專利名稱：經(jīng)過涂敷的滾鏈銷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及滾鏈，特別是涉及滾鏈銷，滾鏈銷被碳化和熱處理之后，進(jìn)行硬化化學(xué)鍍鎳并用作為共同沉積物的氟化碳強(qiáng)化而并不損失滾鏈銷必要的冶金特性。
在本發(fā)明詳細(xì)的說明書中將更詳細(xì)地講到，通常滾鏈由五個構(gòu)件制成。這些構(gòu)件包括交錯的內(nèi)鏈片和外鏈片，內(nèi)鏈片壓裝在套筒上，通常稱為鏈片；外鏈片通常壓裝在銷上，所以通常稱為銷片。圓柱形滾筒設(shè)置在套筒外，當(dāng)滾鏈進(jìn)出驅(qū)動的鏈輪時，由于滾動作用能使?jié)L筒自由轉(zhuǎn)動。
所有高質(zhì)量組件的滾鏈通常包括銷、套筒和滾筒，它們被碳化或表面滲碳硬化，鏈節(jié)片被淬透。碳化過程使構(gòu)件的外表變硬，成為耐磨表面，而內(nèi)芯保持金屬的韌性，以便緩沖正常的突加載荷。在大多數(shù)場合下，這種組合在耐磨性，使用期限和強(qiáng)度之間達(dá)到必要的設(shè)計(jì)平衡。為了改進(jìn)滾鏈的全部性能，包括改進(jìn)耐磨壽命、耐磨性及滾鏈銷的整體潤滑性，管徑考察過各種涂敷方式。在考察滾鏈的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的限制、性能和現(xiàn)有制造工藝之后，認(rèn)為最理想的是采用作為自動催化沉積的化學(xué)鍍鎳以防止碳和合金鋼滾鏈銷的銹蝕。這種方法優(yōu)于電鍍，因?yàn)樵陔婂儠r有使其變脆的可能。另外，由于使用的方法和勞動強(qiáng)度需要，工具處理例如一氮化鈦被認(rèn)為是不適宜的。此外，在滾鏈制造上，火焰噴射和離子注入同樣具有不適宜的限制。
另外，部件的共積鍍層所提供的潤滑性也是所期望的。對不同的成分例如碳化硅、氟化碳和聚四氟乙烯進(jìn)行了考察后確定，現(xiàn)有的聚四氟乙烯或其它性能類似的涂料最適于作為滾鏈銷化學(xué)鍍鎳的共同沉積物。
在化學(xué)鍍鎳操作中遇到的主要問題是需要在大約600-750°F溫度下增加化學(xué)鍍鎳氟化碳共積鍍層的硬度，以便達(dá)到最大硬度和耐磨性。由于大多數(shù)滾鏈銷在300-350°F溫度下回火，這種化學(xué)鍍鎳鍍層在后的硬化導(dǎo)致銷芯硬度和強(qiáng)度的降低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種滾鏈和制造這種具有下述滾鏈銷的滾鏈的方法，所述滾鏈銷能夠在包括化學(xué)鍍鎳和造好的氟化碳成分的共同沉積操作中涂敷而不損失需要的滾鏈銷性能。
如上所述，滾鏈通常是由五個構(gòu)件制成的，這些構(gòu)件包括由圓形銷連接的外鏈片或銷片，由圓形套筒連接的內(nèi)鏈片或鏈片，銷本身在外鏈片的孔之間延伸，而套筒本身在內(nèi)鏈片的孔之間延伸，所提供的圓柱形滾筒繞套筒旋轉(zhuǎn)。這種滾鏈通常由碳合金鋼或其它合金鋼制成，并在特殊用途的不同類型的滾鏈上已經(jīng)使用不同的鍍層，例如電鍍、化學(xué)鍍鎳和硬鉻、燒藍(lán)、環(huán)氧涂層等，并形成均勻的保護(hù)膜(不銹鋼的滾鏈構(gòu)件)。通過使用特殊涂料改進(jìn)滾鏈銷自身的抗磨壽命、耐磨性和光滑性是所期望的。一種理想的鍍層應(yīng)包括由化學(xué)鍍鎳自動催化沉積提供的耐磨性和防銹蝕，并改進(jìn)潤滑性。共同沉積通常使用包括氟化碳和聚四氟乙烯的化學(xué)鍍鎳操作。
在準(zhǔn)備化學(xué)鍍鎳共積作用過程的滾鏈銷時，必須通常在700-750°F溫度下準(zhǔn)備化學(xué)鍍鎳作業(yè)，使其具有最終硬度的銷。本發(fā)明的準(zhǔn)備包括通過使含0.40％到0.45％碳的滾鏈銷暴露于滲碳?xì)夥罩校怪刑己辖饾L鏈銷滲碳，從而滾鏈銷從其外表面向內(nèi)直徑的7％到10％的徑向深度表面滲碳硬化。然后，滾鏈銷通常在油中直接淬硬。然后回火，形成一個從滾鏈銷表面向內(nèi)的遞減率，在含碳量上，從大約0.80％降到大約0.40％，在硬度上，從表面硬度的大約50HRC降到表面硬化最大深度的大約45HRC。然后，這樣表面滲碳硬化和準(zhǔn)備好的滾鏈銷可以用涂料例如化學(xué)鍍鎳和聚四氟乙烯或類似的潤滑添加化合物的共同沉積進(jìn)行涂敷。隨后在大約600-750°F溫度下，通過加熱操作硬化這樣的表面鍍層。當(dāng)達(dá)到52-56 HRC的表面硬度和伴隨的氟化碳共積鍍層材料的潤滑性時，制備好的滾鏈將保持其必要的強(qiáng)度和韌性。
