納米金剛石復(fù)合鍍鋼領(lǐng)的制備及工藝優(yōu)化

王顯方， 烏軍鋒， 尹 勇

(1. 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 陜西 咸陽(yáng) 712000； 2. 咸陽(yáng)恒億紡織器材有限公司, 陜西 咸陽(yáng) 712000)

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納米金剛石復(fù)合鍍鋼領(lǐng)的制備及工藝優(yōu)化

王顯方1， 烏軍鋒1， 尹 勇2

(1. 陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 陜西 咸陽(yáng) 712000； 2. 咸陽(yáng)恒億紡織器材有限公司, 陜西 咸陽(yáng) 712000)

為探討納米復(fù)合鍍鋼領(lǐng)的表面粗糙度、顯微硬度、磨損率和對(duì)成紗毛羽及斷頭率的影響，制備了納米金剛石復(fù)合鍍鋼領(lǐng)。運(yùn)用復(fù)合鍍技術(shù)對(duì)普通鋼領(lǐng)表面進(jìn)行處理，選擇制備過程中納米金剛石含量、施鍍溫度和pH值3個(gè)主要工藝參數(shù)，進(jìn)行了正交試驗(yàn)。結(jié)果表明：較優(yōu)的制備工藝為：納米金剛石含量20 g/L、溫度85 ℃、pH值5.0；制備的鋼領(lǐng)表面粗糙度為0.18 μm，顯微硬度為635.8 HV，磨損量為1.4%，成紗毛羽指數(shù)為2.18，斷頭率為3根/(千錠·h)。

鋼領(lǐng)； 納米金剛石； 復(fù)合鍍層； 顯微硬度； 表面粗糙度； 磨損率

鋼領(lǐng)是環(huán)錠細(xì)紗機(jī)上的關(guān)鍵器材，其性能好壞直接影響成紗毛羽和細(xì)紗斷頭等紡紗質(zhì)量以及紡紗效率，在環(huán)錠紡中起重要的作用，是實(shí)現(xiàn)環(huán)錠細(xì)紗機(jī)從低速型向高速型轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵部件之一[1]。

目前國(guó)內(nèi)棉紡企業(yè)使用的普通化學(xué)鍍鋼領(lǐng)具有硬度低、光潔度差、耐磨性低、壽命短和走熟期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。進(jìn)口鋼領(lǐng)雖然使用性能優(yōu)良，但價(jià)格昂貴，在國(guó)內(nèi)難以廣泛應(yīng)用。為此本文研究開發(fā)了一種納米金剛石復(fù)合鍍鋼領(lǐng)，并運(yùn)用正交試驗(yàn)對(duì)其表面粗糙度、顯微硬度、磨損率和紡紗性能進(jìn)行分析，期望為納米復(fù)合鍍技術(shù)在鋼領(lǐng)表面處理工藝的廣泛應(yīng)用提供參考。

1 試樣制備

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

選用PG1-4254型20#低碳鋼經(jīng)過熱處理后的鋼領(lǐng)180只作為試樣。納米金剛石顆粒(30 nm，水懸浮液10～30 g/L)、硫酸鎳、氯化鎳、次磷酸鈉、乳酸、穩(wěn)定劑、氫氧化鈉、碳酸鈉、硅酸鈉、硫酸、鹽酸等試劑若干。

1.2 主要儀器與設(shè)備

HH-4型數(shù)顯恒溫水浴鍋、超聲波清洗器、HVS-1000A型顯微硬度計(jì)、金相試樣拋光機(jī)、JSM-6360LV型掃描電鏡、CS300電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)、烘箱和穩(wěn)壓電源等。

1.3 制備工藝

1.3.1 鍍前預(yù)處理

將試樣放置在用氫氧化鈉(質(zhì)量濃度為45 g/L)、碳酸鈉(質(zhì)量濃度為35 g/L)、硅酸鈉(質(zhì)量濃度為6 g/L)配置的混合溶液中，加熱至90 ℃浸泡20 min進(jìn)行除油，在質(zhì)量濃度為30 g/L硫酸溶液中浸泡2 min進(jìn)行除銹，然后在超聲波震蕩器中清洗8 min，最后在50 ℃質(zhì)量濃度為50 g/L的鹽酸溶液中浸泡、活化15 min，水洗后晾干待用。

