专利名称：针织机的针织用零件的制作方法
技术领域：
本发明涉及被安装于针织机上、针织时与针织纱具有接触部分的针织用零件，亦即涉及导纱针、织针、舌杆(トンダ)、沉降片(シンカ-)、隔纱板、佛朗丁(フランチン)等的针织用零件，更详言的，即涉及提高这些零件耐久性用的表面包覆技术。
针织机有经编机，横编机及圆型针织机等，在此以经编机为例进行说明，但对横编机及圆型针织机等亦同样。
经编针织机可分为特里科经编针织(tricot)机与拉舍尔(raschel)经编针织机，这些机器上一般设有卷绕有经线的分段织轴(sectional beam)，从该分段织轴供给经线于针织用针列而进行针织。
在该针织机的针织部的针织用零件(工具)中，有位于分段织轴与针织用针列之间、设有为作为针织纱的经线导向用的孔部、厚度约为200μm的薄板形状的“导纱针”，为形成毛圈而其顶端部设有钩的薄板形状的“织针”，与织针共同形成毛圈的薄板形状的“舌杆”，“沉降片”，及其他如“隔纱板”，“佛朗丁”等，通常是将多枚以微小间隔平行排列而组成单元。
对于上述各种针织用零件，从容易加工性及耐磨耗性的观点出发，通常使用在形成为零件形状的碳钢基材上施行了湿式镀铬包覆的零件。然而，由于针织机的高速化及针织纱中的高强度纤维及异形纤维等材料的多样化及使用各种糊材的关系，针织用零件的耐久性成为很大的问题。
亦即，当作为针织用零件的导纱针、织针、舌杆、沉降片、隔纱板、佛朗丁等与针织纱接触的部分有磨耗时，会成为针织纱起毛及断线的原因，为防止发生该现象而为每台针织机更换大量的上述针织用零件需要莫大的费用、劳力及时间，其耐久性成为决定针织机的作业效率及制品成本的重大因素。
因此，本发明专利公开1992年第41755号公报提出了例如用钽、钨、氮化钛、钛-钨合金等高硬度金属膜包覆经编机的针织用零件(工具)表面的建议。
然而，以众所周知，以导纱针为代表的针织用零件的磨耗是由纤维的种类、冲击压力、振动特性等复杂因素参与引起的现象，而表面硬度高的包覆膜不一定带来良好结果。
事实上，用作为高硬度化合物包覆膜而知名的氮化钛膜包覆的导纱针，其耐久性并未比传统的镀铬包覆的导纱针更高，且存在因处理温度高而使基材软化的问题。
再者，亦有些报告指出，由于在基材上形成厚的高硬度包覆而损害基材本身的韧性，反而降低耐久性。因此，需要在未损及基材特性的情况下改善其耐久性。
本发明是鉴于上述技术背景所成;其目的在于，提供针织机的针织用零件，这些零件能广泛地适合于以从天然纤维至高强度合成纤维的多种纤维为材料的各种针织纱，能显著提高其耐久性，藉以提高针织机的工作效率，降低制品成本。
为了达到上述目的，本发明对安装在针织机上、具有在针织时与针织纱接触部分的由碳钢基材所制成的针织用零件，在制成该零件形状的碳钢基材上的至少与前述针织纱接触部分的表面，依次叠层包覆由湿式电镀所形成的防蚀层，由干式电镀所形成的中间层，及由干式电镀所形成的硬质碳膜，对其他部分的表面则只用由湿式电镀所形成的防蚀层包覆。
因此，防蚀层可防止碳钢基材表面的锈及腐蚀，至少在与针织纱接触部分表面，因为硬质碳膜通过中间层而牢固地紧贴包覆着，所以可使包覆膜总厚度变薄，在不损及基材韧性的状态下可获得充分的耐磨耗性，而且包覆处理温度亦较低，因此可避免基材软化或变形，可显著地提高针织用零件的耐久性。
又，对形成该针织用零件的碳钢基材的至少与前述针织纱接触部分的表面进行研磨使其表面粗糙度调整为在0.2μm以下的后，实行上述包覆为佳。
再者，用以铬或钛为下层，并以硅或锗为上层的层叠结构的膜构成上述中间层为宜。
此外，以铬或镍的湿式电镀层构成上述防蚀层为佳。
兹再就本发明的特征具体说明如下。针织机的针织用零件材料即碳钢基材容易生锈，而且硬质碳膜难于牢固地直接紧密接合于金属表面，为了防止碳钢基材生锈及腐蚀而设置防蚀层，并为了至少在与针织纱接触的表面上牢固地包覆硬质碳膜而形成中间层。
