专利名称：耐磨链的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆、工程机械和类似机械动力传递机构或输送机构中所用的套筒链和滚子链。
背景技术：
当在车辆的动力传递机构中使用动力传递介质时，人们日益用金属套筒链和滚子链来代替带齿的皮带使用，这常常用来满足高负荷、高速度与免维护的需要。
传统链(如套筒链)的形成是将圆柱套筒两端分别装配在一对内侧板的套筒孔内，并且将可旋转的插入所述套筒里的连接销两端配合插入在一对外侧板销孔内，所述外侧板设置在两内侧板的外侧。而且，滚子可旋转的装配在套筒链的套筒上以形成套筒链。
从易利用性和材料耗费去考虑，常常使用Cr-Mo合金钢或含碳量0.7％-1.1％的高碳钢(重量比)作为这些类型的传统链里连接销和套筒的基础材料。然后将所述连接销表面经受如渗碳或渗碳-氮的表面处理以抑制所述连接销磨损。
而且，为了增强耐磨性，也已经提出通过在连接销表面和套筒内表面上形成陶瓷或类似材料的喷敷层(参见日本专利申请No.2000-121311)。
然而，在上述套筒链或滚子链中，已有报道说，尽管连接销或套筒表面经表面处理或在连接销或套筒表面上形成喷敷层，但当其在汽车的定时链或类似装置中使用时，可能有几个链不能产生所期望的抗异常磨损的耐磨性。因而，克服链条异常磨损伸长以进一步提高机器的可靠性是一项紧迫的任务。因此，本发明认真考虑了这个任务并发现链的异常磨损伸长基于以下事实而产生机舱中的润滑油极端老化，和在润滑油氧化达到PH＜3之后，高氧化度的润滑油腐蚀了套筒内表面，由此加速了套筒内表面的磨损。而且，本发明已发现当连接销和套筒的材料相同时，两者易于相互粘结在一起以致进一步加速了磨损。
发明内容
因而，本发明的目的是解决上述传统链存在的问题，并提供了一种耐磨链，即使与具有高氧化度的极端老化润滑油一起使用，可长期保持平滑的铰接和滑动而不会产生异常磨损伸长。
根据本发明权利要求1，通过使用一种耐磨链达到所述目的，在耐磨链中将套筒两端分别配装到一对内侧板的套筒孔内，并且将可旋转插入所述套筒里的连接销两端配装在一对外侧板销孔内，所述外侧板设置在两内侧板的外侧，其特征在于所述套筒使用从奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、析出硬化钢、高碳铬轴承钢和合金工具钢中精选出来的且经过热处理的一种钢作基础材料。这里，所述热处理不限于特定热处理，但是可以应用已知的通常用作钢材料表面固化的热处理。但是，由于所述基础材料热处理效果之间存在差异，最好选择与所用的基础材料一致的热处理类型。具体地说，对于奥氏体不锈钢适合的是不锈钢扩散渗氮工艺，称作为盐浴软化渗氮，它是渗氮工艺的一种，而对于马氏体钢不锈钢适合的是渗碳硬化工艺。
根据本发明权利要求2，可通过使用一种耐磨链达到上述目的，在耐磨链中将套筒两端分别配装到一对内侧板的套筒孔中，并且将可旋转地配合插入所述套筒中的连接销的两端配装到一对外侧板销孔内，所述外侧板设置在两内侧板的外侧，其特征在于至少在所述套筒内表面上形成敷层，所述敷层材料是由从TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精选出一种所构成的。这里，DLC意思是具有特性似于金刚石(即称作为似金刚石无定形碳)的碳敷层。
根据本发明权利要求3，除了本发明权利要求1或2的结构外，所述目的可通过在所述连接销表面被敷上硬金属敷层来实现，所述硬金属敷层至少含有一种从Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo与W中精选出来的材料。这里，可使用金属碳化物敷层、金属氮化物敷层、金属氧化物敷层、金属碳氮化物敷层和类似物质作为硬金属敷层。但是，从易于形成薄膜敷层、对基础材料和类似物质的亲和力的角度来说，优选的是金属碳化物。
根据本发明权利要求4，除了本发明权利要求1至3中任一结构之外，所述目的可通过使所述连接销与所述套筒使用不同基础材料来实现。
根据本发明权利要求1所述耐磨链，套筒的基础材料可使用从奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、析出硬化钢、高碳铬轴承钢和合金工具钢中精选出来的且经过热处理的一种钢。由此增强了所述套筒的抗氧化性，并且甚至在氧化性气氛中链也不会产生异常磨损伸长而长期保持平滑的铰接和滑动。
根据本发明权利要求2所述耐磨链，至少在所述套筒内表面上形成敷层，所述敷层材料是由从TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精选出一种所构成的。由此所述套筒的抗氧化性得到了增强，并且甚至在氧化性气氛中链也不会产生异常磨损伸长而长期保持平滑的铰接和滑动。
