我國是世界紡織制造大國，擁有環(huán)錠細(xì)紗機錠數(shù)約8000萬枚，數(shù)量位居世界。環(huán)錠紡紗機的“環(huán)”即指鋼領(lǐng)，鋼領(lǐng)是環(huán)錠紡紗機對紗線加捻和卷繞的關(guān)鍵元件。鋼絲圈在鋼領(lǐng)上以17千轉(zhuǎn)/分鐘的高速摩擦運轉(zhuǎn)，對高速紡紗制造和產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，鋼絲圈線速度高，產(chǎn)量也大大提高。 我國20鋼的鋼領(lǐng)使用周期為8個月~12個月，而且在制造中使用3個月要下機進行磨礪拋光處理，再上機使用，以致消耗大量的物力、人力、財力。因而提高鋼領(lǐng)的使用壽命，紡高品質(zhì)的紗，以及研發(fā)適用于錠子20千轉(zhuǎn)/分鐘以上高速的鋼領(lǐng)，是需要我們迫切研究和探索的課題。 軸承鋼鋼領(lǐng)是發(fā)展方向 隨著國外成套紡紗設(shè)備的進口，國外技術(shù)先進的鋼領(lǐng)也開始在我國使用。目前，國外鋼領(lǐng)在我國使用得Z多的是瑞士布雷克公司的鋼領(lǐng)，約占我國使用鋼領(lǐng)的5％～10％。由于其紡紗質(zhì)量穩(wěn)定、毛羽少而受到各棉紗廠的歡迎，但售價昂貴，每只售價為30元左右。 國外鋼領(lǐng)的優(yōu)勢引起國內(nèi)科研技術(shù)人員的重視，經(jīng)剖析、探討、研究，并結(jié)合國內(nèi)鋼材供應(yīng)等情況，我國于2001年在溫州地區(qū)及江浙部分廠家推出了軸承鋼鋼領(lǐng)及精密軸承鋼鋼領(lǐng)。由于其售價低，使用過程不用回磨拋光，而受到廠家的歡迎。 GCr15軸承鋼鋼領(lǐng)具有以下幾個特點： 一是含碳量高。棉紡鋼領(lǐng)仍采用20低碳鋼，經(jīng)碳氮共滲熱處理后其表面形成一層0.3毫米的含碳量達到共析鋼與過共析鋼的水平，淬火后得到針狀馬氏體，加殘余奧氏體，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)仍是原始組織。因此，其性能與國外軸承鋼的細(xì)小顆粒的馬氏體相比差距仍很大。GCr15軸承鋼鋼領(lǐng)也具有這樣的特點，特別體現(xiàn)在鋼領(lǐng)的耐磨性和使用壽命上，因而國外目前基本不采用碳素鋼，多數(shù)采用軸承鋼及合金鋼。 二是硬度高。硬度低的鋼材磨損量大，硬度高的鋼材磨損量小。隨著含碳量的提高，硬度及耐磨性也隨著提高。因而選用GCrl5高含碳量的軸承鋼，能提高鋼領(lǐng)的硬度和耐磨性。 三是淬透性好。GCrl5軸承鋼除具有較高的含碳量外，其含鉻量在1.6％左右；而鉻具有增加鋼的淬透性能，即能使鋼領(lǐng)的外表面到內(nèi)部基體組織的硬度一致，從而提高了鋼領(lǐng)的硬度、耐磨性和使用性能。 綜上所述，選用含碳量高、硬度大、含鉻較高、淬透性好的鋼材料制造鋼領(lǐng)，可以提高鋼領(lǐng)的耐磨性，并延長其使用壽命。因此，軸承鋼鋼領(lǐng)是我國更新?lián)Q代的產(chǎn)品，是今后鋼領(lǐng)發(fā)展的方向。 陶瓷鋼領(lǐng)的探討與研究 我國95％的鋼領(lǐng)都是以20鋼為材質(zhì)，經(jīng)C-N共滲后，其表面大多數(shù)以拋光形式出售。而鍍鉻鋼領(lǐng)、電解滲硫、離子鍍硫亞光自潤滑鋼領(lǐng)，各種不同的鍍、涂Ni-P、MoS2、鍍氟、類金鋼石鍍層、黑寶石鋼領(lǐng)等高新技術(shù)，都是在20鋼材上進行的表面處理，以提高其硬度和潤滑來滿足紡織廠的需求。但這些還遠遠不能滿足鋼領(lǐng)對高質(zhì)量紗線出口及噴氣織機的要求。 據(jù)德國塞拉姆(CEAM)工程陶瓷公司介紹，其公司所制造的陶瓷鋼領(lǐng)可使用10a，而陶瓷涂層鋼絲圈可使用12周。據(jù)報道，由于該產(chǎn)品具有耐高溫及氧化、硬度高、摩擦因數(shù)小、耐磨損等特點，受到技術(shù)人員的重視。 陶瓷鋼領(lǐng)是在金屬鋼領(lǐng)表面原位生長陶瓷層的新技術(shù)。該技術(shù)利用高電壓下陽極表現(xiàn)出微區(qū)弧光放電現(xiàn)象，通過等離子體化學(xué)，微區(qū)電弧和電化學(xué)反應(yīng)，在微區(qū)瞬間高溫?zé)Y(jié)作用下直接把基體金屬氧化成陶瓷，能極大地改善材料的耐磨損、耐腐蝕、耐熱等性能。 陶瓷鋼領(lǐng)的加工工藝為：金屬鋼領(lǐng)，微弧等離子體前處理，多級涂粒處理，特殊熱處理，特殊真空后處理，陶瓷鋼領(lǐng)。 陶瓷鋼領(lǐng)具有以下性能和特點：一是具有高硬度、抗磨表層，可在300HV~3000HV調(diào)控，可提高耐磨性8~50倍；二是具有高耐腐蝕表面及高溫耐氧化性能，可提高30倍；三是具有高熱穩(wěn)定，具有絕熱、隔熱表層；四是與基體結(jié)合力強大，軸向拉伸大于45MPa，剪切20MPa；五是能夠抑制生物、細(xì)菌表層。 具體說來，采用陶瓷表層，20鋼鋼電鍍硬鉻層的試樣在圓盤磨損機上進行磨損對比可以看出：剛開始時陶瓷層磨損量變化大，以后平穩(wěn)，其后磨損量接近于零；電解硬鉻層在開始表現(xiàn)出較好的耐磨性，而以后磨損量隨時間而迅速增加，呈線性上升趨勢，磨損加劇。可見，具有陶瓷層的鋼領(lǐng)具有較好的耐磨性。我國沿海及南方城市的棉紡織廠都采用鋼領(lǐng)烘房進行鋼領(lǐng)防銹蝕處理，因而希望鋼領(lǐng)具有良好的防腐蝕性能。陶瓷鋼領(lǐng)具有較小的摩擦系數(shù)，且摩擦系數(shù)按需可調(diào)，其值在0.1~0.3之間，有利于紡紗張力的減小，提高紡紗質(zhì)量。 綜上所述，陶瓷鋼領(lǐng)是一種新的表面處理技術(shù)，由于該產(chǎn)品硬度高、耐高溫氧化性能好，耐腐蝕性好，有較小的摩擦系數(shù)，是開發(fā)高速鋼領(lǐng)表面處理的新技術(shù)領(lǐng)域，值得我們進一步探索。為適應(yīng)25千轉(zhuǎn)/分鐘的細(xì)紗高速發(fā)展方向的需要，我國應(yīng)開展對陶瓷鋼領(lǐng)的探索與研究。