[发明专利]梭夹用金属材料的热处理强化工艺

说明书

本发明属于金属材料及热处理领域。

片梭织机中的片梭由梭夹及外面的梭壳组成，经二个小销钉铆接成为一体。片梭的使用寿命主要决定内部梭夹，梭夹的主要工作部份是两个对称的臂，工作时在织机右侧打开钩的作用下，使两臂开闭夹住纬纱，将片梭投向另一侧时，左侧的打开钩使两臂再次打开，吐出纬纱，即片梭在完成一次引纬时，两臂开合两次。所以两臂根部承受最大的弯矩是危险的工作断面。如图1的A处，为了能夹住纬纱，梭夹的尖端应保持1.9-2kg的夹持力，图1中的C处，因此要求两臂应有足够的强度，以保持工作1000万次时夹持力不得小于1.9公斤力。当梭夹夹住纬纱在织机上来回快速移动时，会产生较大摩擦力，纬纱会使夹纱面磨出沟槽，因此要求夹纱面要有足够硬度，否则会使梭夹夹不住纱线而失效。当前我国一些单位所研制的片梭使用寿命为200万次，用于制造梭夹材料为50GrV和45CrNiMoV，其成形工艺为：机加→热处理840℃淬火，420℃回火→机加→二次加工→喷丸。用此材料及工艺制做的梭夹存在着使用寿命短，约200万次，梭夹臂根部强度不够，梭夹臂的应力松驰，低于1.9公斤，夹纱面上出现小沟槽致使梭夹报废。在国际上瑞士制造梭夹用材料为55Cr4MoVNi（德国钢号45CrMoV67），梭壳材料为55SiCr（德国钢号67SiCr5），这些材料较为昂贵，不适合我国的国情。

本发明的目的为针对上述情况和我国当前纺织业大力发展中急待解决的问题而研制的，近年来我国从瑞士和其它国家共进口了1000多台片梭织机，我国已在更新老式纺织机械，生产出高质量的片梭是一重大的课题。

本发明的要点是将化学成份为0.3-0.72%C，0.2-0.8%Si，0.4-1.0%Mn，0.1-0.3%Ni，0.9-3.0%Cr，0.4-1.5%Mo，0.1-0.9%V的钢制梭夹按如下工艺方法进行强韧化热处理加工，晶粒细化：梭夹坯锻造后，将其加热到900-950℃，保温3小时，随炉冷却;粗加工后进行调质处理：加热到850-900℃油冷，500℃回火;在半成品粗磨后进行第一次去除应力退火：温度为200-400℃并保温两小时炉冷;在钻孔以及精磨之后，进行第二次去除应力退火：此时在保护气氛中加热到200-400℃保温两小时炉冷;在梭夹加工成型后，进行梭夹整体热处理;然后进行离子渗氮处理：加热温度400-580℃时保温4小时，炉冷到200℃以下出炉;再进行喷丸强化处理：喷丸强度为A级;最后对梭夹尖端进行局部热处理：加热到1000-1200℃空冷。

梭夹臂截面甚小，却承受较高的载荷尤其是根部，因此要求使用适宜的金属材料。在上述使用的钢材中碳含量是为了保证有足够的强度和弹性，含铬是为了增加淬透性，减小淬火变形和内应力，并提高渗氮层的硬度。钢中钼的含量也较多，这可以防止回火脆性，增加回火抗力，也可增加渗氮层的硬度。含有钒可细化晶粒，镍的作用与铬相似。

梭夹是片梭的关键部件，为了得到高弹性和高强度，并且保持高寿命（1×10⁷次）的同时，夹纱面的夹持力不得低于1.9公斤。因此热处理的淬火和回火要保护梭夹表面，不得因热处理的淬火和回火而损伤，随后的离子氮化可以使工件表面形成合适的压应力，得到高的疲劳寿命，氮化层深在0.05～0.25mm之间为宜。表面硬度在HV950～1200。在加工中间有几次去除应力退火是避免加工中出现变形，形变强化和局部强化是为了增加整体强度和尖端的耐磨性，热处理的核心除保证梭夹有足够的强度和弹性外，更重要的是在热处理后要保持有足够的夹持力，范围在1.9-2.1公斤。

我国引进1150台片梭织机，因织布（塑）料幅宽不同，每台机器配带11～20把片梭，以平均每台配15把计算，每把130美元，则：

每年节约1150×15×130＝2242500美元

表1    梭夹的疲劳寿命试验数据

试验 超过10⁷次

试验日期    合格率    备注（不合格原因）

件数    件数

第一批    84年11月    15    5    33%    加工不当，热处理不当

第二批    85年2月    14    13    损坏者因材料中有一缺陷

第三批    85年4月    15    15    100%

第四批    86年3月    15    15    100%

第五批    86年5月    15    15    100%