1.3.2 納米金剛石鎳磷復(fù)合鍍液的制備

由于納米金剛石顆粒具有最高的硬度和耐磨性，但缺點(diǎn)是應(yīng)力高，穩(wěn)定性差，結(jié)合力低，若在鎳磷鍍液中加入一定量的納米金剛石晶粒，在化學(xué)鍍過程中就可形成一層細(xì)化的、致密的晶體復(fù)合電鍍層[2]，提高鋼領(lǐng)的硬度和耐磨性，使摩擦副摩擦因數(shù)降低，提高鋼領(lǐng)的使用壽命。為此將硫酸鎳(質(zhì)量濃度為300 g/L)、氯化鎳(質(zhì)量濃度為45 g/L)、次磷酸鈉(質(zhì)量濃度為40 g/L)、乳酸(濃度為25 mol)和穩(wěn)定劑(濃度為5 mol)的混合液，分別倒入3個(gè)恒溫水浴鍋中，初步加熱，通過低速機(jī)械攪拌方式使鍍液充分混合均勻，并用10%稀硫酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值大小。然后分別加入含量為10%、20%和30%的金剛石納米粒子(純度大于99.9%、平均粒徑為30 nm)，經(jīng)超聲波分散一定時(shí)間后，制備出3種納米金剛石鎳磷復(fù)合鍍液待用。

1.3.3 納米復(fù)合鍍形成過程

將預(yù)處理過的鋼領(lǐng)分9組，每組10只分別放入已配置好的納米金剛石鎳磷復(fù)合鍍液中，電鍍120 min左右，pH值控制在4.5～5.5，溫度為80～90 ℃，電流密度為1～3 A/dm2。并結(jié)合超聲波的機(jī)械振蕩作用，最終形成組織性能較好、復(fù)合量較高的鍍層。

1.3.4 保護(hù)層形成過程

在納米復(fù)合鍍層的基礎(chǔ)上，再進(jìn)行普通鍍鎳60 min，形成保護(hù)層。

1.3.5 自潤(rùn)滑層形成過程

將長(zhǎng)碳鏈末帶有活性基的脂肪酸和醇類有機(jī)化合物材料放入槽內(nèi)，升溫至80～90 ℃溶化，攪拌均勻。將已電鍍過保護(hù)層的鋼領(lǐng)浸入上述溶液內(nèi)20～25 min，使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成自潤(rùn)滑層[3]。

1.3.6 烘 干

將經(jīng)過上述處理的鋼領(lǐng)取出用甩干機(jī)甩干，然后散放入盤中，放到110～120 ℃的烘箱干燥50～60 min后進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 正交試驗(yàn)因素及水平的確定

采用3因素3水平正交試驗(yàn)，分析納米金剛石含量、施鍍溫度和pH值3個(gè)主要工藝參數(shù)對(duì)鋼領(lǐng)性能的影響，從而獲得最佳工藝方案，因素水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

2.2 試驗(yàn)方案與結(jié)果

綜合L9(33)正交試驗(yàn)9 組試驗(yàn)方案，總體評(píng)價(jià)各組試驗(yàn)的平均表面粗糙度、平均顯微硬度和平均磨損量、成紗毛羽和千錠時(shí)斷頭數(shù)等5項(xiàng)指標(biāo)，以顯微硬度為重點(diǎn)考核項(xiàng)目，最后找出較優(yōu)工藝的試驗(yàn)組合。L9(33)正交試驗(yàn)9 種試驗(yàn)方案鋼領(lǐng)各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表2所示。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.3.1 各因素對(duì)表面粗糙度的影響

鋼領(lǐng)表面的粗糙度對(duì)鋼領(lǐng)磨損的影響較大。粗糙度低的鋼領(lǐng)與鋼絲圈間的摩擦因數(shù)小，磨損量少，使用周期長(zhǎng)，所以要提高鋼領(lǐng)使用性能和壽命,必須降低鋼領(lǐng)工作表面的粗糙度[4]。通過計(jì)算得到各項(xiàng)因素各水平相應(yīng)的3 次平均表面粗糙度之和與極差，結(jié)果見表3。

表2 正交試驗(yàn)方案及結(jié)果對(duì)比表

表3 平均表面粗糙度各水平之和與極差

粗糙度指標(biāo)數(shù)值較低者較優(yōu)。由表3中的極差計(jì)算可知，對(duì)表面粗糙度影響因素的大小依次為A>C>B。較優(yōu)的因素搭配為A2B2C1。

