链元件、链销及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种链元件，该链元件由含碳的基材，尤其是钢形成，并且构造为尤其 是应用在链驱动装置中的链，或者构造为这种链的一部分、例如链销；并且本发明还涉及一 种用于制造该链元件的方法。
【背景技术】
[0002] 这种链元件例如用作链传动装置或相应的链传动装置的部件以传递力，并且应用 在多种不同的技术领域中、例如机动车辆技术领域。
[0003] 链元件由于在其运行时存在有高的机械负荷通常由在机械上尤其能应变的钢形 成。此外公知的是，链元件、尤其是在接触其他链元件或另外的构件的区域中配设有影响机 械特性的表面改性，尤其是表面硬化，其可理解为耐磨损的并且相对腐蚀介质稳定的覆层。 相应的表面改性，也就是说特别是特殊的边沿层的构造可以例如用于给形成链元件的基材 在其表面区域中赋予改变的多种多样的特性。因此，具有特定的强度和韧度的材料，尤其是 钢例如可以配设有特别耐磨损的并且防腐蚀的边沿层，并且因此有针对性地在其机械特性 方面进行改变。公知的用于对钢的表面进行改性的方法，也就是说用于构造出相应的边沿 层的方法例如是渗碳（碳化）、氮化和/或施加以钛或钼为基础的覆层。
[0004] 然而，由于在相应的链元件的应用领域中的特别是磨损强烈并且可能还额外起 腐蚀性作用的条件（这例如通过内燃机的燃烧残留物或润滑剂或润滑剂残留物的污染导 致），通过相应的过程构造出的边沿层针对稍后的应用经常是不令人满意的或者只是有条 件地令人满意的。
【发明内容】
[0005] 本发明的任务在于说明一种尤其是在耐磨损性和抗腐蚀性方面得到改进的链元 件。
[0006] 为了解决该任务，在开头提到类型的链元件的情况下根据本发明规定，链元件具 有含硼和钒的边沿层，其中，边沿层借助如下方法制成，其中，在第一方法步骤中形成通过 至少一种用于将钒扩散到基材的靠近表面的区域中的措施形成的含碳和钒的中间层，并且 在随后的第二方法步骤中，通过由至少一种用于将硼扩散到中间层中的措施对中间层进行 转化来形成边沿层。
[0007] 因此，通过至少一种用于将钒扩散到形成链元件的基材，也就是说尤其是形成链 元件的钢的靠近表面的区域中的措施来形成中间层，并且主要含碳和钒，也就是说尤其是 碳钒化合物、如例如碳化钒（VC)。在时间上随后通过至少一种用于将硼扩散到在时间上提 前形成的中间层中的措施来形成边沿层，其中，中间层完全转化为边沿层，并且主要含硼和 钒，也就是说尤其是硼钒化合物、例如硼化钒（VB2)。据此，中间层仅暂时存在，并且在通过 中间层进行完全转化而形成边沿层之后就不再存在。
[0008] 根据本发明的链元件的通过转化中间层所形成的边沿层直接邻接于形成链元件 的或至少部分由该链元件形成的基材。因此，边沿层尤其形成了根据本发明的链元件的暴 露的表面。
[0009] 根据本发明的链元件由于边沿层而具有改进的特性分布。尤其地，通过构造出边 沿层，根据本发明的链元件不仅在其机械特性、例如尤其是表面硬度（其中，此外经常还确 保足够的可延展性）、耐磨损性、抗过度碾压性（CberroHfestigkeit)等方面，而且在其相 对于腐蚀性介质，也就是说尤其是开头提到的润滑剂、例如尤其是降解的润滑油或润滑脂 等的抗腐蚀性方面都具有突出的特性分布。
[0010] 因此，根据本发明的链元件可以例如毫无问题地在通常机械上以及腐蚀性上高负 载的运行条件下用作现代机动车辆的动力总成的部件，其中，该链元件的突出之处在于相 对于传统链元件改进了的使用寿命。这特别是基于前述相对于在机动车辆运行中产生的由 动力总成的部件通过磨损导致的磨蚀性颗粒的提高的耐磨损性，以及根据本发明的链元件 的边沿层的相对于由降解的润滑剂造成的腐蚀性环境的提高的耐腐蚀性。
