dem genannten
Temperaturbereich gehalten. Das Nitriermittel kann in
Form eines vorzugsweise aus NH3- und N2-Teilen bestehenden,
gegebenenfalls auch H2 aufweisenden Gases, einer
Flüssigkeit oder eines Plasmas zugeführt werden. Bei der
Plasmabehandlung, während der vorzugsweise reiner Stickstoff
N2 als Nitriermittel verwendet wird, werden
Stickstoffatome in einer evakuierten Kammer ionisiert,
wonach sie von der entgegengesetzt polarisierten Oberfläche
22 der Ringläufer 10 angezogen werden und sich mit
dem Eisen zu Eisennitrid verbindenThe core is heated in a furnace to a temperature in the range from 450.degree. C. to 600.degree. C., preferably to a temperature close to 550.degree. C. and kept in the temperature range mentioned for 3 to 60 hours, preferably for about 24 hours. The nitrating agent can be supplied in the form of a gas, preferably consisting of NH 3 and N 2 parts, optionally also having H 2 , a liquid or a plasma. In the plasma treatment, during which preferably pure nitrogen N 2 is used as the nitrating agent, nitrogen atoms are ionized in an evacuated chamber, after which they are attracted to the oppositely polarized
Erfindungsgemäss behandelte Ringläufer 10 weisen nach der
Behandlung vorzugsweise eine schwarz, blau, gelb oder
weiss glänzende Oberfläche 22a auf.
Vorzugsweise weist das Wirkmedium, zusätzlich zu Stickstoffteilen, Schwefel- und/oder Kohlenstoffteile auf. Dadurch kann einerseits der Reibwert reduziert und gleichzeitig die Bildung der nitrierten Zonen beeinflusst werden.In addition to nitrogen parts, the active medium preferably has Sulfur and / or carbon parts. This can reduce the coefficient of friction on the one hand and at the same time influences the formation of the nitrided zones become.
Durch die beschriebene Nitrierbehandlung wird im Kern 20
des Ringläufers 10 eine gegebenenfalls mehrteilige
nitrierte Randschicht gebildet, die anhand der Figuren 2
bis 5 näher erläutert wird.Through the nitriding treatment described,
Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Kern 20 eines
unbehandelten Ringläufers 10. Es ist ersichtlich, dass
über den gesamten Kernquerschnitt unveränderter Grundwerkstoff
21 vorhanden ist.Fig. 2 shows a section through the
Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Kern 20a eines
behandelten Ringläufers 10, der eine dünne, aus nitriertem
Grundwerkstoff bestehende Randschicht aufweist, die
als Verbindungsschicht 23 bezeichnet wird, in der eine
weitgehende Diffusionssättigung eingetreten ist. Fig. 3 shows a section through the
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Kern 20b eines
intensiver behandelten Ringläufers 10, der eine Verbindungsschicht
23 und darunter eine weitere aus nitriertem
Grundwerkstoff bestehende Schicht aufweist, die als
Diffusionsschicht 24 bezeichnet wird. In der Diffusionsschicht
24 sind stickstoffangereicherte Mischkristalle
und ausgeschiedene Nitride enthalten.Fig. 4 shows a section through the core 20b
intensively treated
Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Kern 20c eines
behandelten Ringläufers 10 der lediglich eine Diffusionsschicht
24 und keine Verbindungsschicht 23 aufweisen.Fig. 5 shows a section through the core 20c
treated
Die Wahl des Schichtaufbaus erfolgt nach Anforderungsprofil
für den Ringläufer 10. Für Ringläufer 10 mit hohen
Laufgeschwindigkeiten wird vorzugsweise eine harte Verbindungsschicht
vorgesehen. Für Ringläufer 10, die
relativ hohen Kräften ausgesetzt sind, wird, unter
Vermeidung einer Verbindungsschicht, vorzugsweise nur
eine zähere und trotzdem relativ harte Diffusionsschicht
24 gewählt.The choice of layer structure is made according to the requirement profile
for
Die Verbindungsschicht weist vorzugsweise eine Dicke von 0,1 µm - 30 µm und die Diffusionsschicht eine Dicke von 1 µm - 2'000 µm auf. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung einer Verbindungsschicht mit einer Dicke von 8 µm - 12 µm und eine Diffusionsschicht mit einer Dicke von 100 µm - 200 µm. Durch die Wahl einer geringen Dicke oder der gänzlichen Vermeidung der Verbindungsschicht können Materialbrüche verhindert werden, die bisher den Einsatz dieser Technologie in diesem Bereich unmöglich gemacht haben.The connecting layer preferably has a thickness of 0.1 µm - 30 µm and the diffusion layer has a thickness of 1 µm - 2,000 µm. This is particularly advantageous Use a tie layer with a thickness of 8 µm - 12 µm and a diffusion layer with a thickness of 100 µm - 200 µm. By choosing a small thickness or completely avoiding the connection layer Material breaks can be prevented, which have been used so far made this technology impossible in this area to have.