2.3.2 各因素對(duì)顯微硬度的影響

顯微硬度是評(píng)價(jià)鋼領(lǐng)性能的重要指標(biāo)，硬度高的鋼領(lǐng)一方面減少了幾何尺寸的形變，另一方面提高了鋼領(lǐng)的耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，從而提高鋼領(lǐng)的使用性能和壽命。本文試驗(yàn)用HXS-1000A 型顯微硬度儀對(duì)各試樣表面進(jìn)行硬度測(cè)量，加載質(zhì)量為200 g，時(shí)間為10 s，每個(gè)試樣測(cè)7個(gè)點(diǎn)，除去最大值和最小值后取算術(shù)平均值。通過計(jì)算得到各項(xiàng)因素各水平相應(yīng)的3 次平均顯微硬度之和與極差，結(jié)果見表4。

表4 平均顯微硬度各水平之和與極差

顯微硬度指標(biāo)較高者較優(yōu)。由表4中的極差計(jì)算可知，對(duì)顯微硬度影響因素的大小順序依次為A>B>C。較優(yōu)的因素搭配為A2B2C2。

2.3.3 各因素對(duì)磨損率的影響

鋼領(lǐng)與鋼絲圈之間的磨損有粘著磨損和熱疲勞磨損2種形式[5]，磨損率大的鋼領(lǐng)會(huì)導(dǎo)致鋼絲圈運(yùn)行不穩(wěn)定，造成紗線毛羽增多、惡化條干和增加斷頭。本文試驗(yàn)用MM-200型摩擦磨損試驗(yàn)儀對(duì)各試樣表面進(jìn)行熱疲勞磨損下的磨損量測(cè)量，測(cè)試條件：上摩擦環(huán)采用硬度為HV850的45#低碳鋼，接觸表面粗糙度為0.1 μm，下摩擦環(huán)為制備的納米復(fù)合鍍鋼領(lǐng)試樣，溫度為18 ℃～25 ℃，空氣相對(duì)濕度為30%～50%。在運(yùn)行速度為0.1 m/s、載荷為0.65 kN條件下[6]，通過計(jì)算得到各項(xiàng)因素各水平相應(yīng)的3 次平均磨損率之和與極差，結(jié)果見表5。

表5 平均磨損率各水平之和與極差

磨損率指標(biāo)數(shù)值較小者較優(yōu)。由表5中的極差計(jì)算可知，對(duì)磨損率影響因素的大小順序依次為A>B>C。較優(yōu)的因素搭配為A2B2C2。

2.3.4 各因素對(duì)毛羽指數(shù)H的影響

毛羽指數(shù)H是影響紗線外觀和風(fēng)格的一個(gè)重要質(zhì)量指標(biāo),毛羽指數(shù)越小越好。毛羽指數(shù)大，毛羽多、長(zhǎng)，會(huì)影響紗線手感與光澤，在織造工序易造成開口不清，斷頭增多等不良后果，其織物易起毛起球等，甚至?xí)霈F(xiàn)橫檔疵點(diǎn)，嚴(yán)重影響染色布的外觀質(zhì)量[7]，本試驗(yàn)采用制備的90只納米復(fù)合鍍鋼領(lǐng)，在FA506細(xì)紗機(jī)上，配套FU 10/0型鋼絲圈，粗紗定量為4.5 g/10 m，錠子速度為19 500 r/min，紡制精梳14.5 tex純棉紗。選用YG172毛羽儀(測(cè)試長(zhǎng)度10 m，測(cè)試速度30 m/min，每管測(cè)試20 次)，在測(cè)試溫度為(20±3) ℃，相對(duì)濕度為(65±3)%下，通過計(jì)算得到各項(xiàng)因素各水平相應(yīng)的3 次平均毛羽指數(shù)之和與極差，結(jié)果見表6。

