專利名稱：Ivt組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含粉末冶金型高合金鋼的傳動組件。此種合金組件可見于EP-0462637A。在這個申請中，給出了一個連續(xù)可變的傳動裝置，其中皮帶在可變有效直徑的兩個帶輥之間延伸。帶輥與皮帶的至少一個接觸表面是通過粉末冶金的方法用涂層覆蓋。從基本輥開始，此種層在制造的后一階段設(shè)置。連續(xù)可變傳動的操作條件表現(xiàn)為在皮帶和帶輥之間較低的接觸壓力。操作通常是在干的條件下，即沒有潤滑劑存在下進(jìn)行的。
本發(fā)明涉及一種IVT組件。下面，IVT應(yīng)當(dāng)理解為環(huán)形的IVT，且更具體地理解為它的盤和輥。盤、輥各自的接觸表面在存在有潤滑劑的條件下經(jīng)受高接觸載荷。至于滾柱軸承，在動力輥的圓周表面和盤的滾道之間的接觸壓力是明顯更高。在沒有潤滑膜存在的情況下，設(shè)定了高接觸疲勞強(qiáng)度要求和靜態(tài)載荷容量要求。
已發(fā)現(xiàn)，普通的滾動軸承鋼不滿足這些要求。
本發(fā)明旨在提供一種具有改進(jìn)的性能使其特別適用于IVT盤和動力輥組件的組件。根據(jù)本發(fā)明，這一目的被實現(xiàn)，其中所述傳動組件包含通過粉末冶金工藝一體化成形的環(huán)形IVT盤或輥。
一體化成形應(yīng)理解為完全包含粉末金屬材料。這是不同于其中僅僅提供了一層粉末金屬材料的EP-0462637。僅僅通過一體化成形IVT組件例如盤且更優(yōu)選是動力輥，在高的接觸疲勞載荷釋放下可實現(xiàn)足夠的使用壽命。
如上所述，本發(fā)明是特別適用于制備IVT的動力輥。
更具體地說，用于IVT組件的鋼的組分包含
0.75-1.85wt％C0.10-0.45wt％Si0.15-0.0wt％Mn3.50-4.50wt％Cr4.00-11.00wt％Mo0.90-5.25wt％V0.10-13.00wt％W.
根據(jù)優(yōu)選的實施方案，所用的PM M62型鋼包含1.25-1.35wt％C0.15-0.4wt％Si0.15-0.40wt％Mn3.50-4.25wt％Cr10.00-11.00wt％Mo1.80-2.20wt％V5.75-6.75wt％W.
雖然用于這類鋼的成本是明顯高于普通滾動軸承鋼例如ASTMA295 52100的成本，它的性能使得它比普通滾動軸承鋼遠(yuǎn)遠(yuǎn)更適合于CVT/IVT盤和動力輥組件。通過合適的處理，可實現(xiàn)PM M62鋼制品的表面具有極高的硬度。然而，不同于得到極高硬度的普通鋼，在PMM62中的芯材的韌性不會惡化。這意味著，韌性/硬度比是明顯高于常規(guī)的馬氏體硬化的ASTM A295 52100滾動軸承鋼。
粉末冶金鋼可用本領(lǐng)域任何公知的方法制得。例如，通過下列步驟真空感應(yīng)熔融和精煉粉末冶金鋼組合物，氮氣粉末霧化，粉末分選和封裝，
熱等靜壓沖壓和熱鍛壓。
也包括成本低廉的塑性成形的其它工藝。
優(yōu)選地，粉末冶金高合金鋼是經(jīng)受二次硬化處理。優(yōu)選地，通過在1205±5℃下奧氏體化5-10分鐘，隨后在約550℃下進(jìn)行氣、油或鹽淬火和回火。在其中使用M62的上述優(yōu)選實施方案中，硬度可以高達(dá)67HRC，并具有高溫硬度性能。
現(xiàn)參照附圖將進(jìn)一步說明本發(fā)明。


圖1顯示了IVT的實例；圖2顯示了接觸應(yīng)力的對比圖；和圖3顯示了鈍缺口韌性的對比圖。
