棉纺钢领发展的前沿趋势

我国是世界纺织制造大国，拥有环锭细纱机锭数约8000万枚，数量位居世界前几。环锭纺纱机的“环”即指钢领，钢领是环锭纺纱机对纱线加捻和卷绕的关键元件。钢丝圈在钢领上以17千转/分钟的高速摩擦运转，对高速纺纱制造和产品质量影响很大，钢丝圈线速度高，产量也大大提高。

    我国20钢的钢领使用周期为8个月~12个月，而且在制造中使用3个月要下机进行磨砺抛光处理，再上机使用，以致消耗大量的物力、人力、财力。因而提高钢领的使用寿命，纺高品质的纱，以及研发适用于锭子20千转/分钟以上高速的钢领，是需要我们迫切研究和探索的课题。

    轴承钢钢领是发展方向

    随着国外成套纺纱设备的进口，国外技术先进的钢领也开始在我国使用。目前，国外钢领在我国使用得最多的是瑞士布雷克公司的钢领，约占我国使用钢领的5％～10％。由于其纺纱质量稳定、毛羽少而受到各棉纱厂的欢迎，但售价昂贵，每只售价为30元左右。

    国外钢领的优势引起国内科研技术人员的重视，经剖析、探讨、研究，并结合国内钢材供应等情况，我国于2001年在温州地区及江浙部分厂家推出了轴承钢钢领及精密轴承钢钢领。由于其售价低，使用过程不用回磨抛光，而受到厂家的欢迎。

    GCr15轴承钢钢领具有以下几个特点：

    一是含碳量高。棉纺钢领仍采用20低碳钢，经碳氮共渗热处理后其表面形成一层0.3毫米的含碳量达到共析钢与过共析钢的水平，淬火后得到针状马氏体，加残余奥氏体，内部的结构仍是原始组织。因此，其性能与国外轴承钢的细小颗粒的马氏体相比差距仍很大。GCr15轴承钢钢领也具有这样的特点，特别体现在钢领的耐磨性和使用寿命上，因而国外目前基本不采用碳素钢，多数采用轴承钢及合金钢。

    二是硬度高。硬度低的钢材磨损量大，硬度高的钢材磨损量小。随着含碳量的提高，硬度及耐磨性也随着提高。因而选用GCrl5高含碳量的轴承钢，能提高钢领的硬度和耐磨性。

    三是淬透性好。GCrl5轴承钢除具有较高的含碳量外，其含铬量在1.6％左右；而铬具有增加钢的淬透性能，即能使钢领的外表面到内部基体组织的硬度一致，从而提高了钢领的硬度、耐磨性和使用性能。

    综上所述，选用含碳量高、硬度大、含铬较高、淬透性好的钢材料制造钢领，可以提高钢领的耐磨性，并延长其使用寿命。因此，轴承钢钢领是我国更新换代的产品，是今后钢领发展的方向。

    陶瓷钢领的探讨与研究

    我国95％的钢领都是以20钢为材质，经C-N共渗后，其表面大多数以抛光形式出售。而镀铬钢领、电解渗硫、离子镀硫亚光自润滑钢领，各种不同的镀、涂 Ni-P、MoS2、镀氟、类金钢石镀层、黑宝石钢领等高新技术，都是在20钢材上进行的表面处理，以提高其硬度和润滑来满足纺织厂的需求。但这些还远远不能满足钢领对高质量纱线出口及喷气织机的要求。

    据德国塞拉姆(CEAM)工程陶瓷公司介绍，其公司所制造的陶瓷钢领可使用10a，而陶瓷涂层钢丝圈可使用12周。据报道，由于该产品具有耐高温及氧化、硬度高、摩擦因数小、耐磨损等特点，受到技术人员的重视。

    陶瓷钢领是在金属钢领表面原位生长陶瓷层的新技术。该技术利用高电压下阳极表现出微区弧光放电现象，通过等离子体化学，微区电弧和电化学反应，在微区瞬间高温烧结作用下直接把基体金属氧化成陶瓷，能大地改善材料的耐磨损、耐腐蚀、耐热等性能。

    陶瓷钢领的加工工艺为：金属钢领，微弧等离子体前处理，多级涂粒处理，特殊热处理，特殊真空后处理，陶瓷钢领。

    陶瓷钢领具有以下性能和特点：一是具有高硬度、抗磨表层，可在300HV~3000HV调控，可提高耐磨性8~50倍；二是具有高耐腐蚀表面及高温耐氧化性能，可提高30倍；三是具有高热稳定，具有绝热、隔热表层；四是与基体结合力强大，轴向拉伸大于45MPa，剪切20MPa；五是能够抑制生物、细菌表层。

    具体说来，采用陶瓷表层，20钢钢电镀硬铬层的试样在圆盘磨损机上进行磨损对比可以看出：刚开始时陶瓷层磨损量变化大，以后平稳，其后磨损量接近于零；电解硬铬层在开始表现出较好的耐磨性，而以后磨损量随时间而迅速增加，呈线性上升趋势，磨损加剧。可见，具有陶瓷层的钢领具有较好的耐磨性。我国沿海及南方城市的棉纺织厂都采用钢领烘房进行钢领防锈蚀处理，因而希望钢领具有良好的防腐蚀性能。陶瓷钢领具有较小的摩擦系数，且摩擦系数按需可调，其值在 0.1~0.3之间，有利于纺纱张力的减小，提高纺纱质量。

    综上所述，陶瓷钢领是一种新的表面处理技术，由于该产品硬度高、耐高温氧化性能好，耐腐蚀性好，有较小的摩擦系数，是开发高速钢领表面处理的新技术领域，值得我们进一步探索。为适应25千转/分钟的细纱高速发展方向的需要，我国应开展对陶瓷钢领的探索与研究。