因此，形成铬，镍等的湿式电镀层以防止处理过程中所发生的锈蚀。
又，形成以铬或钛为下层，以硅或锗为上层的层叠结构的膜，以渗碳处理而在基材表面形成含有碳化物的渗碳层，或Ⅳa，Ⅴa属金属的碳化物层作为中间层。
在本发明中的所谓硬质碳膜为，例如，在碳化氢(甲烷)气氛中由等离子化学蒸敷(Chemical Vapor deposition)处理所形成的含有氢的非晶质碳膜，已知其硬度高，导热性好及磨损系数低。又，其抗张力大而内部摩擦小的特点导致在高频振动带域具有优良振动特性亦为众所周知。
以高速与针织纱摩擦的针织用零件在摩损中硬质碳膜的动作尚有不少不明的处，但一般认为，不仅仅是表面硬度高摩擦系数小的原因，导热性及振动特性亦对提高耐久性有所贡献。又，因为是与直径数+μm的针织纱的间发生的摩擦现象，所以形成针织用零件的碳钢基材的表面粗糙度对摩损是大的因素，而事实上已经确认，在“导纱针”等的针织用零件中改善至少与针织纱所接触的表面粗糙度的后，其耐摩耗性有了大幅度的提高。
附图的简单说明
图1为显示沿第2图中线A-A′的示意性扩大剖面图;
图2为显示本发明第1实施例的经编针织机的针织用零件，亦即导纱针的平面图;
图3为显示本发明第2实施例的经编针织机的其他针织用零件，亦即织针的平面图;
图4为显示本发明第3实施例的经编针织机的又一种针织用零件，亦即舌杆的平面图。
现参照附图将本发明详述如下。
首先，就图1及图2说明本发明的第1实施例。该第1实施例将本发明应用于经编针织机的针织用零件的一，即导纱针。
如图2所示，该导纱针2具有使经线穿过而引导至织针用的导孔24及用以固定在保持具上用的固定用端部22，通常是在与纸面垂直的方向以微小的间隔，多枚平行排列组成单元而被安装于经编机。
然后，如将沿该第2图中线A-A′的剖面予以扩大而示意性显示的图1所示，经线18从导纱针2的一侧的面，成角度而进入导孔24的后向另一侧的面的方向出去。
因此，图2中以斜线所表示的部份26为与经线18接触的部份，尤其是导孔24的内周边缘部24a及其附近的表面部为受到摩擦最严重的部份。
因此，本实施例中，在图2所示形成导纱针形状的碳钢基材10(图1)的至少包括与经线18(图1)接触的部份26的表面上，依次层叠包覆由湿式电镀所形成的防蚀层12，由于式电镀所形成的中间层14，及由干式电镀所形成的硬质碳膜16，对其它部分则只用由湿式电镀所形成的防蚀层12进行包覆。
其次，图3为显示本发明第2实施例的经编机其它针织用零件，即织针的平面图。该织针3系由钩住经线18用的钩34、杆部36及固定在保持具上用的固定用端部32所成。
经线18边从杆部36向钩34的内周部移动边形成毛圈，所以在图3中以斜线所示的部份38为与经线18接触的部份，而该范围的边缘部及其附近的表面部受到最严重的摩擦。
因此，在该被形成为织针3形状的碳钢基材中至少包括部份38的表面上，与前述的实施例(参考图1)相同地，依次层叠包覆由湿式电镀所形成的防蚀层，由干式电镀所形成的中间层，及由干式电镀所形成的硬质碳膜，对其它部分则只用由湿式电镀所形成的防蚀层包覆。
图4为显示本发明第3实施例的经编机又一其他针织用零件，即舌杆的平面图。该舌杆4通常与织针配成组而使用，共同动作，由与经线18接触而被摩擦的顶端部44、杆部46及安装于保持具用的固定用端部42所组成。
经线18系从顶端部44向杆部46的无阶梯部46a的一侧移动，与此同时形成毛圈，所以图4中有斜线部份48为与经线18接触的部份，而该范围的边缘部及其附近的表面部受到最严重的摩擦。
因此，在该被形成为舌杆形状的碳钢基材中至少包括部份48的表面上，与前述的实施例(参考图1)相同地，依次层叠包覆由湿式电镀所形成的防蚀层，由干式电镀所形成的中间层，及由干式电镀所形成的硬质碳膜，对其他部分则只用由湿式电镀所形成的防蚀层包覆。
在上述实施例中所示的导纱针2、织针3、舌杆4等经编机的针织用零件的基材，从容易加工性、硬度及韧性等观点而使用碳钢。
