專利名稱：無(wú)接頭金屬帶用金屬環(huán)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用在無(wú)接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的制造方法。
背景技術(shù)：
無(wú)級(jí)變速器所采用的動(dòng)力傳遞用的帶，使用了由層疊環(huán)捆扎以環(huán)狀層疊排列的多個(gè)元件而成的組件。所述層疊環(huán)是層疊多個(gè)金屬環(huán)而成的。構(gòu)成這種層疊環(huán)的金屬環(huán)，由于在層疊的狀態(tài)下承受負(fù)荷，故而在各金屬環(huán)之間會(huì)產(chǎn)生磨擦。因此，當(dāng)各金屬環(huán)之間的潤(rùn)滑處于不足的情況下，有可能發(fā)生因摩擦所導(dǎo)致的發(fā)熱或者金屬環(huán)之間相互燒結(jié)在一起等問題。所以，在特開昭55-103133號(hào)公報(bào)公開的以往的金屬環(huán)上，在其內(nèi)周面上形成網(wǎng)格狀的凹凸，利用該網(wǎng)格狀的凹凸來形成潤(rùn)滑油膜(參照公報(bào)第2頁(yè)、圖1)。
眾所周知，作為在金屬環(huán)的內(nèi)周面上形成網(wǎng)格狀的凹凸的方法，在軋制金屬環(huán)的軋制輥的表面形成溝槽，通過使用該軋制輥來軋制金屬環(huán)，從而使所述溝槽轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)的表面，以形成凸部。例如，在特開昭61-79041號(hào)公報(bào)公開的技術(shù)中，公開了在軋制輥的表面、利用單顆金剛石一個(gè)一個(gè)形成溝槽的方法。具體而言，在使軋制輥轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，將單顆金剛石推壓到軋制輥的表面，并使單顆金剛石在規(guī)定寬度的范圍內(nèi)往返運(yùn)動(dòng)于軋制輥的軸方向上，從而在表面上形成網(wǎng)格狀的凸部(參照公報(bào)第4頁(yè)、圖9)。
通過這種在特開昭61-79041號(hào)公報(bào)上公開的方法來形成的溝槽，由于是通過單顆金剛石等來進(jìn)行加工的，故而若不在一定程度上增大溝槽的相互之間的寬度，軋制輥的加工則需要極長(zhǎng)的時(shí)間。由此，以往的網(wǎng)格狀的溝槽的相互之間的間隔則變得較寬。然而，各溝槽的相互之間的間隔一旦變寬，應(yīng)力則容易集中在金屬環(huán)表面上的因?yàn)檗D(zhuǎn)印所述溝槽而產(chǎn)生的凸部處。特別是，在作為表面硬化處理而進(jìn)行氮化處理的場(chǎng)合，有可能會(huì)有發(fā)生在金屬環(huán)的表面上的壓縮殘余應(yīng)力集中于所述凸部處，從而帶來耐久性降低的問題。
另外，在以往的金屬環(huán)的制造方法中，由于是利用單顆金剛石來一個(gè)一個(gè)形成溝槽，故而軋制輥的加工需要較長(zhǎng)時(shí)間。另外，因?yàn)檐堉戚伒氖褂茫砻娴臏喜蹖?huì)發(fā)生磨損，從而導(dǎo)致不能將規(guī)定的形狀轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)上，這種場(chǎng)合，必須在研磨一次軋制輥的表面的溝槽而導(dǎo)致溝槽消失之后，重新形成溝槽。這樣，以往在軋制輥的加工和保養(yǎng)中就需要較多的工時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對(duì)使用在無(wú)接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的制造方法進(jìn)行改良。更加詳細(xì)而言，本發(fā)明的目的在于，為解決上述問題，而制造應(yīng)力集中較少的金屬環(huán)。另外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種容易進(jìn)行軋制金屬環(huán)的軋制輥的制造及保養(yǎng)的金屬環(huán)的制造方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法是制造使用在無(wú)接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的方法，其特征在于，具有通過軋制輥軋制所述金屬環(huán)的軋制工序；至少在抵接于所述金屬環(huán)的內(nèi)周面的軋制輥的表面設(shè)置有網(wǎng)格狀的凹凸；通過使所述軋制輥一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊與具有規(guī)定粗細(xì)度的砂輪抵接，且同時(shí)使所述砂輪在所述軋制輥的軸方向上移動(dòng)，從而形成所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸；在所述軋制工序中，將所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上。