表6 平均毛羽指數(shù)各水平之和與極差

由表6的極差計(jì)算可知，對(duì)毛羽指數(shù)影響因素的大小順序依次為A>C>B。較優(yōu)的因素搭配為A2B2C2。

2.3.5 各因素對(duì)細(xì)紗斷頭的影響

細(xì)紗千錠時(shí)斷頭數(shù)是紡紗生產(chǎn)重要的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)之一，降低細(xì)紗斷頭率不僅可降低用棉成本，而且是當(dāng)前棉紡企業(yè)擴(kuò)大看臺(tái)數(shù)、減少用工成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑之一。降低細(xì)紗斷頭率與提高紗線強(qiáng)力、提高條干均勻度、減少細(xì)節(jié)與粗節(jié)、降低紗疵等工作密切相關(guān)[8]。本文試驗(yàn)采用的紡紗設(shè)備及試驗(yàn)條件同毛羽試驗(yàn)，用秒表記錄將細(xì)紗機(jī)單錠每小時(shí)斷頭數(shù)折算出千錠每小時(shí)斷頭數(shù)(取整數(shù))。最后通過計(jì)算得到各項(xiàng)因素各水平相應(yīng)的3 次平均斷頭數(shù)之和與極差，結(jié)果見表7。

表7 平均斷頭數(shù)各水平之和與極差

由表7的極差計(jì)算可知，對(duì)細(xì)紗斷頭影響因素的大小順序依次為A>C>B。較優(yōu)的因素搭配為A2B2C2。

綜合考慮，在5項(xiàng)指標(biāo)中，A2B2是一致的，5項(xiàng)指標(biāo)為C2，故很容易得出較優(yōu)方案為A2B2C2。

2.4 各因素對(duì)測(cè)試指標(biāo)影響趨勢(shì)分析

2.4.1 納米金剛石含量對(duì)測(cè)試指標(biāo)影響分析

納米金剛石含量對(duì)表面粗糙度、顯微硬度和磨損率的影響趨勢(shì)如表8所示。

由表8可知，表面粗糙度隨納米金剛石含量增加表現(xiàn)為先減小而后增大的趨勢(shì)。為進(jìn)一步分析鍍

表8 納米金剛石含量對(duì)各測(cè)試指標(biāo)影響分析表

層的表面粗糙度，選取試驗(yàn)編號(hào)為2、5、9中某一鍍件，用JSM-6360LV 型掃描電鏡(SEM)觀察試樣工作面形貌，得到3種鍍件的表面金相照片，如圖1所示。

圖1 3種試樣表面金相對(duì)比照片(×400)Fig.1 Comparison of three samples surface microstructure(×400).(a) Sample of scheme 2；(b) Sample of scheme 5； (c) Sample of scheme 9

圖1示出納米金剛石含量分別為10.0、20.0、30.0 g/L條件下制備的3種納米復(fù)合鍍鋼領(lǐng)鍍層的表面形貌照片，通過比較可看出由于納米金剛石粒子的加入明顯引起了鍍層表面形貌的變化，圖1(b)所示的鍍件較圖1(a)的外觀細(xì)密、平整。主要是由于隨著納米金剛石含量的增加，彌散分布的納米粒子在鍍層晶化轉(zhuǎn)變過程中發(fā)生了晶核反應(yīng)，使晶粒進(jìn)一步細(xì)化，從而形成了表面細(xì)密、平整、光亮的復(fù)合鍍層。但從圖1(c)中可知，當(dāng)納米金剛石含量增加到30%時(shí)，鍍層表面變得粗糙如同圖1(a)，分析其原因是隨著鍍層變厚，鍍層內(nèi)部應(yīng)力增大，使得鍍件表面產(chǎn)生裂紋，光潔度變差。故納米金剛石含量在20%左右時(shí)，鍍層的表面粗糙度最低。

由表8可知，在其他工藝條件不變的情況下，鍍層的顯微硬度隨納米金剛石含量的增加表現(xiàn)為先增大而后減小的趨勢(shì)，這是由于納米金剛石的比表面積較大，表面自由能較高[9]，隨著納米金剛石含量增加，納米微粒進(jìn)入鍍層的幾率提高，彌散強(qiáng)化效果增強(qiáng)，形成了一層致密的微晶結(jié)構(gòu)，使鍍層硬度增大。但是當(dāng)納米微粒在鍍件表面的吸附達(dá)到飽和時(shí)，隨著納米粒子含量的增加鍍層的硬度不再增大。并且隨納米金剛石量含量的增加，納米金剛石在鍍液中產(chǎn)生了聚集、抱團(tuán)現(xiàn)象，彌散強(qiáng)化作用降低，分散效果較低，從圖中可看到，當(dāng)納米金剛石含量超過20 g/L時(shí)，顯微硬度不再增加且略有下降。