兹参照图1，就导纱针2详细说明形成包覆过程的实施例，这对织针3及舌杆4亦大致上相同。
因为考虑到导纱针2上与经线18摩擦的部份，亦即导孔24的内周边缘部24a及其附近的表面部的表面粗糙度对耐磨耗性有重要影响，所以用滚光筒处理对碳钢基材10上至少包括该部分(图2所示的部份26)的表面进行研磨。
例如，使用除碳钢基材10之外还放进了铜球、抛光剂及水的离心滚光筒，通过选择最佳的铜球粒径及离心滚光筒转速等，可在磨光碳钢基材10的表面的同时，也可磨光导孔24内周部。
测定此时基材表面与经线所接触部份的粗糙度Ra(平均值)的结果，Ra＝0.1μm。
接着，利用湿式电镀法，以下述条件形成2μm的铬包覆膜作为防蚀层。(1公升，A安培)镀铬电镀液的组成铬酸酐200～300g/l硫酸2～3g/l三价铬1～5g/l电镀条件浴温40～55℃电流密度10～60A/dm2如此在碳钢基材10的整个面上形成铬包覆膜的防蚀层12之后，用干式电镀法，例如用溅射法(スパッタ-リング)依次形成0.1μm的钛膜和0.3μm的硅膜作为中间层14，以获得层叠结构的膜。
此时，与成为基底部的防蚀层12的铬包覆膜接触一侧必需是钛包覆膜，而与上部的硬质碳包覆膜接触一侧必需是硅包覆膜，但中间层14的膜内部不一定是层叠结构，所谓倾斜结构亦可。
然后，最后用干式电镀法，例入，用高频等离子化学蒸敷法(RF-P-CVD法)，以下述条件包覆以硬质碳包覆膜16。
硬质碳包覆膜形成条件气体种类甲烷(CH4)气体成膜压力 0.1乇高频电力 300W膜厚 1μm将按上述方法形成包覆膜的导纱针2按所需数量组成单元的后安装于经编机，以下述的试验条件测定其耐久性，并与使用传统的导纱针的情形进行比较。其结果，使用仅以铬镀膜(20μm)包覆碳钢基材的传统导纱针时，约在一个月以后就发生摩损痕迹，发生起毛及断线，但相对地，使用本实施例的导纱针时，经一个月之后连摩损痕迹都未发生，确认其耐久性远超过传统的导纱针(10～30倍)。
试验条件使用机器 特里科(tricot)机使用纱 高强力聚酯丝50d 48f半无光丝(混有TiO2转速(针织速度) 1000rpm又，同时确认，其效果对天然纤维是不用说的，当使用以碳纤维、芳族聚醯胺(aramide)纤维、强化塑胶纤维、玻璃纤维、高强力维尼纶(vinylon)纤维等为材料的针织纱时亦同样有效。再者，在织针及舌杆上形成同样的包覆时亦确认有同样的效果，证实本发明对针织纱的摩擦有效。
此外，在碳钢基材上未形成湿式电镀层作为防蚀层，而直接形成硬质碳包覆膜时，于前洗净过程后发生腐蚀，在形成硬质碳包覆膜后若用金属显微镜观察时可发现微小的剥离。将该膜经耐久性试验的后再观察时发现从该剥离点开始有摩耗现象，判断该构造不适合于改善耐久性。
又，在防蚀层上，在未形成干式电镀的中间层而形成硬质碳包覆膜时，无法获得牢固的紧密接合性。
在上述实施例中例示了离心滚光筒法作为碳钢基材的磨光方法，但磨光法并非限定于此，但需要避免基材本身发生弯曲及变形等，以及在磨光导纱针时，必须可磨光导孔的内周，而在织针时必须可磨光钩子的内周等的、受到针织纱摩擦的部份。
研究经滚光筒处理所得的基材的表面粗糙度，与针织纱摩擦时基材的耐摩损性间的关系，结果发现，表面粗度Ra愈小耐摩损性愈提高，在Ra≤0.2μm时获得显著的改善效果。
又，可在针织用零件的全表面上形成硬质碳包覆膜，但与针织纱接触的部份有限定，是仅在各边缘部及其附近的表面部而已，所以仅在该部份形成硬质碳包覆膜即可。
此时，从防蚀考虑，在安装于保持具用的端部以外且未包覆有硬质碳膜的部份必需要由湿式电镀所形成的防蚀层所包覆，通常是在1～10μm的范围内进行包覆。将硬质碳包覆膜下的防蚀层包覆成为较厚，以便万一硬质碳包覆膜有缺陷时可防止碳钢基材马上被摩损。
又，以上例示了镀铬膜作为该防蚀层的湿式电镀层，但并非限定于此，镍合金包覆膜或与其它材料的复合电镀包覆膜等亦可充分使用。