根據(jù)本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法，轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上的網(wǎng)格狀的凹凸是這樣來形成的，即，轉(zhuǎn)印了通過具有規(guī)定粗細(xì)度的砂輪而形成在所述軋制輥上的網(wǎng)格狀的凹凸。由此，與轉(zhuǎn)印了以往的通過金剛石形成的溝槽的凸部相比，可以減小各個(gè)凹凸的大小和寬度。因此，在所述網(wǎng)格狀的凹凸則很難引起應(yīng)力集中。
此外，所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸，沒有必要是像以往那樣通過單顆金剛石等來一個(gè)個(gè)地形成溝槽。因此，在所述軋制輥的表面，可以容易地形成網(wǎng)格狀的凹凸。另外，即使是在因?yàn)檐堉戚伒氖褂枚拱纪拱l(fā)生磨損的場(chǎng)合，也可以在所磨損的凹凸之上再通過所述砂輪來形成網(wǎng)格狀的凹凸。因此，由于沒有必要像以往那樣將其表面研磨一次之后再形成溝槽，所以，軋制輥的保養(yǎng)也就變得容易。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，若所述軋制輥的網(wǎng)格狀的溝槽的寬度在25μm至250μm之間隨機(jī)形成，則在所述網(wǎng)格狀的凹凸處很難引起應(yīng)力集中。在此，所謂隨機(jī)是指溝槽的寬度不是一定的間隔，而是各式各樣的。
所述軋制輥也可以是利用所述砂輪對(duì)因使用而磨損了的所述網(wǎng)格狀的凹凸的表面進(jìn)行加工，從而重新形成了網(wǎng)格狀的凹凸的軋制輥。由于所述網(wǎng)格狀的凹凸是利用砂輪來加工，故而沒有必要像以往那樣研磨軋制輥的表面，從而可以容易地形成網(wǎng)格狀的凹凸。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，最好是所述金屬環(huán)為馬氏體時(shí)效鋼制；加工所述軋制輥的砂輪，其粗細(xì)度的粒度號(hào)為#270至#1000；在所述軋制工序之后進(jìn)行氮化所述金屬環(huán)的氮化處理。
在所述金屬環(huán)上，轉(zhuǎn)印有所述網(wǎng)格狀的凹凸的面，因?yàn)樗霭纪苟沟帽砻娣e變大，由此，可以圓滑地進(jìn)行氮化。另外，雖然通過進(jìn)行氮化處理，在金屬環(huán)的表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力，但是，根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者等人所做的實(shí)驗(yàn)，得到了這樣的結(jié)論，即，為了使得金屬環(huán)有良好的耐久力，最好使馬氏體時(shí)效鋼的壓縮殘余應(yīng)力在大約-980N/mm2以上。若以此來設(shè)置所述砂輪的粗細(xì)度的話，粒度號(hào)則為#270至#1000的范圍，這樣可以使得金屬環(huán)的壓縮殘余應(yīng)力在大約-980N/mm2以上。
另外，若考慮所述網(wǎng)格狀的凹凸的狀態(tài)或所述砂輪的壽命，則加工所述軋制輥的砂輪最好是其粗細(xì)度的粒度號(hào)為#300至#800的范圍。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，最好是在所述軋制工序后、所述氮化處理之前，進(jìn)行固溶所述金屬環(huán)的固溶處理。若在軋制所述金屬環(huán)之后進(jìn)行固溶處理，則金屬環(huán)的晶粒則被精細(xì)化。由于在該狀態(tài)下進(jìn)行氮化處理，則精細(xì)化了的晶粒則呈現(xiàn)均勻硬化，因此很難引起應(yīng)力集中，從而金屬環(huán)較難發(fā)生斷裂。


圖1是表示根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法而形成的金屬環(huán)的示意圖。