在圖1中，給出了CVT/IVT的實例。在最通常的實施方案中，CVT/IVT包含連接至引擎的輸出軸的輸入盤1和連接至驅(qū)動鏈的相對輸出盤2或者車輛或者用可變比驅(qū)動的其它物體的其它齒輪箱組件。其間是幾個動力輥3。動力輥3可在任何轉(zhuǎn)動軸上作為軸頸且其軸用4表示。這個轉(zhuǎn)動軸在箭頭5的方向上作旋轉(zhuǎn)運動。通過其它輥在箭頭5方向的旋轉(zhuǎn)，輸入和輸出盤之間的傳動比將改變。如圖1所示，動力輥3設(shè)置它的輸入盤接近于中心線，而輸出盤被設(shè)置成遠(yuǎn)離它的中心線。存在有壓力將動力輥的圓周表面分別壓緊至輸入盤的滾道8以及輸出盤的滾道9上。這個壓緊力是用箭頭10示意表示。在圖1中所示的CVT/IVT也熟知為“TorotrakIVT”。也可使用本領(lǐng)域中的其它裝置，但是對所有實施方案而言，為了改變輸入和輸出盤之間的傳動比，至少提供三個動力輥，這使得按照箭頭5進(jìn)行一些傾斜運動。還發(fā)現(xiàn)，此種結(jié)構(gòu)相比于常規(guī)的自動傳動，可得到15％增高的效率，不同于滾動軸承，在所述結(jié)構(gòu)的相鄰組件之間不存在潤滑膜。
每個動力輥的圓周表面以及滾道8和9是經(jīng)受相當(dāng)?shù)妮d荷。這大概是迄今為止這種工藝還沒有被普遍接受的原因之一。例如，動力輥的圓周表面和相關(guān)的滾道之間的最大接觸應(yīng)力可高達(dá)4Gpa。這是遠(yuǎn)高于在通常的滾動軸承中遇到的接觸壓力。另外，按照箭頭5的傾斜運動使得輥相對于盤滑移。此種滑移在滾動軸承中不存在。由于重復(fù)彎曲應(yīng)力引起的疲勞開裂和斷裂已被報道。盤在圓圈11中的區(qū)域是特別脆弱的。這意味著，牽引表面(滾道)的滾動接觸疲勞強(qiáng)度和疲勞斷裂強(qiáng)度兩者均被改進(jìn)。下面給出了CVT/IVT傳動的幾個組件的載荷的極示意的概述。
圖2顯示了在不同接觸應(yīng)力下的滾動接觸疲勞壽命。通常的滾動軸承鋼ASTM A295 52100(虛線)是與本發(fā)明的鋼PM M62(實線)相比較。循環(huán)次數(shù)(L50)是以百萬次應(yīng)力循環(huán)為單位。
在圖3中，顯示了相對于鈍缺口韌性的硬度。-..是52100鋼，而-■-顯示PM M62。從這個圖中，可以清楚地看出，盡管PM M62鋼具有極高的硬度(67HRC)，韌性是不低于標(biāo)準(zhǔn)馬氏體52100滾動軸承鋼。
通過使用粉末冶金鋼和更具體地為M62組合物，其可能在相同的力矩輸出下降低CVT/IVT的盤和動力輥的尺寸。
雖然上述將M62鋼稱作為優(yōu)選實施方案描述了本發(fā)明，但必須理解的是，其它高合金粉末冶金鋼也可使用在CVT/IVT中且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種傳動組件，其包含粉末冶金型高合金鋼，其特征在于，所述組件包含通過粉末冶金工藝一體化成形的環(huán)形盤或輥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中所述鋼包含0.75-1.85wt％C0.10-0.45wt％Si0.15-0.50wt％Mn3.50-4.50wt％Cr4.00-11.00wt％Mo0.90-5.25wt％V0.10-13.00wt％W.
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其包含M62型鋼。
4.根據(jù)前述之一權(quán)利要求所述的組件，其包含盤。
5.根據(jù)前述之一權(quán)利要求所述的組件，其包含動力輥。
全文摘要
IVT組件,其包含一輸入盤和輸出盤。每個盤是配備有一滾道,且輸入和輸出盤的滾道是相互面對。它們之間具有輥。該輥具有使得動力輥的滾道和位置相對于盤能夠改變從而改變盤之間的傳動比的表面。
文檔編號C22C33/02GK1355874SQ00808962
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月15日
發(fā)明者約翰·邁克爾·貝斯威克, 艾丹·邁克爾·克里根 申請人:Skf工程研究中心公司