环锭细纱机在我国纺织工业中占有最高比例,而钢领是细纱机及捻线机上卷捻部分的关键零件之一,它与高速旋转的钢丝圈组成一对摩檫副,其工作条件恶劣(高速、高温、高压、单支撑面接触),易磨损、耗量大、更换频繁。同时,钢领的性能直接关系到纺纱质量及产品成本,为降低和稳定纺纱张力,减少断头,减少成纱毛羽,提高纺纱质量,节约钢材、能源,降低成本,就必须提高钢领的硬度、耐磨性、光洁度和减少其变形量,延长其使用寿命。目前,通常选用20钢为原材料制作钢领,为满足钢领对硬度、耐磨性、光洁度和变形量的要求,重庆润丰纺织机械专件有限公司对20钢制钢领采用井式炉气体碳氮共渗4小时后沙封缓冷至室温,然后在氰化钠盐浴中二次加热至高温淬火,最后低温回火。这在一定程度上保证了钢领的硬度和耐磨性,但该热处理工艺成本高,工艺周期长,生产率低;钢领因二次加热淬火增加了钢领的变形量,恶化了产品质量,降低了成材率;气体碳氮共渗所用的甲醇对神经具有损伤作用,同时加热盐浴炉所用的氰化钠具有剧烈毒性,对环境造成极大的污染。 本课题研究鉴于对钢领综合性能的要求和优化重庆润丰纺织机械专件有限公司的现行热处理制度,研制以55%KCl+45%NaCl作为基础盐,用“603”无毒液体渗碳剂+适量氯化氨+微量的稀土盐等作为“混合渗剂”,对20 钢制纺织钢领进行无毒液体C-N-Re共渗研究。首先,在实验室对小批量的钢领采用不同时间和不同共渗温度进行无毒液体C-N-Re共渗初试,检测共渗钢领的表面质量、变形量、硬度(包括显微硬度)和剥层碳含量,分析共渗钢领的金相组织,评定出共渗钢领的综合性能和共渗层组织最佳的共渗温度和共渗时间,制定中试的共渗热处理制度。其次,到厂方设计一类似于实际生产的共渗盐浴炉,利用初试总结出的共渗热处理制度对较大批量的钢领进行无毒液体C-N-Re共渗热处理中试,对钢领的综合性能和共渗层组织进行分析,当共渗钢领的综合性能和共渗层组织满足相关技术标准后,将中试产品进行装车实验,结果表明:用实验确定的渗剂配方和工艺参数是合理的,处理出的产品质量在使用性能达到了纺织行业的技术要求。最后,根据初试和中试制定出实用于大批量生产的共渗热处理工艺和共渗渗剂配方,配置共渗盐浴炉和淬火液,对钢领进行大批量无毒液体C-N-Re共渗生产,经对共渗产品的综合性能和共渗层组织分别进行测定和分析,结果表明:共渗产品的硬度和渗层深度均优于原气体共渗工艺,产品的变形量在相关标准规定范围内,共渗层组织也满足技术要求,并且20钢制纺织钢领的无毒液体C-N-Re共渗工艺时<WP=5>间大大缩短,降低了生产周期,提高了生产率。 最终,通过本课题的研究,为重庆润丰纺织机械专件有限公司开发出一生产周期短,成本低,污染小,产品质量优良的“无毒液体C-N-Re共渗工艺”。该工艺不但满足重庆润丰纺织机械专件有限公司,而且还实用类似于生产钢领的小型渗碳零件的企业。该工艺的推广运用将对降低产品成本、提高生产率和减少环境污染有极其重要的意义。