圖2是表示軋制金屬環(huán)的軋制裝置的主要部分的示意圖。
圖3是表示軋制金屬環(huán)的內(nèi)周面的內(nèi)周軋制輥的示意圖。
圖4是表示金屬環(huán)的內(nèi)周面的壓縮殘余應(yīng)力和砂輪的粒度號(hào)之間關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1至圖4，對(duì)本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法的實(shí)施方式的一例進(jìn)行說明。首先，參照?qǐng)D1，說明金屬環(huán)1的構(gòu)成。金屬環(huán)1如圖1所示，形成為薄板狀的無(wú)接頭帶狀，被使用在帶式無(wú)級(jí)變速器中的無(wú)接頭狀金屬帶上。另外，在其內(nèi)周面形成有網(wǎng)格狀的凹凸2，在其外周面不進(jìn)行前述那樣的加工而是形成為平滑的面。
接著，參照?qǐng)D2，說明進(jìn)行金屬環(huán)1的軋制的軋制裝置3的主要部分。在本實(shí)施方式的軋制裝置3中，在水平方向上離開規(guī)定間隔地配置有卷掛薄板狀的金屬環(huán)1的一對(duì)張緊輥4a、4b。此外，在張緊輥4a、4b的中間，在垂直方向上并排設(shè)置有承接輥5、內(nèi)周軋制輥6、以及外周軋制輥7。外周軋制輥7升降自如地設(shè)置在內(nèi)周軋制輥6的上方。而且，在外周軋制輥7與由承接輥5支承的內(nèi)周軋制輥6之間，夾持金屬環(huán)1。另外，外周軋制輥7是由設(shè)置在背面一側(cè)的未圖示的電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，并軋制金屬環(huán)1。
然后，參照?qǐng)D3，說明內(nèi)周軋制輥6及其加工方法。在本實(shí)施方式中的內(nèi)周軋制輥6如圖3所示，在其表面形成有網(wǎng)格狀的凹凸8。該網(wǎng)格狀的凹凸8的加工方法如下所述。首先，以規(guī)定的轉(zhuǎn)速使內(nèi)周軋制輥6轉(zhuǎn)動(dòng)。接著，一邊以規(guī)定的力使砂輪9頂靠在內(nèi)周軋制輥6的表面上，一邊使砂輪9在內(nèi)周軋制輥6的軸方向上做往返運(yùn)動(dòng)。這樣，通過在使內(nèi)周軋制輥6轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)下，使在內(nèi)周軋制輥6的軸方向上做往返運(yùn)動(dòng)的砂輪9抵接于其表面，在內(nèi)周軋制輥6的表面上形成網(wǎng)格狀的凹凸8。
在本實(shí)施方式中所使用的砂輪9，使用了金剛石制的砂輪，其粒度號(hào)為#325。根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者等人所做的實(shí)驗(yàn)，若其粒度號(hào)粗于#270，在內(nèi)周軋制輥6的表面上形成的網(wǎng)格狀的凹凸8的網(wǎng)眼則會(huì)變得過粗，由此，當(dāng)轉(zhuǎn)印成金屬環(huán)1的凹凸2之時(shí)，在該凹凸2將會(huì)發(fā)生有應(yīng)力集中，這是所不希望的。另外，若其粒度號(hào)細(xì)于#1000，在轉(zhuǎn)印成金屬環(huán)1的凹凸2之時(shí)，凹凸2的深度將不夠充分，當(dāng)作為層疊環(huán)而使用時(shí)，潤(rùn)滑油的保持性則會(huì)降低。另外，因?yàn)樯拜?的網(wǎng)眼變小，故而砂輪自身的壽命將變短，這樣也就必須頻繁地更換砂輪，從而導(dǎo)致生產(chǎn)性降低。此外，根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者等人所做的實(shí)驗(yàn)可知，若考慮轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)1上的凹凸2的狀態(tài)、以及砂輪的壽命等，砂輪9的粒度號(hào)最好為#300～#800的范圍。
下面，說明本實(shí)施方式的金屬環(huán)1的加工方法。首先，焊接馬氏體時(shí)效鋼的薄板的端部相互之間，來形成圓筒狀的罐體(未圖示)。接著，為了對(duì)由于所述焊接時(shí)的熱而部分變硬的硬度進(jìn)行均勻化，而進(jìn)行了固溶處理，之后，截?cái)喑梢?guī)定的寬度，形成金屬環(huán)1。
