專利名稱：耐磨鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛、工程機(jī)械和類似機(jī)械動力傳遞機(jī)構(gòu)或輸送機(jī)構(gòu)中所用的套筒鏈和滾子鏈。
背景技術(shù)：
當(dāng)在車輛的動力傳遞機(jī)構(gòu)中使用動力傳遞介質(zhì)時，人們?nèi)找嬗媒饘偬淄叉満蜐L子鏈來代替帶齒的皮帶使用，這常常用來滿足高負(fù)荷、高速度與免維護(hù)的需要。
傳統(tǒng)鏈(如套筒鏈)的形成是將圓柱套筒兩端分別裝配在一對內(nèi)側(cè)板的套筒孔內(nèi)，并且將可旋轉(zhuǎn)的插入所述套筒里的連接銷兩端配合插入在一對外側(cè)板銷孔內(nèi)，所述外側(cè)板設(shè)置在兩內(nèi)側(cè)板的外側(cè)。而且，滾子可旋轉(zhuǎn)的裝配在套筒鏈的套筒上以形成套筒鏈。
從易利用性和材料耗費(fèi)去考慮，常常使用Cr-Mo合金鋼或含碳量0.7％-1.1％的高碳鋼(重量比)作為這些類型的傳統(tǒng)鏈里連接銷和套筒的基礎(chǔ)材料。然后將所述連接銷表面經(jīng)受如滲碳或滲碳-氮的表面處理以抑制所述連接銷磨損。
而且，為了增強(qiáng)耐磨性，也已經(jīng)提出通過在連接銷表面和套筒內(nèi)表面上形成陶瓷或類似材料的噴敷層(參見日本專利申請No.2000-121311)。
然而，在上述套筒鏈或滾子鏈中，已有報道說，盡管連接銷或套筒表面經(jīng)表面處理或在連接銷或套筒表面上形成噴敷層，但當(dāng)其在汽車的定時鏈或類似裝置中使用時，可能有幾個鏈不能產(chǎn)生所期望的抗異常磨損的耐磨性。因而，克服鏈條異常磨損伸長以進(jìn)一步提高機(jī)器的可靠性是一項緊迫的任務(wù)。因此，本發(fā)明認(rèn)真考慮了這個任務(wù)并發(fā)現(xiàn)鏈的異常磨損伸長基于以下事實而產(chǎn)生機(jī)艙中的潤滑油極端老化，和在潤滑油氧化達(dá)到PH＜3之后，高氧化度的潤滑油腐蝕了套筒內(nèi)表面，由此加速了套筒內(nèi)表面的磨損。而且，本發(fā)明已發(fā)現(xiàn)當(dāng)連接銷和套筒的材料相同時，兩者易于相互粘結(jié)在一起以致進(jìn)一步加速了磨損。

發(fā)明內(nèi)容
因而，本發(fā)明的目的是解決上述傳統(tǒng)鏈存在的問題，并提供了一種耐磨鏈，即使與具有高氧化度的極端老化潤滑油一起使用，可長期保持平滑的鉸接和滑動而不會產(chǎn)生異常磨損伸長。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1，通過使用一種耐磨鏈達(dá)到所述目的，在耐磨鏈中將套筒兩端分別配裝到一對內(nèi)側(cè)板的套筒孔內(nèi)，并且將可旋轉(zhuǎn)插入所述套筒里的連接銷兩端配裝在一對外側(cè)板銷孔內(nèi)，所述外側(cè)板設(shè)置在兩內(nèi)側(cè)板的外側(cè)，其特征在于所述套筒使用從奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、析出硬化鋼、高碳鉻軸承鋼和合金工具鋼中精選出來的且經(jīng)過熱處理的一種鋼作基礎(chǔ)材料。這里，所述熱處理不限于特定熱處理，但是可以應(yīng)用已知的通常用作鋼材料表面固化的熱處理。但是，由于所述基礎(chǔ)材料熱處理效果之間存在差異，最好選擇與所用的基礎(chǔ)材料一致的熱處理類型。具體地說，對于奧氏體不銹鋼適合的是不銹鋼擴(kuò)散滲氮工藝，稱作為鹽浴軟化滲氮，它是滲氮工藝的一種，而對于馬氏體鋼不銹鋼適合的是滲碳硬化工藝。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求2，可通過使用一種耐磨鏈達(dá)到上述目的，在耐磨鏈中將套筒兩端分別配裝到一對內(nèi)側(cè)板的套筒孔中，并且將可旋轉(zhuǎn)地配合插入所述套筒中的連接銷的兩端配裝到一對外側(cè)板銷孔內(nèi)，所述外側(cè)板設(shè)置在兩內(nèi)側(cè)板的外側(cè)，其特征在于至少在所述套筒內(nèi)表面上形成敷層，所述敷層材料是由從TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精選出一種所構(gòu)成的。這里，DLC意思是具有特性似于金剛石(即稱作為似金剛石無定形碳)的碳敷層。