由表8又可知，鋼領(lǐng)的斷頭率和毛羽指數(shù)隨著納米金剛石的含量增加表現(xiàn)為先減小然后增大的趨勢(shì)，其原因?yàn)椋寒?dāng)納米金剛石的含量小于20%時(shí)，隨著其含量的增加，鋼領(lǐng)的表面粗糙度減小，強(qiáng)度增大，在卷繞過程中，與鋼絲圈的磨損率減小，且鋼絲圈運(yùn)行平穩(wěn)，跳動(dòng)小，成紗毛羽指數(shù)小，斷頭就少；繼續(xù)增加納米金剛石含量，鋼領(lǐng)的粗糙度增大、強(qiáng)度降低，則磨損率增大，從而影響鋼絲圈的正常運(yùn)行，使得成紗質(zhì)量降低。

2.4.2 施鍍溫度對(duì)測(cè)試指標(biāo)影響分析

施鍍溫度對(duì)表面粗糙度、顯微硬度和磨損率的影響趨勢(shì)如表9所示。

表9 施鍍溫度對(duì)各測(cè)試指標(biāo)影響分析表

溫度為納米復(fù)合鍍的氧化還原反應(yīng)提供所需的活化能，高溫可加速金屬離子的擴(kuò)散，使反應(yīng)活性增強(qiáng)，但溫度過高易導(dǎo)致金屬離子和納米微粒運(yùn)動(dòng)速度過快，產(chǎn)生沉積，并且鍍液不穩(wěn)定易分解，使鍍層產(chǎn)生分層、起皮和剝落等現(xiàn)象[10]。

由表9可知，隨著溫度的升高，復(fù)合鍍層的表面粗糙度表現(xiàn)出先減小而后增大的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)闇囟壬呤菇饘匐x子與納米微粒運(yùn)動(dòng)加快，對(duì)鋼領(lǐng)沖刷作用增強(qiáng)，表面活性點(diǎn)數(shù)目增多，使復(fù)合鍍層平整、致密，但溫度過高, 加劇了金屬離子的沉積，并且鍍液不穩(wěn)定易分解，使鍍層質(zhì)量降低。

由表9又知，隨著溫度的升高，復(fù)合鍍層的顯微硬度呈先增大而后減小的趨勢(shì)，隨著溫度的升高，復(fù)合鍍層由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)結(jié)構(gòu)，內(nèi)應(yīng)力得到了改善，抗塑變能力增強(qiáng)，硬度增加，但溫度過高，納米微粒運(yùn)動(dòng)速度過快，金屬離子不能及時(shí)包覆納米微粒，導(dǎo)致了鍍層中納米微粒少，硬度反而有所下降。

由表9還可知，隨著溫度的升高，鋼領(lǐng)的磨損率、成紗的毛羽指數(shù)和斷頭率表現(xiàn)為先降低而后有所增加的趨勢(shì)。其原因與鋼領(lǐng)表面粗糙度和硬度有密切的關(guān)系，鋼領(lǐng)表面粗糙、硬度小，則磨損率大，鋼絲圈運(yùn)行不平穩(wěn)，成紗的毛羽差，斷頭數(shù)就多。

2.4.3 pH值對(duì)測(cè)試指標(biāo)影響分析

pH值對(duì)復(fù)合鍍層中納米顆粒共沉積量的影響較大[10]。依據(jù)正交試驗(yàn)方案，在陰極電流密度為2.5 A/dm2下，測(cè)得pH值對(duì)表面粗糙度、顯微硬度和磨損率的影響趨勢(shì)，結(jié)果如表10所示。

表10 pH值對(duì)各測(cè)試指標(biāo)影響分析表

由表10可知，隨著鍍液pH值的增大，鍍層表面的粗糙度逐漸增大。其原因是pH值高時(shí)易析出氫氧化鎳沉淀，使孔隙率升高，產(chǎn)生麻點(diǎn)，造成鍍層起泡、脫皮等，鍍層粗糙度較大[11]。