在附圖中，

圖1顯示作為組件用的滾鏈的透視圖和部分剖面圖。
現(xiàn)在參看附圖1，通常由標(biāo)號10顯示滾鏈，滾鏈由交錯的外鏈片12和內(nèi)鏈片14組成。外鏈片12包括孔，銷16的端部插入孔中，將銷壓接在應(yīng)有的位置上。在滾鏈的實(shí)際使用中，銷16的端部能伸出外鏈片12之外，并通過扁銷固定在應(yīng)有位置上，內(nèi)鏈片14包括孔，套筒18壓接在孔中。圓柱形滾筒20套在套筒18上，當(dāng)銷進(jìn)出相應(yīng)的驅(qū)動鏈輪時，圓柱形滾筒20能自由轉(zhuǎn)動。這種滾鏈構(gòu)件常用的材料是中碳鋼，例如AISI 8642型鋼材。但是根據(jù)用途可以使用其它種類的鋼材或不銹鋼。銷16通常是從選定的線材或線材坯上剪切下來的。
由于滾鏈銷需要對其進(jìn)行帶有共同沉積物的化學(xué)鍍鎳，隨后在600-750°F溫度下硬化，因而一般需要首先選用中碳鋼例如AISI8642型鋼材作為滾鏈銷的材料。這種鋼材含有0.40％到0.45％的碳。然后，表面滲碳硬化中碳鋼的銷，隨之回火，以提供具有含碳量高的表面基底和從表面漸次降低的硬度。通常滲碳本身是在氣體滲碳操作中進(jìn)行的，最好在0.85％的碳?xì)夥罩性?700°F溫度下操作大約2小時。這就形成滾鏈銷表面滲碳硬化到從其外表面向內(nèi)直徑的7％到10％的徑向深度。在這樣滲碳之后，滾鏈銷通常在油中直接淬硬。然后，表面滲碳硬化的鏈銷通常在700-750°F溫度中回火大約1小時。這種回火形成一個從滾鏈銷表面向內(nèi)的遞減率，在含碳量方面，從銷外表面的大約0.85％減到表面滲碳硬化進(jìn)入深度處的大約0.40％。另外，在相同深度內(nèi)，滾鏈銷的表面硬度從表面的大約50HRC降到表面滲碳硬化有效深度處的大約45HRC。
然后，這種特殊處理過的滾鏈銷通常在化學(xué)鍍鎳和聚四氟乙烯或從美國伊利諾州洛克島WEAR-COTE國際有限公司生產(chǎn)供應(yīng)的一種WEAR-COTE PLUS的共同沉積過程中鍍上鍍層。在美國專利第4830889號中敘述了生產(chǎn)的這種WEAR-COTE PLUS的操作。這種帶有氟化碳的化學(xué)鍍鎳共同沉積操作后進(jìn)行在600-750°F溫度下的加熱操作。由于共同沉積的氟化碳，所得到的銷具有從52到56HRC的相對硬的表面和相伴隨的潤滑性。
這種特殊處理過的銷與各種選擇的套筒配對，以便在正常以至提高的475℃的滾鏈工作溫度下提供更高的耐磨壽命。
現(xiàn)在將陳述本發(fā)明方法的具體實(shí)例例一選擇含有0.40％到0.45％的碳的AISI8642型綱的中碳滾鏈銷，其尺寸為直徑0.2355英寸，長1.005英寸。這些銷在1700°F溫度下具有0.85％的碳潛勢(Carbon potential)的滲碳?xì)夥罩斜砻鏉B碳硬化1小時50分鐘。然后，表面滲碳硬化的銷在油中直接淬硬。表面滲碳硬化的深度是0.18到0.22英寸，是直徑的7.6％到9.3％。然后滾鏈銷在700°F溫度下，回火1小時。所得到的表面硬度是50HRC，而在大約直徑10％的深度處的硬度是46HRC。然后鏈銷經(jīng)受化學(xué)鍍鎳和聚四氟乙烯的共同沉積操作，接著在700°F溫度下加熱一小時，這一結(jié)果使?jié)L鏈銷的表面硬度達(dá)到52至56HRC。當(dāng)滾鏈組裝好后，靜態(tài)鏈抗拉強(qiáng)度仍然高于這種具有表面滲碳硬化的銷的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的滾鏈的最低需要的8500磅。
權(quán)利要求
