[發明專利]一種提高鋼領表面耐磨性的方法

無效

• 申請號: 201310754112.1
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103710677A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 常鵬鵬;孔永華;袁俊
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發明屬于鋼領表面處理領域，特別涉及一種提高鋼領表面耐磨性的方法。

背景技術

鋼領是環錠細紗機上的關鍵元件，它與高速運轉的鋼絲圈組成一對摩擦副，實現對紗線的加捻和卷繞。鋼領在環錠紡中所起的作用舉足輕重，它的耐磨性能的好壞直接影響著成紗毛羽，細紗斷頭等紡紗質量以及紡紗效率。

目前對于鋼領表面處理的方法主要有表面拋光、表面滲硫、化學鍍Ni-P和鍍鉻等方法。但是對于以上的處理方法，除了鍍鉻鋼領得到了實際應用和推廣外，其它均沒有在市場上得到大范圍的推廣。造成這種狀況的主要原因有技術不成熟、使用壽命沒有得到大幅度提高、成本較高等。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高鋼領表面耐磨性的方法，該方法處理過的鋼領表面光滑致密，均勻性較好，表面膜具有典型的類金剛石結構，硬度較高，膜與鋼領結合強度高，摩擦系數低至0.1～0.15，且磨損率較小，與傳統的鍍Cr鋼領和光面鋼領相比性能上有了很大的提高。

本發明的一種提高鋼領表面耐磨性的方法，該方法采用中頻非平衡磁控濺射技術在鋼領表面進行類金剛石（Diamond-like?carbon，DLC）鍍膜；

所述的中頻非平衡磁控濺射技術的具體操作包括：

（1）將石墨靶材進行轟擊清理，去除其表面的雜質；

（2）基片前期處理：用丙酮洗去鋼領基體上的油污，然后放在酒精中進行超聲波震蕩洗滌，再用去離子水清洗，最后用酒精洗滌并立即烘干放入干燥皿中；

（3）基片后期處理：在真空室中，用Ar⁺對經過步驟（2）處理后的鋼領基體進行濺射清洗5min左右；

（4）利用步驟（1）處理后的石墨靶材在步驟（3）得到鋼領基片表面制備薄膜，即可。

步驟（1）中所述的石墨靶材為具有高強度、高密度和高純度的圓形石墨靶材，其尺寸為直徑150mm，厚度30mm。

所述的中頻非平衡磁控濺射技術中鍍膜功率控制在8kW，負偏壓設置為120V。

得到的處理后的鋼領的摩擦系數為0.1～0.15。

本發明采用的在紡織用鋼領表面進行DLC鍍膜的方法是通過磁控濺射來實現。其工作原理為在陰極靶和陽極靶即鋼領表面之間加電場，電子在電場E的作用下，在飛向陽極靶鋼領表面過程中與氬原子發生碰撞，使其電離產生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向鋼領表面，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在鋼領表面即形成DLC類金剛石薄膜。

有益效果：

經過本發明處理后的鋼領兼具優異的減摩和抗磨性能，表面光滑致密，均勻性較好，表面膜具有典型的類金剛石結構，硬度較高，膜與鋼領結合強度高，摩擦系數低至0.1～0.15，且磨損率較小，與傳統的鍍Cr鋼領和光面鋼領相比性能上有了很大的提高。

附圖說明

圖1、鋼領表面鍍DLC膜結構示意圖；

圖2、不同功率下鍍DLC膜鋼領表面的摩擦系數變化曲線。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

本發明采用的在紡織用鋼領表面進行DLC鍍膜的方法是通過磁控濺射來實現，首先要選擇具有高強度、高密度和高純度的圓形石墨靶材，接著對石墨靶材和基片進行處理，去除各自表面的油污等提高薄膜與基體結合強度，最后再進行制備薄膜。其鍍膜功率控制在8kW，負偏壓設置為120V。其工作原理為在陰極靶和陽極靶即鋼領表面之間加電場，電子在電場E的作用下，在飛向陽極靶鋼領表面過程中與氬原子發生碰撞，使其電離產生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向鋼領表面，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在鋼領表面即形成DLC類金剛石薄膜。

圖1為鋼領表面鍍DLC膜結構示意圖，在類金剛石膜中，sp3鍵的含量越多，薄膜的性能越接近金剛石，耐磨性就越好；

從圖2中可以得出，功率控制在8KW時，鋼領表面的摩擦系數是最小的，耐磨性也就是最好的。