专利名称：一种高精度的双硬度棉纺钢领及其制备方法和设备的制作方法
本发明的目的之一就是提供一种钢领基体上部和下部硬度不同的高精度的双硬度棉纺钢领，这种钢领的圆整度低于10微米，平整 度低于5微米，精度高， 一致性好。本发明的目的之二就是提供一种针对上述棉纺钢领的制造方法， 它不仅工艺简单、操作方便轻松，不仅提高了棉纺钢领的精度，而且 用该方法制造出的钢领质量好， 一致性好，并且显著地降低了制造成 本。本发明的目的之三就是提供一种制作上述棉纺钢领的设备，用该 设备制作出的棉纺纲领，硬度大，不变形，无走熟期。本发明的目的之一是通过这样的技术方案实现的，它包括有钢领 基体，钢领基体上设有内跑道和外跑道，钢领基体是上部硬度和下部硬度 相异的高碳合金钢钢领基体，其中钢领基体上部的硬度为81.5《HRA《 100 ，钢领基体下部的硬度为HRC<38 。本发明所述高精度的双硬度棉纺钢领其钢领基体上部的洛氏硬度为 81.5《HRA《100，下部未被加热和淬火，其硬度仍保持高碳合金钢本身 的硬度，硬度为服C〈38。在使用过程中，钢丝圈在钢领的跑道上高速回转，要求钢领基体上部必须达到一定的硬度，特别是供钢丝圈高速回转的 用的钢领的内外跑道其硬度必须达到81.5《HRA《100硬度值；钢领的 内、外跑道硬度过小，钢丝圈和钢领跑道的摩擦系数大，钢领的走熟期长，钢丝圈和钢领因摩擦而产生的磨损和高温(3(xrc以上)，会使钢丝圈飞脱、 烧毁或回转不稳，造成钢丝圈在钢领跑道上的瞬间抖动或楔住，这些现象 都会使纱线断头，增加纺织工人的工作量且纺出的纱线质量差。钢领基体 的下部不承担钢丝圈高速回转的任务，其硬度不需达到钢领基体上部那样 的硬度，无需在加工的过程中对钢领的下部进行加热淬火处理了，采用对 钢领基体上部进行部分加热淬火处理，得到钢领基体上部硬度大而钢领基 体下部硬度低的双钢领基体。这种双硬度钢领在热处理过程中，钢领基体 下部没有受到高温，不会发生变形，能够牵制钢领基体上部在高温受热中的 变形，这种双硬度的钢领整体不变形或者变形小，大大提高了钢领的精度，
钢领的圆整度在IO微米以下、平整度在5微米以下，精度高， 一致 性好。
本发明的第二个目的是通过这样的技术方案实现的，本发明所述的高 精度的双硬度棉纺钢领的制造方法，是依次将所述的高碳合金钢经过下 料加工成钢领毛坯，再将钢领毛坯经粗车、精车后加工成圆整度低于10微 米、平整度低于5微米的钢领基体，然后对加工好的钢领基体上部进行加 热和淬火，淬火后的钢领基体经过回火和最后抛光后就得到产品，其关键
在于
(1) 所述的加热是指将钢领基体上部所需加热部分置于感应加热炉 的加热区域，在钢领基体旋转的同时对钢领基体进行瞬间加热，加热温度
控制在723。C 880。C，时间不少于2秒；
(2) 所述淬火是指经过加热后的钢领基体瞬间置入淬火介质中进行
淬火，淬火时间不少于l秒钟。
本方法仅对钢领基体的上部进行加热和淬火，每一个钢领基体经 过单独加热和淬火后，通过回火消除热内应力和残余奥氏体后再抛光
就形成产品；淬火时将钢领基体需加热部分置于感应加热炉的加热区 域，通过感应加热炉上的加热铜管对钢领基体的上部进行加热，加热 温度控制在723"C至880°C，加热时间因加热环境做适应调整，但一般不少于2秒，然后将高温受热后的钢领基体迅速置于淬火介质中进
行淬火，淬火时间为l秒钟左右；钢领基体上部在723°(:至88(TC的
高温下其内部晶粒变为奥氏体，经过迅速淬火后基体内的精粒由奥氏
体转换为使钢变硬、增强的一种淬火组织马氏体；而钢领基体的下部 在整个加热和淬火处理过程中受热温度较低，不会发生受热变形，钢 领基体上部的受热变形被下部牵制，从而牵制钢领基体整体不发生变 形，制造出的钢领变形率很低，甚至不发生变形，制造出的钢领的圆 整度在10微米以下、平整度在5微米以下，精度高， 一致性好。