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求3，除了本發(fā)明權(quán)利要求1或2的結(jié)構(gòu)外，所述目的可通過在所述連接銷表面被敷上硬金屬敷層來實現(xiàn)，所述硬金屬敷層至少含有一種從Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo與W中精選出來的材料。這里，可使用金屬碳化物敷層、金屬氮化物敷層、金屬氧化物敷層、金屬碳氮化物敷層和類似物質(zhì)作為硬金屬敷層。但是，從易于形成薄膜敷層、對基礎(chǔ)材料和類似物質(zhì)的親和力的角度來說，優(yōu)選的是金屬碳化物。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求4，除了本發(fā)明權(quán)利要求1至3中任一結(jié)構(gòu)之外，所述目的可通過使所述連接銷與所述套筒使用不同基礎(chǔ)材料來實現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述耐磨鏈，套筒的基礎(chǔ)材料可使用從奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、析出硬化鋼、高碳鉻軸承鋼和合金工具鋼中精選出來的且經(jīng)過熱處理的一種鋼。由此增強(qiáng)了所述套筒的抗氧化性，并且甚至在氧化性氣氛中鏈也不會產(chǎn)生異常磨損伸長而長期保持平滑的鉸接和滑動。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求2所述耐磨鏈，至少在所述套筒內(nèi)表面上形成敷層，所述敷層材料是由從TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精選出一種所構(gòu)成的。由此所述套筒的抗氧化性得到了增強(qiáng)，并且甚至在氧化性氣氛中鏈也不會產(chǎn)生異常磨損伸長而長期保持平滑的鉸接和滑動。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求3所述耐磨鏈，除了使用本發(fā)明權(quán)利要求1或2所述耐磨鏈可產(chǎn)生作用之外，在所述連接銷表面上被敷上硬金屬敷層也可產(chǎn)生作用，所述硬金屬敷層至少含有一種從Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo與W中精選出來的材料。因而所述套筒的抗氧化性進(jìn)一步得到了增強(qiáng)，并且甚至在氧化性氣氛中鏈也不會產(chǎn)生異常磨損伸長而長期保持平滑的鉸接和滑動。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求4所述耐磨鏈，除了使用本發(fā)明權(quán)利要求1至3中任一種所述耐磨鏈能產(chǎn)生作用之外，所述連接銷與所述套筒使用不同的基礎(chǔ)材料也可產(chǎn)生效果。因此，抑制了所述連接銷與所述套筒間的粘著，并且也抑制了在氧化性氣氛中產(chǎn)生異常磨損伸長，由此進(jìn)而鏈可長期平滑的鉸接與滑動。


圖1是本發(fā)明耐磨鏈的部分透視圖。
圖2是本發(fā)明耐磨鏈的試驗結(jié)果曲線圖。
標(biāo)號說明10...耐磨鏈 11...內(nèi)側(cè)板 11a...套筒孔 12...套筒 13...滾子14...外側(cè)板 14a...銷孔 15...連接銷具體實施方式
參照附圖1至3，現(xiàn)在將基于實施例1和2描述本發(fā)明實施例。
圖1是示出本發(fā)明耐磨鏈的一個實施例的透視圖。在耐磨鏈10中，套筒12兩端分別配裝在一對內(nèi)側(cè)板11的套筒孔11a內(nèi)，并且可旋轉(zhuǎn)地配合插入所述套筒12中的連接銷15兩端裝配到一對外側(cè)板14的銷孔內(nèi)，所述外側(cè)板14設(shè)置在所述一對內(nèi)側(cè)板11的兩外側(cè)面。然后繞著所述套筒12可旋轉(zhuǎn)地裝配滾子。在圖1中，正如可以理解的，示出了鏈各部分裝置結(jié)構(gòu)透視圖，并且也示出了鏈的整體透視圖。盡管圖1中示出的耐磨鏈?zhǔn)菨L子鏈，在所述滾子鏈中繞著所述套筒12可旋轉(zhuǎn)地裝配所述滾子13，但是本發(fā)明耐磨鏈不限于滾子鏈，也可使用沒有滾子的套筒鏈。