然后，根據(jù)圖2所示的軋制裝置3，進(jìn)行軋制工序。在該軋制工序中，將金屬環(huán)1掛設(shè)在左右一對(duì)的張緊輥4a、4b上，在外周軋制輥7與內(nèi)周軋制輥6之間，夾持金屬環(huán)1，進(jìn)行軋制。具體而言，通過將張緊輥4a頂靠到圖2中的左側(cè)，而使規(guī)定的張力作用于金屬環(huán)1。另外，一邊使外周軋制輥7在圖2中按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊以規(guī)定的力向內(nèi)周軋制輥6對(duì)其進(jìn)行推壓。而且，一邊在外周軋制輥7與內(nèi)周軋制輥6之間軋制金屬環(huán)1，一邊通過外周軋制輥7的驅(qū)動(dòng)力而使金屬環(huán)1在圖2中按逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，金屬環(huán)1的內(nèi)周面被推壓到形成在內(nèi)周軋制輥6的表面上的網(wǎng)格狀的凹凸8上，這樣在金屬環(huán)1的內(nèi)周面上轉(zhuǎn)印有了網(wǎng)格狀的凹凸2。
而后，對(duì)金屬環(huán)1進(jìn)行固溶處理。固溶處理是這樣來進(jìn)行的，即在加熱爐(未圖示)內(nèi)，將金屬環(huán)1加熱到馬氏體時(shí)效鋼的再結(jié)晶溫度以上并且是在850℃以下的溫度。
再之后，對(duì)在上述的工序中進(jìn)行了軋制、及進(jìn)行了固溶處理的金屬環(huán)1進(jìn)行氮化處理。氮化處理是在導(dǎo)入了氨和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或者氨和RX氣體的混合氣體的氮化處理室(未圖示)里進(jìn)行的。在氮化處理室中，例如將金屬環(huán)1置于450℃～500℃的狀態(tài)，并保持30～120分鐘左右，以此來進(jìn)行氮化處理。
根據(jù)以上的工序形成了這樣的金屬環(huán)1，即在內(nèi)周面上轉(zhuǎn)印的網(wǎng)格狀的凹凸2，其寬度在25μm至250μm之間隨機(jī)形成。另外，金屬環(huán)1的壓縮殘余應(yīng)力大約為-1050N/mm2(參照?qǐng)D4中的a點(diǎn))。根據(jù)以往的制造方法形成的金屬環(huán)的凸部相互之間的間隔為大約300μm，且比較均勻，這種以往的金屬環(huán)的內(nèi)周面上的壓縮殘余應(yīng)力大約為-800N/mm2。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法形成的金屬環(huán)1，其凹凸2的寬度與以往相比，顯得比較細(xì)小，壓縮殘余應(yīng)力也比較大。
在此，參照?qǐng)D4，說明根據(jù)本申請(qǐng)發(fā)明者等人所做的實(shí)驗(yàn)而得到的砂輪9的粗細(xì)度和壓縮殘余應(yīng)力之間的關(guān)系。砂輪9和壓縮殘余應(yīng)力如圖4所示，即使砂輪9的粒度號(hào)相同，例如圖4的c點(diǎn)和c′點(diǎn)所示那樣，在上下方向上也存在著偏差?？梢哉J(rèn)為這是在由砂輪9加工軋制輥6之時(shí)因?yàn)榧庸に俣然蚣庸r(shí)間所導(dǎo)致的偏差。
另外，當(dāng)砂輪9的粗細(xì)度為#1000時(shí)，各凹凸2相互之間的間隔呈現(xiàn)密集，可以實(shí)現(xiàn)金屬環(huán)1的內(nèi)周面的活性化，良好地進(jìn)行氮化處理，其結(jié)果，壓縮殘余應(yīng)力大約為-1150N/mm2(參照?qǐng)D4中的b點(diǎn))。而且，隨著砂輪9的粗細(xì)度變粗，壓縮殘余應(yīng)力變小，當(dāng)砂輪9的粗細(xì)度為#270時(shí)，壓縮殘余應(yīng)力大約為-980N/mm2(參照?qǐng)D4中的c點(diǎn))另一方面，如圖4的d點(diǎn)所示，即使是在砂輪的粒度號(hào)比#250還粗的場(chǎng)合，壓縮殘余應(yīng)力也有達(dá)到-980N/mm2以上的情況。然而，由于加工的不均衡，如圖4的d′點(diǎn)所示也有達(dá)到-980N/mm2以下的情況，因此，砂輪9的粗細(xì)度最好如本實(shí)施方式這樣大約細(xì)于#270比較適宜。
另外，在本實(shí)施方式中，由于在軋制工序之后進(jìn)行了固溶處理，故而在金屬環(huán)1的凹凸2，可以實(shí)現(xiàn)晶粒的精細(xì)化，提高了金屬環(huán)1的韌性。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式制造的金屬環(huán)1，在作為層疊環(huán)而使用在無(wú)級(jí)變速器的金屬帶上的場(chǎng)合，通過凹凸2，可以使得各金屬環(huán)1間的潤(rùn)滑性呈現(xiàn)良好。而且，因?yàn)閴嚎s殘余應(yīng)力較高，韌性也較高，所以，金屬疲勞也比較少。
