[发明专利]涂覆复合电镀层的织纱导向组件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工及纺织设备领域，尤其涉及一种耐磨特性及导热性良好的涂覆复合电镀层的织纱导向组件及其制作方法。

背景技术

纺织纤维如棉、人造丝、聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰胺、羊毛，丙烯酸类、弹性纤维或其他弹性纤维等，都要将纺织纤维利用纺织机编织成为织布(织衣)。织纱导向组件为纺织机上的重要部件，如综片(heald、heddle、harness wire、guard wire，又称为综丝、综线等)、筘片(heddle hook)、申克片(sinker，又称为沉降片等)、钢筘(reed、loom reed、dent reed)、停经片(dropper)、纺针(knitting needle)等。纺织机的车速高，一般在600～1000转/min以上，织纱对织纱导向组件的摩擦和冲击次数约为600～1000次/min，被引入织口的织纱随着上、下层经纱的交织，纬纱的弯曲程度增加，经纱变形附加张应力使得纬纱对织纱导向组件产生相对的作用力，加上织纱纤维特性和浆料等因素，加剧了织纱导向组件(如综片的综眼)的磨损，这种磨损属于摩擦磨损、反复冲击疲劳、应力腐蚀等多种模式的复杂交互作用。例如，综片是一个长条型薄片结构，中间有综眼，纺织纤维的经纱在综眼内往复性地滑移，经纱对综眼形成切割状的滑动摩擦，在长时间、高强度的摩擦作用下，综眼附近因摩擦及热累积而产生毛边，一旦经纱被割伤形成起毛起球严重，原本紧密的纱体结构变得疏松无序，纱体单位截面内纤维根数减少，导致经纱条恶化，直至发生经纱断线。经纱断线导致纺织机频繁停车更换综片，严重影响纺织机工作效率，同时也造成布面瑕疵问题，降低成品等级；类似的情况也发生在筘片、申克片、钢筘、停经片、或纺针上。尤其化纤、消光丝或倍捻纱等纺织纤维在织布时，更要降低纺织机的转速，以降低织纱导向组件(如综片)磨损，这也直接造成产率低、成本高的问题，这是纺织业界急待解决的问题。

常见的织纱导向组件(如综片)是使用金属薄片，如高碳钢片或不锈钢作为原料，经过冲压与抛光制成的。不锈钢或金属制的织纱导向组件(如综片)，具有较好的机械强度，对于棉线类的经纱大约可承受约5000～10000公尺，但对于更强韧的聚酯线则降低至3000～5000公尺；为此，日本专利JP2001516814公开使用电镀镍、树酯硬化层、氮化硬化或制成的全瓷表面；美国专利US 7757516、US6230756公开使用真空电镀(CVD、PVD等)涂覆二氧化硅(silica)；中国专利CN 102851825 A公开在综片本体表面利用雷射涂覆厚度为50～200μm的纳米陶瓷涂层，纳米陶瓷涂层是在陶瓷中加入或生成纳米级颗粒、晶须、芯片纤维等；中国专利公开号CN200940182公开在综片的综眼周缘涂覆光滑的高强度耐磨材料(如搪瓷釉层、合金镀层、聚四氟乙烯、聚全氟层)，或综眼由光滑的高强度耐磨材料制成；或如中国专利公开号CN201220317942.9公开在综眼嵌入陶瓷圈；这些技术目的是降低经纱的摩擦系数，可在一定程度内减少经纱的摩擦损伤，但此类技术虽然可以延长织纱导向组件的寿命，但对于数量庞大的织纱导向组件涂覆不易、价格昂贵，仍难以推广使用。

对于钢筘或停经片等织纱导向组件，类似的技术也被研究而公开，如德国斯巴力克(Spaleck)公司产品、中国专利公开号201210345825.8等使用电镀硬铬处理，如图1，在不锈钢停经片91上先电镀2～8μm的电镀镍耐磨层，再电镀1～3μm的电镀铬层。虽然电镀硬铬表面硬度相对于电镀镍层较硬，若经特别处理硬度可达1000HV，但其存在使用Cr⁶⁺的环保问题，并且因为电镀硬铬镀层应力大，无法承受长期的反复冲击疲劳、应力腐蚀，造成电镀铬层破裂或磨损，反而造成容易切割的痕道及毛边。欧洲专利EP0485633、美国专利US5511587、中国专利公开号201220262380.2公开使用硫酸镍电镀浴，将类钻(DLC)、碳化硅(SiC)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铬(Cr₂O₃)等耐磨颗粒与电镀镍共沉积在异形钢筘片或其他织纱导向组件上，例如厚度为5～20μm、1～10μm等，达到表面硬度1000-2000HV以上、表面摩擦系数0.14以下；又如欧洲专利EP0550752公开在碳化钛或其他碳化物、氧化物、电镀铬上涂覆DLC，以达到高耐磨的目的，然而这种纳米颗粒的合金化学复合层存在附着力不良、制作成本过高等问题，也难推广使用。