在整个生产过程中，每一个钢领基体都是按照上述方法制作的， 钢领的受热时间和淬火时间均相同，制作出来的钢领圆整度保持在10 微米以下、平整度保持在5微米以下，精度高， 一致性好。
本发明的制造方法加热和淬火的处理时间仅需要几秒钟，加工时 间短，效率高。经过测试，用该种方法制造出的钢领在环锭纺纱机上 测试时，无走熟期，纺出来的纱毛羽少，断头少。
本发明的目的之三是通过这样的方案实现的，它包括加热装置、
淬火装置、推动机构、控制电路，其中
A、 加热装置是指感应加热炉，感应加热炉的炉衬外面绕有横截面为方 形的铜管感应圈；
B、 淬火装置包括淬火介质箱、主轴、钢领工装、电机、第一齿轮、第 二齿轮和安装架；所述淬火介质箱的底面上设有一个供主轴穿过的主轴通 孔，该通孔用胶模板覆盖，所述胶模板上设有密封圈；主轴穿过主轴通孔 伸入淬火介质箱中，在主轴的顶端固定有钢领工装，该钢领工装上设有一 个放置钢领的限位台，钢领放置该限位台上后纲领基体上部正好位于铜管 感应圈的热感应圈内；位于淬火介质箱内的主轴上部表面光滑，位于淬火 介质箱体外的主轴下部表面设有键槽；主轴的底端与推动机构固接在一起， 第二齿轮套在主轴的下端部，通过齿轮内壁上的键槽与主轴下部啮合，第 一齿轮与第二齿轮啮合，第一齿轮的上表面设有限位环台，第二齿轮被限 位环台和安装架限制在主轴的下端；电机与第一齿轮电连接；
C、 推动装置包括推动杆和推动机构；推动杆的一端与主轴固定连接，另一端与推动机构连接；主轴在推动杆的带动下随推动机构的推拉上 下移动；
D、加热装置、淬火装置和推动装置均与控制电路电连接，控制开关与 控制电路电连接。
本发明所述的设备用于对精车后的钢领基体进行加热和淬火，操作时， 首先将加工好的钢领基体放入钢领工装中，通过调整铜管感应圈的位置使 得钢领基体的上部正好处于感应加热炉的铜管感应圈中，然后打开控制开 关，控制电路控制感应加热炉对钢领基体的上部进行加热的同时控制电机 启动，电机驱动第一齿轮旋转，第二齿轮在第一齿轮的带动下驱动主轴旋 转，主轴顶端的钢领工装在主轴的带动下旋转，工装内的钢领在摩擦力的
作用下随主轴快速旋转；钢领基体的上部在铜管感应圈中受热的同时快速 旋转，钢领基体上部在旋转情况下受热非常均匀，钢领基体的上部的受热 温度控制在723匸至880°C，加热时间不少于2秒钟， 一般控制在4秒 钟；加热4秒钟后，控制电路控制推动机构拉动推动杆下行，主轴随 推动杆下行使得钢领基体迅速下沉到淬火介质中，在电机的带动下旋 转淬火l秒钟后，控制电路控制电机停止旋转，再由控制电路控制推 动机构推动推动杆上行，使主轴恢复原位，取出钢领工装上的钢领即 完成对一个钢领的加热和淬火，整个加热和淬火的过程只需几秒钟。运用 本设备对钢领进行淬火，加热和淬火的部位是针对钢领基体的上部进行的， 钢领基体下部没有被感应圈感应到，不受热或者受热温度低，钢领基体下 部不会发生变形，这样就牵制了钢领基体上部的变形，使得钢领基体整体 变形小甚至不变形，而且每个钢领加热和淬火的时间均相同且是在钢领旋 转时进行的，淬火后的钢领受热均匀，淬火程度一致，因此采用本设备淬 火后的钢领的圆整度低于10微米，平整度低于5微米， 一致性好且精度很 高，超过国家规定的有关钢领所需精度的一倍以上。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点
1、 本发明的棉纺钢领精度高，圆整度低于10微米、平整度低于 5微米， 一致性好，用在纺纱机上没有走熟期，耐磨，大大提高了使 用寿命，且制作成本低廉，制作工艺简单，生产效率高。
2、 同等条件下，使用本发明，断头率、毛羽因棉纺钢领的精度高而显著地减少，并可以提高锭速，实现省时省力又省钱的目的， 让使用者劳动强度显著降低。


本发明的

如下
图1为高精度的双硬度棉纺钢领的结构示意图2为制作高精度的双硬度棉纺钢领的设备的结构示意图中l.钢领基体上部；2.钢领基体下部；3.内跑道；4.外跑道；5.
