濕式多片離合器用離合器片及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及例如用于變速器等的濕式多片離合器用離合器片及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自動變速器的濕式多片離合器中交替配置有在表面粘貼有由特殊的紙形成的摩 擦材料的多個摩擦片和與摩擦片接觸的分離片。并且，通過切換摩擦片與分離片的分離和 接合的動作來控制動力的傳遞。
[0003] 摩擦片和分離片均為環(huán)狀的鋼板部件。需要說明的是，通常將構(gòu)成濕式多片離合 器的這些摩擦片和分離片統(tǒng)稱為離合器片。
[0004] 作為發(fā)生在分離片上的主要不良現(xiàn)象，已知有如下四種：花鍵部的磨損（以下作 為性質(zhì)A)、花鍵部的位置精度不良所引起的顫動（以下作為性質(zhì)B)、與摩擦片摩擦的摩擦 面的磨損所引起的粗糙度的變化（以下作為性質(zhì)C)、以及過熱點（匕一卜只步7卜）的產(chǎn) 生和與此相伴的形狀及材質(zhì)的不均勻化（以下作為性質(zhì)D)。上述均為重要的特性，但過熱 點所引起的不良的對策最難。
[0005] 在濕式多片離合器的動作中，從中立狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閯恿鬟f狀態(tài)而接合時，摩擦片 與離合器片在相對速度快的狀態(tài)下以高負荷被擠壓，摩擦片與離合器片的相對速度急劇地 減速。此時產(chǎn)生的摩擦熱被快速地導入作為滑動部分的分離片的表面，因此使得分離片表 面的溫度升高。該分離片表面的溫度升高成為產(chǎn)生過熱點的原因。
[0006] 并且，由摩擦熱所致的加熱引起的過熱點部的突起、過熱點周圍的變形和局部的 材質(zhì)的變化使得離合器工作時的摩擦狀態(tài)不均勻。另外，不均勻的摩擦狀態(tài)會招致進一步 形成新的過熱點這樣的惡性循環(huán)，濕式多片離合器的性能顯著劣化。
[0007] 在此，提高汽車的燃料效率在目前是極其重要的課題，機構(gòu)方面的效率提高和作 為單元的小型輕量化在構(gòu)成汽車的各種各樣的構(gòu)成要素中非常重要。
[0008] 另外，對于變速器而言，要求提高效率、降低摩擦損失及小型輕量化，為了實現(xiàn)這 些，需要提高濕式多片離合器的效率。為了提高濕式多片離合器的效率，考慮了減小片的直 徑、減少片的張數(shù)、減少潤滑油以及通過改變摩擦材料來提高摩擦系數(shù)等。但是，均會導致 現(xiàn)有技術(shù)中無法應對的過度的溫度升高、即導致過熱點。
[0009] 于是想到，如果能夠提高離合器片的材料的性能，則有可能能夠顯著地提高變速 器的效率。
[0010] 首先，作為關(guān)于提高用于離合器片的鋼板的耐過熱點性的技術(shù)，已知有專利文獻1 至專利文獻5等中記載的方法。
[0011] 專利文獻1中示出了如下方法：使用低碳鋼來提高由鐵素體向奧氏體的相變溫 度，由此，即使片因踩離合器時的摩擦熱而被加熱，也可防止相變的產(chǎn)生，從而抑制過熱點 的產(chǎn)生。
[0012] 專利文獻2中示出了如下方法：對合金元素量進行規(guī)定來提高鋼板的熱擴散率， 由此抑制摩擦熱所引起的片的溫度升高，從而抑制過熱點的產(chǎn)生。
[0013] 專利文獻3中示出了如下方法：使用難以發(fā)生相變的奧氏體系不銹鋼作為用于片 的材料，由此抑制過熱點的產(chǎn)生。
[0014] 專利文獻4中示出了如下方法：利用Ti析出物、Nb析出物，由此抑制過熱點的產(chǎn) 生。
[0015] 專利文獻5中示出了如下方法：在利用Ti析出物、Nb析出物的基礎(chǔ)上，添加具有 使相變點升高的作用的Si、Al，由此抑制過熱點的產(chǎn)生。
[0016] 另外，作為提高分離片的齒尖的耐磨損性的技術(shù)，已知有專利文獻6至專利文獻9 中記載的方法。
[0017] 專利文獻6中示出了如下方法：利用TiC、滲碳體等硬質(zhì)析出物，使耐磨損性提高。
[0018] 專利文獻7中示出了如下方法：對具有鐵素體的粒徑為5 μπι以上且15 μπι以下的 鐵素體組織的熱軋鋼板以50%以上的軋制率進行冷軋，由此提高耐磨損性。
[0019] 專利文獻8中示出了如下方法：通過復合添加 Cr、Ti和B來控制鋼組織，由此提高 耐磨損性。
[0020] 專利文獻9中示出了如下方法：通過珠光體及滲碳體分數(shù)的控制以及鐵素體粒徑 的控制來控制鋼組織，由此提高耐磨損性。
[0021] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0022] 專利文獻