再者，以上例示了钛与硅的层叠结构作为中间层，但并非限定于此，以铬取代钛等，使用由其他材料所成的层叠结构、渗碳层或Ⅳa、Ⅴa属金属的碳化物层等亦可。又，使用铬包覆膜作为湿式电镀层时，可省略中间层的下层(钛层，铬层等)。
虽以上例示了高频等离子化学蒸敷法(RF-P-CVD)作为硬质碳包覆膜的形成方法，但并非限定于此，也可使用直流等离子化学蒸敷法(DC-P-CVD法)等其他形成法。
此外，也可应用以氟置换硬质碳包覆膜中氢的一部份的膜，或与其他材料的复合膜等。由于硬质碳膜的膜中压力较大，所以未必是膜厚者有较良好的结果，通常是限定于10μm以下。在本发明中，考虑包覆效果及经济性，3μm以下的膜厚为适当。
在上述实施例中，以经编机的针织用零件，亦即导纱针、织针、舌杆为例进行了说明，但对其他的针织用零件，如沉降片、隔纱板、佛朗丁等亦可实施本发明而获得同样效果。
同时已确认，对经编机以外的横编机及圆型针织机的针织用零件亦同样有效。
在传统针织用零件的碳钢基材表面的镀铬包覆膜一般认为需要约20μm的膜厚，但在本发明的针织用零件中，其包覆膜总厚度约为4μm时亦有充分的耐久性，包覆膜处理温度亦较低，约在200℃，不会引起基材的软化及变形引起的尺寸变化等，因此，可设计成与传统零件同样的尺寸。而且，因包覆膜薄而可在不损及碳钢基材的韧性的状态下，赋予优良的耐摩损性，此为对针织用零件耐久性的改善值得特别注意的效果。
如以上所述，根据本发明，可显著提高针织机中导纱针、织针、舌杆、沉降片、隔纱板、佛朗丁等的针织用零件的耐久性，同时，可应用于从天然纤维到高强度合成纤维的广范围材料的针织纱，可显著改善针织机的作业效率，降低制品的成本。
本发明可利用于提高被安装于经编机、横编机及圆型针织机等各种针织机，具有在针织时与针织纱接触部份的所有针织用零件的耐久性。
权利要求
1.一种针织机的针织用零件，即一种被安装于针织机、具有针织时与针织纱接触部份的针织用零件，其特征为，由形成为零件形状的碳钢基材所构成，在该碳钢基材上的至少与所述针织纱接触部分的表面，依次层叠包覆由湿式电镀所形成的防蚀层，由干式电镀所形成的中间层，及由干式电镀所形成的硬质碳膜，在其他部分的表面则仅包覆由所述湿式电镀所形成的防蚀层。
2.如权利要求1所述的针织机的针织用零件，其特征在于，所述碳钢基材的至少与所述针织纱接触部分的表面粗糙度Ra被调整为Ra≤0.2μm。
3.如权利要求1所述的针织机的针织用零件，其特征在于，所述中间层由铬或钛为下层、以硅或锗为上层的层叠结构的膜所构成。
4.如权利要求1所述的针织机的针织用零件，其特征在于，所述防蚀层为铬或镍的湿式电镀层。
5.如权利要求1所述的针织机的针织用零件，其特征在于，所述碳钢基材的至少与所述针织纱接触部分的表面粗糙度Ra被调整为Ra≤0.2μm，而所述中间层由以铬或钛为下层，以硅或锗为上层的层叠结构的膜所构成。
6.如权利要求1所述的针织机的针织用零件，其特征在于，所述碳钢基材的至少与所述针织纱接触部分的表面粗糙度Ra被调整为Ra≤0.2μm，所述防蚀层为铬或镍的湿式电镀层，所述中间层由以铬或钛为下层、以硅或锗为上层的层叠结构的膜所构成。
全文摘要
一种针织机的针织用零件(经编机的导纱针、织针、舌杆等)，在这些零件的碳钢基材10的至少与针织纱18接触部分的表面，依次层叠包覆由湿式电镀形成的防蚀层12，由干式电镀形成的中间层14，及由干式电镀形成的硬质碳膜16，其他部分表面仅包覆由湿式电镀形成的防蚀层12。由于硬质碳膜借助中间层而牢固地包覆在所述零件的外周，可使包覆膜总厚度变薄，不损害基材的韧性且可得充分的耐磨损性，可显著地提高耐久性。
文档编号C23C14/34GK1103238SQ94190094
公开日1995年5月31日 申请日期1994年2月25日 优先权日1993年3月2日
发明者南谷孝典, 榎本贡 申请人:西铁城钟表股份有限公司, 日本迈耶股份有限公司