1. 表面滲碳硬化中碳合金鏈銷的方法包括以下步驟提供含碳0.40％至0.45％的中碳合金鏈銷，通過將所述鏈銷暴露于滲碳?xì)夥罩?，使所述鏈銷表面滲碳硬化到其直徑的7％至10％的徑向深度，因此將所述鏈銷表面滲碳硬化，對所述表面滲碳硬化的鏈銷進(jìn)行回火，形成一個從鏈銷表面向內(nèi)的遞減率，在含碳量方面，從表面的大約0.85％減至大約0.40％，在硬度方面，從大約50HRC減到大約45HRC；對所述鏈銷用硬化涂料涂敷，使表面硬度增加到52至56HRC。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述中碳合金鏈銷是AISI8642合金鋼。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于滲碳步驟是在具有大約0.85％的碳潛勢(carbon potential)的氣氛中進(jìn)行的，在大約1700°F溫度下進(jìn)行大約1小時50分鐘。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在大約700°F溫度下回火大約一小時。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述硬化涂料包括化學(xué)鍍鎳和聚四氟乙烯，然后在大約750°F溫度下加熱大約一小時。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述硬化涂料包括WEAR-COTE PLUS涂料，然后在大約700°F溫度下加熱一小時。
7．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述鏈銷是在表面滲碳硬化后在油中直接淬硬的。
8．一種下述方法生產(chǎn)的鏈銷，所述方法包括以下步驟提供含碳0.40％至0.45％的中碳合金鏈銷，通過將所述鏈銷暴露于滲碳?xì)夥罩?，使所述鏈銷表面滲碳硬化到其直徑的7％至10％的徑向深度，因此將所述鏈銷表面滲碳硬化，對所述表面滲碳硬化的鏈銷進(jìn)行回火，形成一個從鏈銷表面向內(nèi)的遞減率，在含碳量方面，從表面的大約0.85％減至大約0.40％，在硬度方面，從大約50HRC減到大約45HRC；對所述鏈銷用硬化涂料涂敷，使表面硬度增加到52至56HRC。
9．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于所述中碳合金鏈銷是AISI8642合金鋼。
10．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于滲碳步驟是在具有大約0.85％的碳潛勢的氣氛中進(jìn)行的，在大約1700°F溫度下進(jìn)行大約1小時50分鐘。
11．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于在大約700°F溫度下回火大約1小時。
12．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于所述硬化涂料包括化學(xué)鍍鎳和聚四氟乙烯，然后在大約750°F溫度下加熱大約1小時。
13．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于所述硬化涂料包括WEAR-COTE PLUS涂料，然后在大約700°.F溫度下加熱1小時。
14．根據(jù)權(quán)利要求8所述的鏈銷，其特征在于所述鏈銷是在表面滲碳硬化后在油中直接淬硬的。
全文摘要
本發(fā)明涉及中碳合金鏈銷的表面滲碳硬化、回火和涂敷,提供中碳合金鏈銷并表面滲碳硬化到所選擇的徑向深度。表面硬化的鏈銷經(jīng)淬硬后回火,在含碳量和硬度方面從鏈銷表面向內(nèi)形成一個遞減率,最后將鏈銷鍍上化學(xué)鍍鎳和氟化碳的共積鍍層,以增加表面硬度。
文檔編號C21D9/00GK1209513SQ98109378
公開日1999年3月3日 申請日期1998年5月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月25日
發(fā)明者羅伯特·T·迪里根, 安得列·J·賓福德 申請人:阿姆斯泰德工業(yè)公司