[0011] 构造出中间层和边沿层优选对形成根据本发明的链元件的含碳的材料或基材的 特性没有影响或仅具有很小的影响，该材料或基材尤其是钢，例如SAE10KKSAE1012、SAE 8620、DIN16MnCr5,或者说该材料或基材的基础结构在其特性方面没有改变。优选地，作为 基材使用具有大致〇. 8重量％的碳含量的材料，也就是说尤其是钢。形成链元件的基材例 如也可以由CK75型或100Cr6型的钢形成。
[0012] 能够想象到的是，边沿层可以与链元件的其余材料以如下方式划定界限，即，边沿 层与形成链元件的基材相比具有更高份额的硼和钒或钒硼化合物、例如VB2，这例如可以借 助显微照片呈现。
[0013] 同样地，根据本发明，链元件的靠近表面的区域可以理解为链元件的构造出尤其 是含硼和钒或钒硼化合物、例如仰 2的边沿层的那个区域。
[0014] 根据本发明，通过至少一种用于将钒扩散到链元件的基材的靠近表面的区域中的 措施构造出中间层。因此，依赖于相应的在用于将钒扩散到链元件的基材的靠近表面的区 域中的措施的范畴内具体选定的或者使用的过程参数，例如温度、压力、持续时间等，可以 有针对性地对待构造的或已构造成的含碳和钒的中间层造成影响。尤其是在过程技术上能 影响或能控制钒原子或者钒化合物在中间层中的渗入深度，以及钒原子或者钒化合物、例 如尤其是具有可能不同的成分的碳钒化合物在中间层中的浓度。
[0015] 同样的情况也适用于随后的边沿层的构造，也就是说在此依赖于相应的在用于将 硼扩散到中间层中的措施的范畴内具体选定或者使用的过程参数，例如温度、压力、持续时 间等，也可以有针对性地对待构造的或已构造成的含硼和钒或钒硼化合物的边沿层造成影 响。尤其地以这种方式，在过程技术上能影响或能控制在通过转化中间层来构造边沿层期 间硼原子或者硼化合物在边沿层中的渗入深度，以及硼原子或硼化合物的、例如尤其是具 有可能不同的成分的钒硼化合物在中间层中的浓度。
[0016] 如还将进一步阐述的那样，中间层和边沿层可以分别尤其是通过用于在构造中间 层的范畴内将钒，也就是说钒原子和/或钒化合物扩散到链元件的基材中的热化学方法， 或者通过用于在构造边沿层或转化中间层的范畴内将硼，也就是说硼原子和/或硼化合物 扩散到中间层中的措施来构造。
[0017] 至少一种用于将钒扩散到链元件的基材的靠近表面的区域中且用于构造出中间 层的措施在此有利地包括对链元件的基材的尤其是热化学的渗钒。至少一种用于将硼扩散 到中间层中且用于转化中间层的，也就是说用于构造出边沿层的措施有利地包括对中间层 的尤其是热化学的渗硼。
[0018] 边沿层例如具有1000HV至3000HV(维氏硬度），尤其是大于1500HV的硬度。边沿 层的因此相应高的硬度主要对根据本发明的链元件的改进的耐磨损性有所贡献。显然，在 例外的情况下边沿层的硬度也可以在1000HV之下以及在3500HV之上。
[0019] 边沿层例如具有Iym至25ym、优选5ym至20ym的层厚度。如已经提到的那样， 边沿层的层厚度尤其会受到在构造边沿层的范畴内应用的过程参数的选择和调节影响。同 样的情况也适用于要转化为边沿层的中间层。因此，原则上也可能的是，由于在用于构造中 间层和边沿层的相应的措施的范畴内使用的过程参数，中间层比在随后构造出的边沿层具 有更大的层厚度，或者反