根据本发明权利要求3所述耐磨链，除了使用本发明权利要求1或2所述耐磨链可产生作用之外，在所述连接销表面上被敷上硬金属敷层也可产生作用，所述硬金属敷层至少含有一种从Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo与W中精选出来的材料。因而所述套筒的抗氧化性进一步得到了增强，并且甚至在氧化性气氛中链也不会产生异常磨损伸长而长期保持平滑的铰接和滑动。
根据本发明权利要求4所述耐磨链，除了使用本发明权利要求1至3中任一种所述耐磨链能产生作用之外，所述连接销与所述套筒使用不同的基础材料也可产生效果。因此，抑制了所述连接销与所述套筒间的粘着，并且也抑制了在氧化性气氛中产生异常磨损伸长，由此进而链可长期平滑的铰接与滑动。
图1是本发明耐磨链的部分透视图。
图2是本发明耐磨链的试验结果曲线图。
标号说明10...耐磨链 11...内侧板 11a...套筒孔 12...套筒 13...滚子14...外侧板 14a...销孔 15...连接销具体实施方式
参照附图1至3，现在将基于实施例1和2描述本发明实施例。
图1是示出本发明耐磨链的一个实施例的透视图。在耐磨链10中，套筒12两端分别配装在一对内侧板11的套筒孔11a内，并且可旋转地配合插入所述套筒12中的连接销15两端装配到一对外侧板14的销孔内，所述外侧板14设置在所述一对内侧板11的两外侧面。然后绕着所述套筒12可旋转地装配滚子。在图1中，正如可以理解的，示出了链各部分装置结构透视图，并且也示出了链的整体透视图。尽管图1中示出的耐磨链是滚子链，在所述滚子链中绕着所述套筒12可旋转地装配所述滚子13，但是本发明耐磨链不限于滚子链，也可使用没有滚子的套筒链。
这里在实施例1中，所述套筒12的基础材料使用奥氏体不锈钢SUS304(18％Cr-8％Ni)，同时所述基础材料经受不锈钢扩散渗氮工艺，称作为盐浴软化渗氮，它是渗氮工艺的一种。而且在实施例2中，所述套筒12的基础材料使用传统的Cr-Mo合金钢SCM435，同时通过无电镀工艺，使所述套筒12内表面经受Ni-P合金镀。在这种情况下，作为实施例1和2中的连接销15、内侧板11与外侧板14的材料使用经受渗碳氮工艺处理的传统Cr-Mo合金钢(SCM435)。
图2示出了在通常气氛与氧化性气氛(PH＝3)中实施例1和2的耐磨链磨损伸长特性的试验结果。通过围着具有齿数18和36的两链轮缠绕具有铰接数96的耐磨链，在保持链张力为0.5千牛时以6500转/分旋转链轮，并通过测量链的伸长指数(％)来实施该试验。在图2中，a1至a3所示实线分别示出了在氧化性气氛中实施例1与2所述耐磨链和传统耐磨链的伸长指数。而且，b1至b3所示虚线分别示出了在通常气氛中实施例1与2所述耐磨链和传统耐磨链的伸长指数。
正如从如2中可了解到的，在异常气氛中，不能发现实施例1和2与传统实施例中伸长指数之间有很大的差异。但是在氧化性气氛中，传统耐磨链伸长指数恶化到是在通常空气中伸长指数的两倍或多倍。另一方面实施例1和2的伸长指数则几乎没有变化。即，确定的是甚至在润滑油严重氧化和极度老化的情况下，实施例1和2的耐磨链不会产生异常磨损伸长，且能够长期平滑的铰接与滑动。
这里作为所述套筒的材料可使用上述实施例1中的奥氏体不锈钢SUS304，在其它材料使用马氏体不锈钢SUS316、SUS410和SUS440，弥散硬化不锈钢SUS630和SUS631，高碳铬轴承钢SUJ2，合金工具钢SKD11情况下也可获得与上述情况相同的试验结果。
而且，在实施例2中，应用基础材料与传统例子中基础材料相同套筒12，在所述套筒的内表面上被敷上镍一磷(NiP)合金镀的敷层。但是，甚至当使用TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC作为敷层材料时，可获得与使用NiP相同的结果。而且，尽管仅在所述套筒12内表面上应用敷层，这可使它与所述连接销滑动接触，但是也可使所述套筒12的整个表面经受敷层。尤其是，在如图1所示的滚子链的情况下，可通过在整个套筒上被敷上敷层来进一步抑制滚子内表面和套筒外表面之间由于滑动接触产生的磨损。
