[发明专利]耐磨钢和由耐磨钢制成的织机零件

说明书

本发明涉及一种在曝露在磨料磨损的状态下，具有非常好的耐磨性和耐腐蚀性的钢，和一种与纤维接触时，可能磨损的织机零件(例如，扁钢综片，停经片，筘齿或孔道钢筘)。

到目前为止，高强度钢(例如刀具钢或工具钢)已经用于需要耐磨性的各种用途，例如：与线接触时会受到磨损的织机零件，和与其它零件接触时，会受到磨损的电气或电子零件。当考虑使用环境时，耐腐蚀性也是对这种钢的要求之一。

根据使用环境的不同，虽然刀具、工具、织机零件、电气零件或电子零件的寿命会有很大变化，但是，钢材的耐磨性对寿命影响最大。考虑到这点，金相结构经过淬火或冷加工硬化的碳钢，可以用于制造所需要的耐磨零件。

到目前为止，已经将不锈钢SUS 420J2淬火制成的结构硬化的钢用作织机零件(例如，扁钢综片、停经片，筘齿和孔道钢筘)。随着用于制造各种织物的纤维材质的改善，和为了提高生产率而进行的高速加工，织机零件面临着越来越严重的磨损环境。因此，零件的使用寿命越来越短，必须频繁更换新的零件。

由于磨损是在非常复杂的机理作用下产生的现象，目前，对于磨损零件上的磨损原因尚未清楚，但是，一般估计，高强度钢具有必要的耐磨性，可用于制造磨损零件。简而言之，钢制零件的寿命要在该零件实际上在现有机械上工作的状态下进行评估。因此，需要相当长的时间来选择合适的钢种，而选择合适钢种也是较困难的。

钢的耐磨性可通过结构硬化或加工硬化而改善。然而，随着为了提高生产率而使用高速加工，或使用韧性的加工材料，磨损环境变得越来越严峻。这种严重的磨损环境，降低钢制零件的寿命，结果需要经常更换钢制零件和会产生由磨损造成的损坏。磨损造成的损坏是随磨损条件而变化的，而材料硬度并不总是与钢制零件的寿命成比例的。因此，充分认识在使用环境中的磨损机理，开发出适合于这种环境的钢种是很重要的。

本发明是为了满足上述要求而提出的，其目的是要提供一种新的钢材，该钢材通过将坚硬的碳化物沉积物，分散在钢材基体中，而具有充分的耐受磨料磨损的能力。另外，本发明的目的还要提供一种由即使在严重磨损条件下，也具有非常好的耐磨性的钢制成的，使用寿命长的织机零件。

新提出的钢基本上由8.0重量％～35.0重量％的Cr，0.05重量％～1.20重量％的C，0.05重量％～3.0重量％的Ti、Nb、Zr、V和W中的至少一种元素，该钢的结构中，将在钢材基体中分布的Ti、Nb、Zr，V和/或W的碳化物沉积物的总量，调整至0.1重量％或更多。

根据本发明的织机零件由一种钢制成，该钢基本上由8.0重量％～35.0重量％的Cr，0.05重量％～1.0重量％的C，小于1.0重量％的Si，小于1.0重量％的Mn，0.05重量％～1.0重量％的Ti和0.05重量％～1.50重量％的Nb中的一种或两种元素(在总量为0.05重量％～2.0重量％的条件下)，和除了不可避免的杂质以外，其余为Fe组成。该钢的结构中，将分布在钢材基体中的Ti和/或Nb的碳化物沉积物的总量，调整至0.1重量％或更多。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

图1为表示硬度与磨损系数之间的关系示意图；

图2为表示碳化物沉积物总量对磨损系数影响的示意图；

图3为表示Ti和Nb碳化物(碳化钛和碳化铌)沉积物的总量对耐磨性的影响的示意图。

发明人收集了许多由磨损损坏的样件，以及要进行磨损试验的试件，并用微观的观点来研究这些损坏的零件。在大多数样件和试件中，在磨损部分上观察到象磨削刮伤一样的损伤。对于从织机零件中收集的样件，在磨损部分上观察到如直线型磨削刮伤一样的损伤。在磨损部分附近，和面对该磨损部分的其它零件或线的表面上，发现有坚硬的颗粒(例如，氧化铝和碳化硅)的粘附。这种损伤和坚硬颗粒的粘附表明，磨损是在有坚硬颗粒共同存在时发生的。这种磨损称为“磨料磨损”，其中，与另一个零件或线接触的一个钢制零件，在接触面上的上述坚硬颗粒振动或滑动运动过程中被刮擦和磨削。

在各种不同的磨损现象中，磨料磨损是最严重的磨损。因此，迫切需要提供一种能抵抗这种磨料磨损的材料。

为了改善耐磨性，发明人首先检测了一种高碳钢的淬硬方法。当淬火后硬度增加时，由磨料磨损引起的重量损失略有减小，但淬硬方法不能使材料的耐磨性明显改善。即，通过加入碳，使钢材结构硬化，不能充分地改善耐磨性。在用冷加工方法使钢硬化的情况下，也不能改善钢的耐磨性。