[0023] 專利文獻1 :日本特開2005-249050號公報
[0024] 專利文獻2 :日本特開2005-249051號公報
[0025] 專利文獻3 :日本特開2005-249106號公報
[0026] 專利文獻4 :日本特開2008-266731號公報
[0027] 專利文獻5 :日本特開2010-132983號公報
[0028] 專利文獻6 :日本特開2001-73073號公報
[0029] 專利文獻7 :日本特開2003-277883號公報
[0030] 專利文獻8 :日本特開2007-211260號公報
[0031] 專利文獻9 :日本特開2004-162153號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0032] 發(fā)明所要解決的問題
[0033] 在此，在濕式多片離合器的工作中，離合器片通過變速箱油進行冷卻，因此通常為 100°C以下，但如上所述因摩擦熱的產(chǎn)生而被加熱。另外，在所附加的摩擦大的情況下，離合 器片有時會被局部性加熱至800°C以上。這種由摩擦熱引起的加熱并非在整個離合器片上 均勻地發(fā)生，而是局部性現(xiàn)象。
[0034] 并且，發(fā)生局部性加熱時，離合器片有可能容易產(chǎn)生疲勞破壞。
[0035] 具體而言，在因加熱引起的退火效果使得鋼板的強度下降的情況下，疲勞強度也 下降。特別是在使用通過冷軋?zhí)岣吡藦姸鹊?、所謂的全硬材料的情況下，因摩擦熱引起的加 熱溫度超過600 °C時，軟化容易進行。
[0036] 另外，在因加熱而局部性產(chǎn)生馬氏體相變的情況下，因馬氏體相的脆化使得疲勞 強度下降。特別是在使用S55C等碳量多的鋼板的情況下，超過800°C時，疲勞強度容易下 降。
[0037] 此外，在因加熱而局部性產(chǎn)生馬氏體相變的情況下，馬氏體相為高強度，但在其周 圍的熱影響區(qū)中強度有時下降。
[0038] 另外，即使在因加熱引起的硬度變化小的情況下，由于金屬組織受到熱影響，有時 會引起晶體粒徑的粗大化。這樣的晶體粒徑的粗大化特別容易發(fā)生在以鐵素體單相組織鋼 為基體的鋼板中，由于鐵素體晶體粒徑粗大化，疲勞強度下降。
[0039] 并且，在上述專利文獻1至9的任一文獻中，對于因摩擦熱的加熱所引起的疲勞強 度的下降都沒有考慮。
[0040] 因此，要求疲勞強度良好的濕式多片離合器用離合器片。
[0041] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種疲勞強度良好的濕式多片 離合器用離合器片及其制造方法。
[0042] 用于解決問題的手段
[0043] 技術(shù)方案1所述的濕式多片離合器用離合器片為由鋼板形成的濕式多片離合器 的離合器片，其中，鋼板由如下化學成分構(gòu)成：以質(zhì)量％計，以滿足（1)式5XC% -Si% +Mn % -I. 5XA1 % < 1 的方式含有 C :0· 03 ~0· 08 %、Si :0 ~L 0 %、Mn :0· 2 ~ 0. 8 %、P :0. 03 %以下、S :0. 01 %以下以及Al :0. 05 %以下，并且以滿足⑵式0. 04 < (Nb% +1. 4) + (V% +1. 1)+Ti%< 0· 3 的方式含有 Nb :0· 03 ~0· 4%、V :0· 01 ~0· 3% 以及Ti :0. 01~0. 3%中的至少一種，余量由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成；鋼板中的作為析 出物的含有Nb、V以及Ti中的任一種元素的碳化物的平均粒徑為20~IOOnm ;鋼板的截面 硬度為200HV以上且350HV。
[0044] 技術(shù)方案2所述的濕式多片離合器用離合器片為如技術(shù)方案1所述的濕式多片離 合器用離合器片，其中，鋼板由如下化學成分構(gòu)成：以質(zhì)量％計，以滿足（3)式的方式含有 Cr :0· 10 ~2. 0%、Ni :0· 05 ~0· 5%、Mo :0· 05 ~0· 5% 以及 B :0· 0002 ~0· 002% 中的至 少一種。
[0045] 技術(shù)方案3所述的濕式多片離合器用離合器片為如技術(shù)方案1或2所述的濕式多 片離合器用離合器片，其中，從鋼板表面到距鋼板表面至少200 μπι為止的表層部中的、作 為析出物的含有Nb、V以及Ti中的任一種元素的碳化物的平均粒徑為20~100nm。
[0046] 技術(shù)方案4所述的濕式多片離合器用離合器片的制造方法為如下制造方法：熔煉 技術(shù)方案1或2所述的化學成分的鋼坯；將該鋼坯加熱至1200°C