由表10又知：隨著鍍液pH值的增大，復(fù)合鍍層硬度增加；當(dāng)pH值大于5.0后，復(fù)合鍍層硬度反而下降。其原因是當(dāng)pH值較低時(shí)，鍍液中的H+增多，大量的H+使鍍層晶格歪扭，進(jìn)一步增大了鍍層的內(nèi)應(yīng)力，使鍍層硬度提高[12]，但隨著pH值的增大，鍍液中的OH+濃度增多，由此產(chǎn)生高度分散的氫氧化鎳沉淀夾在鍍層中，使鍍層變脆，致使陰極吸附金剛石顆粒含量降低，硬度下降。故鍍液的pH值一般控制在3.5～4.5。

由表10還知，隨著pH值的增加，鋼領(lǐng)的表面粗糙度和成紗的毛羽、斷頭率的變化是先減小然后增大。其原因還是由于鋼領(lǐng)的表面粗糙度及硬度影響著磨損率值的大小，從而影響鋼絲圈的運(yùn)行狀態(tài)，決定著成紗質(zhì)量。

3 結(jié) 論

本文通過正交試驗(yàn)獲得的優(yōu)化納米金剛石復(fù)合鍍鋼領(lǐng)的最佳工藝參數(shù)是：納米金剛石含量為20 g/L、施鍍溫度為85 ℃、pH值為5.0。

1)納米金剛石微粒含量是影響鋼領(lǐng)表面粗糙度、顯微硬度和磨損量的重要因素。研究表明，隨納米微粒含量的增加,復(fù)合鍍層中納米微粒逐漸致密均勻,光潔度、顯微強(qiáng)度和耐磨性明顯增加，當(dāng)鍍液中納米微粒含量超過20%時(shí),復(fù)合鍍層中納米微粒因團(tuán)聚，使得鍍層的光潔度和硬度下降。當(dāng)納米金剛石含量為20 g/L、施鍍溫度為85 ℃、pH值為5.0時(shí)，制備的鋼領(lǐng)表面粗糙度為0.18 μm，顯微硬度為635.8 HV，磨損量為1.4%，成紗毛羽H為2.18，斷頭率為3根/(千錠·h)。

2)施鍍溫度對(duì)復(fù)合鍍鋼領(lǐng)的表面粗糙度和顯微硬度影響較大，溫度高有利于加快金屬離子和納米微粒的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，表面活性點(diǎn)多，使鍍層均勻平整；同時(shí)較高的溫度也利于鍍層由非晶態(tài)向晶態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，提高了鍍層的顯微硬度，但過高的溫度加劇了納米微粒的運(yùn)動(dòng)，使鍍層中納米微粒含量減少而使硬度降低。

3)pH值對(duì)復(fù)合鋼領(lǐng)的表面粗糙度影響較大，其值越高，表面粗糙度越大，且較大的pH值也導(dǎo)致了強(qiáng)度的降低，磨損率增大，所以其值不宜選較大。

FZXB

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Preparation and process optimization of nano-diamond composite plating steel collar

WANG Xianfang1， WU Junfeng1， YIN Yong2

(1.ShaanxiInstituteofIndustryTechnology,Xianyang,Shaanxi712000,China; 2.ConstantBillionTextileEquipmentCo.,Ltd.,Xianyang,Shaanxi712000,China)

In order to explore the surface of nano composite plating steel collar roughness, microhardness, wear rate and influence on yarn hairiness and end breakage rate, nano-diamond composite coated ring was prepared. The common ring was treated by composite coating method, and nano diamond content, temperature and pH value were selected as 3 main process parameters to carry out 3 factors and 3 levels of orthogonal test. The results showed that the optimum preparation process including nano diamond content of 20 g/L, temperature of 85 ℃, and pH value of 5. The surface roughness of the prepared ring is 0.18 μm, hardness is 635.8 HV, and the wear volume of 1.4%. Using such ring for spinning yarns, the yarn hairiness was 2.18, and the broken number is 3 root/(thousand spindle·h).

steel collar; nano-diamond; composite coating; microhardness; surface roughness; amount of wear

10.13475/j.fzxb.20140904206

2014-09-25

2015-06-02

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院課題項(xiàng)目(ZK14-06)

王顯方(1966—)，男，副教授，學(xué)士。研究方向?yàn)樾滦图徏喖夹g(shù)及紡織器材。 E-mail：114854056@qq.com。

TS 131.9

A