感应加热炉；6.铜管感应圈；7.淬火介质箱；8.主轴；9.钢领工装；10.电
机；ll.第一齿轮；12.第二齿轮；13安装架；14.胶模板；15密封圈；16.
限位台；17.主轴上部；18.主轴下部；19.环台；20.推动机构；21.推动杆;
22.过流孔。

下面结合附图和实施例对本发明作进一歩说明
本发明的棉纺钢领包括钢领基体，钢领基体的上部2上设有内跑道3 和外跑道4，钢领基体是上部硬度和下部硬度相异的高碳合金钢钢领，其中 钢领基体上部l的硬度为81.5《HRA《100 ，钢领基体下部2的硬度为 跳<38。
本发明所述的高精度的双硬度棉纺钢领的钢领基体上部1包括内跑道3 和外跑道4和部分钢领基体。
本发明所述的高精度的双硬度棉纺钢领的钢领基体上部1包括内跑道3 和外跑道4。
本发明所述高精度的双硬度棉纺钢领其钢领基体上部的洛氏硬度为 81.5《HRA《100，下部未被加热和淬火，其硬度仍保持高碳合金钢本身 的硬度，硬度为HRC<38。在使用过程中，钢丝圈在钢领的跑道上高速回 转，要求钢领基体上部必须达到一定的硬度，特别是供钢丝圈高速回转的 用的钢领的内外跑道其硬度必须达到81.5《HRA《100硬度值；钢领的 内、外跑道硬度过小，不耐磨，减少了钢领了使用寿命，钢丝圈和钢领因 摩擦而产生磨损和高温(30(TC以上)，会使钢丝圈飞脱、烧毁或回转不稳， 造成钢丝圈在钢领跑道上的瞬间抖动或楔住，这些现象都会使纱线断头。 钢领基体的下部不承担钢丝圈高速回转的任务，其硬度不需达到钢领基体上部那样的硬度，无需在加工的过程中对钢领的下部进行加热淬火处理，采用仅对钢领基体上部进行加热淬火处理，得到钢领基体上部硬度大而钢领基体下部硬度低的双硬度的钢领基体。这种双硬度钢领在热处理过程中，钢领基体下部没有受到高温,钢领的内部结构晶体不产生奧氏体向马氏体的转换，不会发生变形，能够牵制钢领基体上部在高温受热中的变形，使得钢领整体变形率大大减少，同时制作出的钢领圆整度在10微米以下、平整度在5微米以下，比国家标准规定的钢领平整度达到10微米的标准提高了一倍。
本发明所述的高精度的双硬度棉纺钢领的制造方法，它是依次将所述的高碳合金钢经过下料加工成钢领毛坯，再将钢领毛坯经粗车、精车后加工成圆整度低于10微米、平整度低于5微米的钢领基体，然后对加工好的钢领基体的上部进行加热和淬火，淬火后的钢领基体经过回火和最后抛光后就得到产品，其关键在于-
(1) 所述的加热是指将钢领基体上部所需加热部分置于感应加热炉的加热区域，在钢领基体旋转的同时对钢领基体进行加热，加热温度控制
在723。C 88(TC，时间不少于2秒；
(2) 所述淬火是指经过加热后的钢领基体瞬间置入淬火介质中进行
淬火，淬火时间不少于l秒钟。
本方法仅对钢领基体的上部进行加热和淬火，每一个钢领基体经过单独加热和淬火后，通过回火消除内应力和残余后再抛光就形成产
品；淬火时将钢领基体需加热部分置于感应加热炉的加热区域，通过感应加热炉上的加热铜管对钢领基体的上部进行加热，加热温度控制在723T至88(TC，加热时间因加热环境做适应调整，但一般不少于2秒，然后将高温受热后的钢领基体迅速置于淬火介质中进行淬火，淬火时间为1秒钟左右；钢领基体上部在723。C至88(TC的高温下其内部晶粒变为奥氏体，经过迅速淬火后基体内的精粒由奥氏体转换为使钢变硬、增强的一种淬火组织马氏体；而钢领基体的下部在整个加热和淬火处理过程中并未受热，不会发生受热变形，钢领基体上部的受热变形被下部牵制，从而牵制钢领基体整体的变形，制造出的钢领变形率很低，甚至不发生变形，制造出的钢领的圆整度在IO微米一下、平整度在5微米以下，精度高， 一致性好。
在整个生产过程中，每一个钢领基体都是按照上述方法制作的，钢领的受热时间和淬火时间均相同，制作出来的钢领圆整度低于10微米以下、平整度保持在5微米以下，精度很高， 一致性好。