這里在實施例1中，所述套筒12的基礎(chǔ)材料使用奧氏體不銹鋼SUS304(18％Cr-8％Ni)，同時所述基礎(chǔ)材料經(jīng)受不銹鋼擴(kuò)散滲氮工藝，稱作為鹽浴軟化滲氮，它是滲氮工藝的一種。而且在實施例2中，所述套筒12的基礎(chǔ)材料使用傳統(tǒng)的Cr-Mo合金鋼SCM435，同時通過無電鍍工藝，使所述套筒12內(nèi)表面經(jīng)受Ni-P合金鍍。在這種情況下，作為實施例1和2中的連接銷15、內(nèi)側(cè)板11與外側(cè)板14的材料使用經(jīng)受滲碳氮工藝處理的傳統(tǒng)Cr-Mo合金鋼(SCM435)。
圖2示出了在通常氣氛與氧化性氣氛(PH＝3)中實施例1和2的耐磨鏈磨損伸長特性的試驗結(jié)果。通過圍著具有齒數(shù)18和36的兩鏈輪纏繞具有鉸接數(shù)96的耐磨鏈，在保持鏈張力為0.5千牛時以6500轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)鏈輪，并通過測量鏈的伸長指數(shù)(％)來實施該試驗。在圖2中，a1至a3所示實線分別示出了在氧化性氣氛中實施例1與2所述耐磨鏈和傳統(tǒng)耐磨鏈的伸長指數(shù)。而且，b1至b3所示虛線分別示出了在通常氣氛中實施例1與2所述耐磨鏈和傳統(tǒng)耐磨鏈的伸長指數(shù)。
正如從如2中可了解到的，在異常氣氛中，不能發(fā)現(xiàn)實施例1和2與傳統(tǒng)實施例中伸長指數(shù)之間有很大的差異。但是在氧化性氣氛中，傳統(tǒng)耐磨鏈伸長指數(shù)惡化到是在通?？諝庵猩扉L指數(shù)的兩倍或多倍。另一方面實施例1和2的伸長指數(shù)則幾乎沒有變化。即，確定的是甚至在潤滑油嚴(yán)重氧化和極度老化的情況下，實施例1和2的耐磨鏈不會產(chǎn)生異常磨損伸長，且能夠長期平滑的鉸接與滑動。
這里作為所述套筒的材料可使用上述實施例1中的奧氏體不銹鋼SUS304，在其它材料使用馬氏體不銹鋼SUS316、SUS410和SUS440，彌散硬化不銹鋼SUS630和SUS631，高碳鉻軸承鋼SUJ2，合金工具鋼SKD11情況下也可獲得與上述情況相同的試驗結(jié)果。
而且，在實施例2中，應(yīng)用基礎(chǔ)材料與傳統(tǒng)例子中基礎(chǔ)材料相同套筒12，在所述套筒的內(nèi)表面上被敷上鎳一磷(NiP)合金鍍的敷層。但是，甚至當(dāng)使用TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC作為敷層材料時，可獲得與使用NiP相同的結(jié)果。而且，盡管僅在所述套筒12內(nèi)表面上應(yīng)用敷層，這可使它與所述連接銷滑動接觸，但是也可使所述套筒12的整個表面經(jīng)受敷層。尤其是，在如圖1所示的滾子鏈的情況下，可通過在整個套筒上被敷上敷層來進(jìn)一步抑制滾子內(nèi)表面和套筒外表面之間由于滑動接觸產(chǎn)生的磨損。
而且，通過在實施例1描述的基礎(chǔ)材料表面形成如實施例2描述的敷層，可進(jìn)一步的提高鏈在氧化性氣氛中的耐磨性。而且，除了實施例1或2中所描述的耐磨鏈的結(jié)構(gòu)外，通過在所述連接銷表面上形成硬金屬敷層，所述硬金屬敷層至少含有一種從Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo與W中精選出來的金屬材料。這里可使用金屬碳化物敷層、金屬氮化物敷層、金屬氧化物敷層、金屬碳氮化物或類似物質(zhì)作為硬金屬敷層來使用。但是，從易于形成敷層、對基礎(chǔ)材料和類似物質(zhì)的親和力的角度來說，優(yōu)選的是金屬碳化物。作為形成敷層的工藝，可應(yīng)用為人們所熟知的工藝(如擴(kuò)散敷層工藝和類似工藝)。
而且，連續(xù)的荷載試驗已經(jīng)表明即使實施例1中所述耐磨鏈在鏈輪上一直長時間的高速度且高負(fù)荷滑動，直到所述鏈的基礎(chǔ)材料達(dá)到高溫時為止，在連接銷與套筒之間也不會產(chǎn)生傳統(tǒng)的粘著?？梢约僭O(shè)這是因為在實施例1的耐磨鏈中所述連接銷和所述套筒的基礎(chǔ)材料由不同金屬材料組成的，并且兩種材料晶格之間的距離相互不同，因而很難產(chǎn)生接觸面間的擴(kuò)散接合。這一假設(shè)得到下述結(jié)果的支持，即，雖然實施例2的耐磨鏈不能經(jīng)受高速、重載的持續(xù)荷載試驗達(dá)到實施例1耐磨鏈的程度，但是，由于連接銷與套筒分別使用不同的金屬材料構(gòu)成，可以與實施例1的耐磨鏈同樣地抑制粘著的發(fā)生。
正如以上所描述的，根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求1所述耐磨鏈，套筒可使用從奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、析出硬化鋼、高碳鉻軸承鋼和合金工具鋼中精選出來的且經(jīng)過熱處理的一種鋼作基礎(chǔ)材料。由此增強(qiáng)了所述套筒的抗氧化性，并且甚至在氧化性氣氛中鏈也不會產(chǎn)生異常磨損伸長。