另外，由于內(nèi)周軋制輥6是由砂輪9來加工的，與利用1個(gè)金剛石進(jìn)行加工的場(chǎng)合相比，縮短了加工時(shí)間。另外，在進(jìn)行內(nèi)周軋制輥6的保養(yǎng)時(shí)，沒有必要再研磨一次表面的凹凸8，只要直接利用砂輪9來加工表面即可，因此，保養(yǎng)也變得比較容易。
另外，在上述實(shí)施方式中，作為在內(nèi)周軋制輥6的表面形成網(wǎng)格狀的凹凸8的砂輪，雖然使用了金剛石制的砂輪9，但是，并不僅限于此，也可以使用氧化鋁或者碳化硅制的砂輪。
權(quán)利要求
1.一種金屬環(huán)的制造方法，其是制造使用在無(wú)接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的方法，其特征在于，具有通過軋制輥軋制所述金屬環(huán)的軋制工序；至少在抵接于所述金屬環(huán)的內(nèi)周面的軋制輥的表面設(shè)置有網(wǎng)格狀的凹凸；通過使所述軋制輥一邊轉(zhuǎn)動(dòng)，一邊與具有規(guī)定粗細(xì)度的砂輪抵接，且同時(shí)使所述砂輪在所述軋制輥的軸方向上移動(dòng)，從而形成所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸；在所述軋制工序中，將所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述軋制輥的網(wǎng)格狀的溝槽的寬度在25μm至250μm之間隨機(jī)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述軋制輥是利用所述砂輪對(duì)因使用而磨損了的所述網(wǎng)格狀的凹凸的表面進(jìn)行加工，從而重新形成了網(wǎng)格狀的凹凸的軋制輥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述金屬環(huán)為馬氏體時(shí)效鋼制；加工所述軋制輥的砂輪，其粗細(xì)度的粒度號(hào)為#270至#1000；在所述軋制工序之后進(jìn)行氮化所述金屬環(huán)的氮化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，加工所述軋制輥的砂輪，其粗細(xì)度的粒度號(hào)為#300至#800。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，在所述軋制工序后、所述氮化處理之前，進(jìn)行固溶所述金屬環(huán)的固溶處理。
全文摘要
制造一種應(yīng)力集中較少的金屬環(huán)，并容易地進(jìn)行將網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印到金屬環(huán)上的軋制輥的制造及保養(yǎng)。在內(nèi)周軋制輥(6)的表面形成有網(wǎng)格狀的凹凸(8)。該凹凸(8)是這樣形成的，即以規(guī)定的轉(zhuǎn)速使內(nèi)周軋制輥(6)轉(zhuǎn)動(dòng)，并使砂輪(9)在內(nèi)周軋制輥(6)的軸方向往返運(yùn)動(dòng)且以規(guī)定的力頂靠于內(nèi)周軋制輥(6)。砂輪的粒度號(hào)為#270至#1000的范圍。若通過所述內(nèi)周軋制輥(6)軋制金屬環(huán)(1)的內(nèi)周面，在金屬環(huán)(1)上則被轉(zhuǎn)印出網(wǎng)格狀的凹凸(2)。由于網(wǎng)格狀的凹凸(2)是通過轉(zhuǎn)印由砂輪(9)形成的凹凸(8)而成的，因此，各凹凸間的寬度較窄，并且隨機(jī)，在層疊金屬環(huán)(1)時(shí)則具有良好的潤(rùn)滑性。另外，通過對(duì)金屬環(huán)(1)進(jìn)行固溶處理以及氮化處理，壓縮殘余應(yīng)力變高，從而可以形成韌性較高的金屬環(huán)(1)。
文檔編號(hào)B21H8/00GK1750894SQ20048000433
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者中島克幸, 今井仁司, 石川正信, 武田弘, 神阪知己 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社