Die durch die Nitrierbehandlung entstehenden Schichtdicken
sind stark von der Stahlzusammensetzung und vom
Oberflächenzustand der unbehandelten Ringläufer 10
abhängig. Grundsätzlich wird bei hohem Stickstoffangebot
und hohen Temperaturen eine grosse Verbindungsschicht und
bei niedrigem Stickstoffangebot und tiefen Temperaturen
eine dünne Verbindungsschicht erzielt. Die Schichtdicken
bzw. die Diffusionstiefen sind dabei abhängig von der
Behandlungsdauer.The layer thicknesses resulting from the nitriding treatment
are strong in steel composition and
Surface condition of the
Feine, leichte Ringläufer 10 werden zudem während einer
kürzeren Dauer behandelt als grobe, schwere Ringläufer
10.Fine,
Durch Beimischung von Schwefel- und/oder Kohlenstoffteilen kann der Reibwert reduziert werden. Gleichzeitig können die Dicken der Verbindungsschicht und der Diffusionsschicht nach Bedarf abgestimmt werden.By adding sulfur and / or carbon parts the coefficient of friction can be reduced. simultaneously can the thickness of the tie layer and the Diffusion layer can be tailored as needed.
Bei der Wahl von geringen Dicken der Verbindungsschicht
ergeben sich nur geringe Veränderungen der Rauheit der
Kernoberfläche 22a, so dass ein anschliessendes Polieren
der Laufflächen vermieden werden kann. Ferner wird eine
Versprödung des Kernwerkstoffes vermieden.When choosing small thicknesses of the connection layer
there are only slight changes in the roughness of the
Zur Optimierung des Ringläufers 10 wird in vorzugsweisen
Ausgestaltungen der Erfindung die Oberfläche 22; 22a des
Kerns 20; 20a vor und/oder nach der Nitrierbehandlung
poliert.To optimize the
Ringläufer 10, die einer hohen chemischen Beanspruchung
ausgesetzt sind, werden vorzugsweise nachoxydiert.
Im Bereich der Lauffläche 1 muss natürlich vornehmlich
eine mit 3 bezeichnete Innenseite des Ringläufers 10
verschleissfest und mit guten Gleiteigenschaften ausgestattet
sein und daher eine nitrierte Schicht 23; 24
aufweisen. Bei entsprechender Fadenspannung kann es sich
ergeben, dass der Ringläufer 10 seitlich verkippt auf
einem Ring entlang läuft, so dass es sich als vorteilhaft
erweisen kann, auch die beiden Stirnseiten 2 mit einer
nitrierten Schicht 23; 24 zu versehen.In the area of the
Die Nitrierbehandlung erfolgt vorzugsweise für den
gesamten Ringläufer 10, obwohl es auch möglich ist, nur
die mechanisch und/oder chemisch stark beanspruchten
Bereiche mit einer nitrierten Randzone zu versehen.The nitriding treatment is preferably carried out for the
Claims (14)
- Method for producing a ring traveller (10) for ring spinning or ring twisting machines, which has a core (20) consisting of iron material, characterized in that the core (20) or parts thereof are subjected to a nitriding treatment, during which heat energy and a nitriding agent as active medium are supplied to the core (20).
- Method according to Claim 1, characterized in that the core (20) is heated to a temperature in the range of 450°C - 600°C, preferably to a temperature close to 550°C.
- Method according to Claim 2, characterized in that the core (20) is maintained in said temperature range for 3 - 60 hours, preferably for about 24 hours.
- Method according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the nitriding agent is supplied in the form of a gas preferably consisting of NH3 and N2 components, a nitrogen-enriched liquid or a nitrogen-enriched plasma.
- Method according to Claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the active medium has, in addition to the nitrogen components, sulphur components and/or carbon components.
- Method according to one of Claims 1 - 5, characterized in that the core (20) is polished before and/or after the nitriding treatment and/or is oxidized after the nitriding treatment.
- Ring traveller (10) for ring spinning or ring twisting machines, with a core (20) consisting of iron material, characterized in that at least one mechanically stressed part of the core (20), in particular the running surface for the thread and/or the surface running on the ring, has a nitrided edge layer (23; 24).
- Ring traveller (10) according to Claim 7, characterized in that the edge layer (23; 24) consists of a connecting layer (23) without an additional diffusion layer (24), of a connecting layer (23) with an additional diffusion layer (24) or only of a diffusion layer (24).
- Ring traveller (10) according to Claim 8, characterized in that the connecting layer (23) has a thickness of 0.1 µm - 30 µm and the diffusion layer (24) a thickness of 1 µm - 2000 µm, preferably a connecting layer (23) with a thickness of 8 µm - 12 µm and a diffusion layer (24) with a thickness of 100 µm - 200 µm being provided.
- Ring traveller (10) according to Claim 8 or 9, characterized in that the connecting layer (23), if appropriate also the diffusion layer (24), contain sulphur components and/or carbon components.
- Ring traveller (10) according to one of Claims 7 - 10, characterized in that the surface (22) of the core (20) is polished and/or is provided with an oxide layer.
- Ring traveller (10) according to one of Claims 7 - 11, characterized in that the surface (22) of the core (20) preferably has a black, blue, yellow or white gloss.
- Ring traveller (10) according to one of Claims 7 - 12, characterized in that the basic material (21) of the core (20) is a heat-treated and/or an unalloyed or low-alloy steel, preferably a nitriding steel.
- Ring traveller (10) according to Claim 13, characterized in that the basic material (21) of the core (20) preferably contains nitride-forming elements, such as chromium, vanadium, aluminium, molybdenum, manganese and/or nickel.
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