根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求2所述耐磨鏈，至少在所述套筒內(nèi)表面上形成敷層，所述敷層材料是由從TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精選出一種所構(gòu)成的。由此所述套筒的抗氧化性得到了增強(qiáng)，并且抑制了鏈在氧化性氣氛中發(fā)生異常磨損伸長。
而且，根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求3所述耐磨鏈，除了使用本發(fā)明權(quán)利要求1或2所述耐磨鏈可產(chǎn)生效果之外，在所述連接銷表面上被敷上硬金屬敷層也可產(chǎn)生效果，所述硬金屬敷層至少含有一種從Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo與W中精選出來的材料。因而所述套筒的抗氧化性進(jìn)一步得到了增強(qiáng)，并且可以避免鏈在氧化空氣中的異常磨損伸長。
此外，根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求4所述耐磨鏈，除了使用本發(fā)明權(quán)利要求1至3中任一種所述耐磨鏈可產(chǎn)生效果之外，所述連接銷與所述套筒使用不同的基礎(chǔ)材料也可產(chǎn)生效果。因此，減小了所述連接銷與所述套筒間的粘著，并且可避免鏈產(chǎn)生磨損伸長。因而避免了鏈長期在氧化性氣氛中產(chǎn)生的異常磨損伸長。
權(quán)利要求
1.一種耐磨鏈，其中套筒兩端分別配裝到一對內(nèi)側(cè)板的套筒孔內(nèi)，并且將可旋轉(zhuǎn)配合插入所述套筒里的連接銷兩端配裝在一對外側(cè)板的銷孔內(nèi)，所述一對外側(cè)板設(shè)置在所述一對內(nèi)側(cè)板的兩外側(cè)，其特征在于所述套筒可用從奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、析出硬化鋼、高碳鉻軸承鋼與合金工具鋼中精選出來的且經(jīng)過熱處理的一種鋼作基礎(chǔ)材料。
2.一種耐磨鏈，其中套筒兩端分別配裝到一對內(nèi)側(cè)板的套筒孔內(nèi)，并且將可旋轉(zhuǎn)配合插入所述套筒里的連接銷兩端配裝在一對外側(cè)板的銷孔內(nèi)，所述一對外側(cè)板設(shè)置在所述一對內(nèi)側(cè)板的兩外側(cè)，其特征在于至少在所述套筒內(nèi)表面形成從TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中精選出的至少一種構(gòu)成的敷層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述耐磨鏈，其特征在于在所述連接銷表面上被敷上硬金屬敷層，所述硬金屬敷層至少含有一種從Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo與W中精選出來的材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一個所述耐磨鏈，其特征在于所述連接銷的基礎(chǔ)材料與所述套筒的基礎(chǔ)材料是不相同的。
全文摘要
提供一種耐磨鏈，即使與具有高氧化度的極端老化潤滑油一起使用，可長期保持平滑的鉸接和滑動而不會產(chǎn)生異常磨損伸長。一種耐磨鏈，其中套筒12兩端分別配裝在一對內(nèi)側(cè)板11的套筒孔11a內(nèi)，并且所述將可旋轉(zhuǎn)地配合插入所述套筒12內(nèi)的連接銷15兩端配裝到一對外側(cè)板14的銷孔14a內(nèi)，所述外側(cè)板14設(shè)置在所述一對內(nèi)側(cè)板11的兩外側(cè)面上，其特征在于，套筒12可用從奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、析出硬化鋼、高碳鉻軸承鋼與合金工具鋼中精選出來的且經(jīng)過熱處理的一種鋼做基礎(chǔ)材料。
文檔編號B21L9/08GK1450285SQ0311057
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月10日
發(fā)明者加我有將, 佐藤利文 申請人:株式會社椿本鏈索