本发明的制造方法加热和淬火的处理时间仅需要几秒钟，加工时间短，效率高。经过测试，用该种方法制造出的钢领在环锭纺纱机上测试时，无走熟期，纺出来的纱毛羽少，断头少。
本发明所述的用于制作高精度的双硬度棉纺钢领的设备包括加热装置、淬火装置、推动机构、控制电路，其中
A、 加热装置是指感应加热炉5，感应加热炉5的炉衬外面绕有横截面为方形的铜管感应圈6;
B、 淬火装置包括淬火介质箱7、主轴8、钢领工装9、电机10、第一齿轮11、第二齿轮12和安装架13;所述淬火介质箱7的底面上设有一个供主轴穿过的主轴通孔，该主轴通孔用胶模板14覆盖，所述胶模板14上设有密封圈15;主轴8穿过主轴通孔伸入淬火介质箱7中，在主轴8的顶端固定有钢领工装9，该钢领工装上设有一个放置钢领的限位台16，钢领放置该限位台上后纲领基体上部1正好位于铜管感应圈6的热感应圈内；位于淬火介质箱7内的主轴上部17表面光滑，位于淬火介质箱体外的主轴下部18表面设有键槽；主轴的底端与推动机构固接在一起，第二齿轮12套在主轴的下端部，通过齿轮内壁上的键槽与主轴下部16啮合，第一齿轮11与第二齿轮12啮合，第一齿轮11的上表面的环台19，第二齿轮12被环台18和安装架13限制在主轴的下端；电机10与第一齿轮电连接；
C、 推动装置包括推动杆21和推动机构20;推动杆21的一端与主轴固定连接，另一端与推动机构20连接；主轴在推动杆21的带动下随推动机构的推拉上下移动；
D、 加热装置、淬火装置和推动装置均与控制电路电连接，控制开关与控制电路电连接。
本发明所述的用于制作高精度的双硬度棉纺钢领的设备的限位台16上设有过流孔22;该过流孔能够漏掉限位台内的淬火介质，下一个钢领的加执。本发明所述的用于制作高精度的双硬度棉纺钢领的设备的推动机构20是汽缸推动机构或者是液压推动机构；
本发明所述的装置用于对精车后的钢领基体进行加热和淬火，操作时，首先将加工好的钢领基体放入钢领工装中，通过调整铜管感应圈的位置使得钢领基体的上部正好处于感应加热炉的铜管感应圈中，然后打开控制开关，控制电路控制感应加热炉对钢领基体的上部进行加热的同时控制电机启动，电机驱动第一齿轮旋转，第二齿轮在第一齿轮的带动下驱动主轴旋转，主轴顶端的钢领工装在主轴的带动下旋转，工装内的钢领在摩擦力的作用下随主轴快速旋转；钢领基体的上部在铜管感应圈中受热的同时快速旋转，钢领基体上部在旋转情况下受热非常均匀，钢领基体的上部的受热
温度控制在723。C至88(TC，加热时间不少于2秒钟， 一般控制在4秒钟；加热4秒钟后，控制电路控制推动机构拉动推动杆下行，主轴随推动杆下行使得钢领基体迅速下沉到淬火介质中，在电机的带动下旋转淬火l秒钟后，控制电路控制电机停止旋转，再由控制电路控制推动机构推动推动杆上行，使主轴恢复原位，取出钢领工装上的钢领即完成对一个钢领的加热和淬火，整个加热和淬火的过程只需几秒钟。运用本装置对钢领进行淬火，加热和淬火的部位是针对钢领基体的上部进行的，钢领基体下部没有被感应圈感应到，不受热或者受热温度低，钢领基体下部不会发生变形，这样就牵制了钢领基体上部的变形，使得钢领基体整体变形小甚至不变形，而且每个钢领加热和淬火的时间均相同且是在钢领旋转时进行的，淬火后的钢领受热均匀，淬火程度一致，因此采用本装置淬火后的钢领的圆整度低于10微米，平整度低于5微米， 一致性好且精度很高，超过国家规定的有关钢领所需精度的一倍以上。


一种高精度的双硬度棉纺钢领及其制备方法和设备，它依次将高碳合金钢经过下料加工成钢领毛坯，再经粗车、精车后加工成钢领基体，然后进行加热和淬火和回火，最后抛光得到钢领基体上部硬度与钢领基体下部硬度相异的钢领，加热采用加热感应炉对钢领基体上部所需加热部分进行旋转加热；淬火采用自制的淬火机，包括加热装置、淬火装置、推动机构、控制电路对钢领基体进行淬火，淬火时间不少于1秒钟。既可以显著提高棉纺钢领的精度，又满足了棉纺钢领表面的高硬度的耐磨润滑要求，制造方法不仅工艺简单、操作简单轻松，而且显著地降低制造成本，延长了棉纺钢领的使用寿命。