[发明专利]一种气流纺陶瓷假捻盘及假捻盘内表面陶瓷化处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于纺纱机械设备领域。

背景技术

气流纺纱(也称转杯纺纱)与环锭纺纱相比，具有工艺流程短、卷装容量大、速度快、产量高和劳动生产效率高等优点，是目前国内外各种新型纺纱方法中技术最为成熟、发展最为迅速且应用最为广泛的一种纺纱技术。作为气流纺纱器关键核心部件之一，假捻盘利用转杯的高速回转，使其与转杯内形成的纱线产生强烈的摩擦，并对纱线产生假捻的效果。虽然假捻盘的假捻作用并未改变成纱的设计捻度，但是纱线在转杯凝聚槽内剥离点前后的动态捻度增加，从而增加剥离点，使这个纺纱过程中最薄弱的环节成纱能力加强，促使纺纱顺利进行。

目前，气流纺纱机内使用的假捻盘主要分为两类：45钢镀铬假捻盘和烧结陶瓷假捻盘。经过长期生产实践发现，45钢镀铬假捻盘由于表面是采用电镀工艺，将铬原子沉淀于45钢基体而成，镀层厚度较薄并分布不均匀(0.03mm左右)，而且由于电镀工艺的限制，镀铬层中存在微孔、微裂纹和杂质等缺陷，在脉动剪切力的作用下，使镀层很快发生剥落现象，失去原有的保护作用，严重影响成纱质量。而陶瓷假捻盘通常选用的是金属氧化物(如：氧化铝、氧化钛)和碳化硅材料。在制造过程中先将陶瓷粉末烧结成型，然后将整个陶瓷芯体与金属托架粘合在一起，构成完整的假捻盘。采用这种粉末烧结工艺制造的假捻盘不仅表面均匀一致，而且其耐磨性也远优于镀铬假捻盘。但是金属氧化物粉末的制备过程复杂，制备效率低，而且粉末在烧结过程中工艺难度大，产品质量的可控性较差。这些因素都使得这种陶瓷假捻盘的成本高于一般企业对设备投入的预算，因此只能在少数高端材料中得以应用。

发明内容

本发明是为了解决传统镀铬假捻盘表面镀层分布不均匀、质量差、寿命短，以及粉末烧结陶瓷假捻盘生产成本高，工艺复杂的问题，现提供一种气流纺陶瓷假捻盘及假捻盘内表面陶瓷化处理的方法。

一种气流纺陶瓷假捻盘，该假捻盘的内表面镀有一层陶瓷膜，该层陶瓷膜的材料中包含有体积分数在80％至90％之间的Al₂O₃，该层陶瓷膜的厚度在20μm至70μm之间，硬度HV1200至HV1500之间，粗糙度在Ra2μm至3μm之间。

假捻盘内表面陶瓷化处理的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一：对假捻盘的表面进行氧化物陶瓷层制备，具体过程为：

将待处理的假捻盘固定在托架上，然后将假捻盘和托架整体浸入充有工作液的反应槽中，并保证待处理的假捻盘的开口与工作液液面平行；

根据要获得的假捻盘膜层厚度，设定直流脉冲电源的电压，然后利用直流脉冲电源在托架和反应槽之间施加直流脉冲；

利用内循环冷却泵对反应槽中的工作液直接进行冷却；

同时利用外冷却循环泵通过循环入口管和循环出口管对反应槽中的工作液与外冷却槽中的工作液进行循环冷却，保证循环入口管和循环出口管的进液速度和出液速度相同，反应槽中工作液的温度为20℃，外冷却槽中工作液的温度为15℃；

当加工电压达到上述设定值时，获得表面镀有氧化物陶瓷层的假捻盘，然后执行步骤二；

步骤二：对步骤一获得的假捻盘进行陶瓷层的重熔细化处理，具体过程为：

用清水清洗步骤一获得的假捻盘并烘干，然后将该假捻盘固定在激光器工作台上；

开启并调节激光器，使激光器输出的激光入射到假捻盘纱线输出端最大直径处；

使激光沿假捻盘周向以逆时针的顺序，呈螺旋式沿假捻盘纱线输出端的外径对假捻盘的内壁进行扫描；

当激光扫描完扫描终点所在圆周时，获得处理后的假捻盘；

所述扫描终点位于假捻盘喇叭状圆孔与筒状圆孔的交接线上。

本发明所述的一种气流纺陶瓷假捻盘，表面镀层为主要成分为氧化物的陶瓷，该陶瓷层基于假捻盘金属基体原位生长，与基体无明显分界，且表面致密无杂质、均匀、耐磨损，陶瓷层厚度可达50μm以上，硬度可达HV1500以上。

本发明所述的假捻盘内表面陶瓷化处理的方法，首先对假捻盘的表面进行氧化物陶瓷层制备，生成的氧化物陶瓷层的化学成分为金属氧化物，与采用陶瓷粉末压制烧结工艺所生产的假捻盘具有相同的化学成分，材料表面理化性能、粗糙度都能与粉末压制假捻盘相近，制备工艺简单、灵活，可以根据实际生产的不同需求，通过调节电解液、电源参数，从而制备所需性能膜层，且生产成本远低于传统陶瓷假捻盘所需成本；然后再对陶瓷层进行重熔细化处理，细化后表面均匀、耐磨，延长了假捻盘在设备上的服役时间。