我國是世界紡織制造大國，擁有環(huán)錠細紗機錠數(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，鋼領是環(huán)錠紡紗機對紗線加捻和卷繞的關鍵元件。鋼絲圈在鋼領上以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，是需要我們迫切研究和探索的課題。 軸承鋼鋼領是發(fā)展方向 隨著國外成套紡紗設備的進口，國外技術先進的鋼領也開始在我國使用。目前，國外鋼領在我國使用得Z多的是瑞士布雷克公司的鋼領，約占我國使用鋼領的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。 國外鋼領的優(yōu)勢引起國內(nèi)科研技術人員的重視，經(jīng)剖析、探討、研究，并結合國內(nèi)鋼材供應等情況，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及精密軸承鋼鋼領。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軸承鋼鋼領具有以下幾個特點： 一是含碳量高。棉紡鋼領仍采用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)部的結構仍是原始組織。因此，其性能與國外軸承鋼的細小顆粒的馬氏體相比差距仍很大。GCr15軸承鋼鋼領也具有這樣的特點，特別體現(xiàn)在鋼領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，即能使鋼領的外表面到內(nèi)部基體組織的硬度一致，從而提高了鋼領的硬度、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，可以提高鋼領的耐磨性，并延長其使用壽命。因此，軸承鋼鋼領是我國更新?lián)Q代的產(chǎn)品，是今后鋼領發(fā)展的方向。 陶瓷鋼領的探討與研究 我國95％的鋼領都是以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、電解滲硫、離子鍍硫亞光自潤滑鋼領，各種不同的鍍、涂Ni-P、MoS2、鍍氟、類金鋼石鍍層、黑寶石鋼領等高新技術，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，受到技術人員的重視。 陶瓷鋼領是在金屬鋼領表面原位生長陶瓷層的新技術。該技術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，微區(qū)電弧和電化學反應，在微區(qū)瞬間高溫燒結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。 陶瓷鋼領的加工工藝為：金屬鋼領，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。 陶瓷鋼領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；四是與基體結合力強大，軸向拉伸大于45MPa，剪切20MPa；五是能夠抑制生物、細菌表層。 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?？梢?，具有陶瓷層的鋼領具有較好的耐磨性。我國沿海及南方城市的棉紡織廠都采用鋼領烘房進行鋼領防銹蝕處理，因而希望鋼領具有良好的防腐蝕性能。陶瓷鋼領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，陶瓷鋼領是一種新的表面處理技術，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)高速鋼領表面處理的新技術領域，值得我們進一步探索。為適應25千轉(zhuǎn)/分鐘的細紗高速發(fā)展方向的需要，我國應開展對陶瓷鋼領的探索與研究。