而且，通过在实施例1描述的基础材料表面形成如实施例2描述的敷层，可进一步的提高链在氧化性气氛中的耐磨性。而且，除了实施例1或2中所描述的耐磨链的结构外，通过在所述连接销表面上形成硬金属敷层，所述硬金属敷层至少含有一种从Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo与W中精选出来的金属材料。这里可使用金属碳化物敷层、金属氮化物敷层、金属氧化物敷层、金属碳氮化物或类似物质作为硬金属敷层来使用。但是，从易于形成敷层、对基础材料和类似物质的亲和力的角度来说，优选的是金属碳化物。作为形成敷层的工艺，可应用为人们所熟知的工艺(如扩散敷层工艺和类似工艺)。
而且，连续的荷载试验已经表明即使实施例1中所述耐磨链在链轮上一直长时间的高速度且高负荷滑动，直到所述链的基础材料达到高温时为止，在连接销与套筒之间也不会产生传统的粘着。可以假设这是因为在实施例1的耐磨链中所述连接销和所述套筒的基础材料由不同金属材料组成的，并且两种材料晶格之间的距离相互不同，因而很难产生接触面间的扩散接合。这一假设得到下述结果的支持，即，虽然实施例2的耐磨链不能经受高速、重载的持续荷载试验达到实施例1耐磨链的程度，但是，由于连接销与套筒分别使用不同的金属材料构成，可以与实施例1的耐磨链同样地抑制粘着的发生。
正如以上所描述的，根据本发明权利要求1所述耐磨链，套筒可使用从奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、析出硬化钢、高碳铬轴承钢和合金工具钢中精选出来的且经过热处理的一种钢作基础材料。由此增强了所述套筒的抗氧化性，并且甚至在氧化性气氛中链也不会产生异常磨损伸长。
根据本发明权利要求2所述耐磨链，至少在所述套筒内表面上形成敷层，所述敷层材料是由从TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中至少精选出一种所构成的。由此所述套筒的抗氧化性得到了增强，并且抑制了链在氧化性气氛中发生异常磨损伸长。
而且，根据本发明权利要求3所述耐磨链，除了使用本发明权利要求1或2所述耐磨链可产生效果之外，在所述连接销表面上被敷上硬金属敷层也可产生效果，所述硬金属敷层至少含有一种从Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo与W中精选出来的材料。因而所述套筒的抗氧化性进一步得到了增强，并且可以避免链在氧化空气中的异常磨损伸长。
此外，根据本发明权利要求4所述耐磨链，除了使用本发明权利要求1至3中任一种所述耐磨链可产生效果之外，所述连接销与所述套筒使用不同的基础材料也可产生效果。因此，减小了所述连接销与所述套筒间的粘着，并且可避免链产生磨损伸长。因而避免了链长期在氧化性气氛中产生的异常磨损伸长。
权利要求
1.一种耐磨链，其中套筒两端分别配装到一对内侧板的套筒孔内，并且将可旋转配合插入所述套筒里的连接销两端配装在一对外侧板的销孔内，所述一对外侧板设置在所述一对内侧板的两外侧，其特征在于所述套筒可用从奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、析出硬化钢、高碳铬轴承钢与合金工具钢中精选出来的且经过热处理的一种钢作基础材料。
2.一种耐磨链，其中套筒两端分别配装到一对内侧板的套筒孔内，并且将可旋转配合插入所述套筒里的连接销两端配装在一对外侧板的销孔内，所述一对外侧板设置在所述一对内侧板的两外侧，其特征在于至少在所述套筒内表面形成从TiN、CrN、DLC、Al2O3、Mo、TiAlN、TiC、TiCN、AlN、Si3N4、SiC和NiP中精选出的至少一种构成的敷层。
3.根据权利要求1或2所述耐磨链，其特征在于在所述连接销表面上被敷上硬金属敷层，所述硬金属敷层至少含有一种从Cr、V、Nb、Ti、Zr、Ta、Mo与W中精选出来的材料。
4.根据权利要求1至3任一个所述耐磨链，其特征在于所述连接销的基础材料与所述套筒的基础材料是不相同的。
全文摘要
提供一种耐磨链，即使与具有高氧化度的极端老化润滑油一起使用，可长期保持平滑的铰接和滑动而不会产生异常磨损伸长。一种耐磨链，其中套筒12两端分别配装在一对内侧板11的套筒孔11a内，并且所述将可旋转地配合插入所述套筒12内的连接销15两端配装到一对外侧板14的销孔14a内，所述外侧板14设置在所述一对内侧板11的两外侧面上，其特征在于，套筒12可用从奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、析出硬化钢、高碳铬轴承钢与合金工具钢中精选出来的且经过热处理的一种钢做基础材料。
文档编号B21L9/08GK1450285SQ0311057
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月10日 优先权日2002年4月10日
发明者加我有将, 佐藤利文 申请人:株式会社椿本链索