专利名称：弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法
技术领域：
本发明涉及一种自行车链条的链板材料的热处理方法，尤其是一种在弱碳势气氛 下自行车链条的链板材料进行热处理，以提高链板强度的方法。
背景技术：
作为高档变速链条，WSB17C是目前国内最具代表性的四元件内链板材料，其化 学成份如下C: 0.14-0.20%; Si:《0.35%; Mn: 0.30-0.60%; S:《0.035%; P:《 0.030%，余量是铁。国外客户用的是2C22材料，其化学成份如下C: 0.17-0.24%; Mn: 0.40-0.70%; S:《0.005%、 P:《0.005%，余量是铁。如果只考虑表面显微硬 度的指标，材料可以更换为含碳量高的优钢或者合金钢，但是含碳量高的钢材无法加 工成形为四元件内链板。受成形限制，原材料只能选用低碳钢或者低碳合金钢，采用 常规热处理工艺，碳势一般控制在0.15 0.35%范围内，通常只使用甲醇作为保护气 氛，在热处理之后链板的表面显微硬度一般较低(显微硬度《350HV0.2kg)，链条抗 拉强度也不强。不能满足某些高端客户下面的要求高档变速链条的四元件内链板表 面显微硬度》450HV0.2kg，弯曲70度无裂纹，链条抗拉强度超过国家标准10%以上。发明内容为了解决现有技术中存在的常规热处理无法使该内链板表面显微硬度达到 450HV0.2kg以上且保证弯曲70度无裂纹，且链条抗拉强度也不强，无法满足高端客 户的特殊要求的问题，本发明提供了一种弱碳势(注所谓"弱碳势"是指与渗碳或 碳氮共渗时0.8%以上的碳势相比较而言)气氛下自行车链条的链板材料进行热处理， 以强化链板强度的方法。具体工艺步骤如下(1) 淬火淬火温度850 870°C，保温时间26 30分钟；(2) 回火回火温度210 240'C，保温时间90 120分钟；步骤(1)中炉内碳势范围控制在0.55 0.70%，具体操作时须根据原材料的实 际含C量调整碳势范围，即甲醇供给量3 4L/hr (为常规热处理时的L5 2倍)，同 时供给小流量的丙烷(2 4L/min)和氨气(0.5 2L/min)。根据实际需要，步骤(2)回火前还进行清洗，即把淬火后的链板经过热水煮洗、 喷淋、动态漂洗以去除链板表面所附着的油污；步骤(2)回火后还包括步骤(3)滚光。 滚光后还包括步骤(4)对自行车链条的链板进行防锈、烘干、发黄或发黑的氧化处 理。作为进一步改进，淬火是在可控气氛连续式网带炉内进行的，淬火时网带上的链 板的铺货厚度为15-25mm，冷却油的油温控制在60-100°C，甲醇流量3—4L/hr，丙 烷流量2-4L/min，氨气流量0.5 2L/min。滚光的时间为2-4小时。所述步骤4中防 锈处理方法是把链板浸泡在重量百分比5 10%的碳酸钠、10 20%亚硝酸钠和 0.2 0.5%洗衣粉配成的水溶液中。该溶液温度〉90。C，浸泡时间5~10分钟。洗衣 粉牌号无特殊要求。与现有技术相比，采用本发明的方法加工之后的高档变速链条的四元件内链板， 其表面维氏硬度可以稳定在450HV0.2kg以上且保证弯曲70度无裂纹，链条的抗拉 强度超过国家标准10%以上。
下面结合具体实施方式
对本发明做进一步说明。 例1以PC10链条内链板材料(该材料C: 0.17%， Si: 0.23%， Mn: 0.45%，余量是铁)为例，按照下列步骤进行处理(1) 网带炉淬火设备为可控气氛连续式网带炉，以中日合资盐城丰东公司生产的Unic UM-6050网带式气体渗碳氮化炉为例。该设备加热炉部分分为1 4个区 域，分别测温、控温，在2区和4区各有一个搅拌风扇，以及各有l个氧探头进行碳 势控制。首先升温、保温1 3区870土1(TC， 4区850土10。C，同时网带运转马 达采用三菱变频器，速度为35 40Hz(相当于26 30分钟)，炉内的碳势控制在0.55 0.65% (通过调节甲醇流量为3 4L/hr，丙烷流量为2 4L/min)，氨气流量为0.5 2L/min，链板的铺货厚度15 25mm，(而常规热处理时，炉内碳势控制在0.15 0.35 %，甲醇流量仅为1.0 1.5L/hr，不供给丙垸、氨气)；淬火介质为超速淬火油，油温 控制在60-10(TC。由于淬火过程中，炉内碳势有波动，所以碳势范围须控制在上述范 围内；(2) 清洗淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗，可以尽量去除链板 表面所附着的油污；(3) 回火回火炉分为3个区域，分别测温、控温，并有3个搅拌风扇，炉温 均匀性较好，网带运转马达也采用三菱变频器，1 3区设定为210 24(TC，保温时 间为18 25Hz (相当于90 120分钟);(4) 滚光将回火后的链板经八角形辊桶2 4小时的滚光处理；(5) 防锈、烘干将滚光处理后的链板浸泡在重量比为5 10%的碳酸钠、10 20%亚硝酸钠、0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中进行防锈处理。该溶液水温>90"， 浸泡时间5-10分钟。然后烘干，这样可以使链板得到光亮的金属本色。根据实际需 要，还可以对光亮的链板进行表面氧化处理，使其表面发黄或者发黑；(6) 检测在经过上述处理之后，对链板的硬度和抗拉强度进行抽检，结果如下洛氏硬度72 75HRA(与常规热处理水平相当)，表面维氏硬度507 621HV0.2kg (常规热处理一般低于350HV0.2kg)，弯曲90度无裂纹；单片拉力5200 5600N(常规热处理一般在4500 5000N)，断口形态为韧性断口；成链抗拉强度9500 11000N (常规热处理一般在8050 9000N)。例2以PC10链条内链板材料(该材料C: 0.15%， Si: 0.28%， Mn: 0.41%，余量是铁)为例，按照下列步骤进行处理(1) 网带炉淬火设备同实例l，加热炉温度1 3区870+l(TC， 4区860 + 10°C，速度为35 40Hz (相当于26 30分钟)，炉内的碳势控制在0.60 0.70% 范围内(通过调节甲醇流量为3 4L/hr，丙烷流量为2 4L/min)，氨气流量为0.5 2L/min，铺货厚度15 25mm，淬火介质为超速淬火油，油温控制在60 100°C。由 于淬火过程中，炉内碳势有波动，所以碳势范围须控制在上述范围内；(2) 清洗淬火后的链板经过热水煮洗、喷淋、动态漂洗，可以尽量去除链板 表面所附着的油污；(3) 回火设备同实例l，回火炉温度1 3区设定为210 24(TC，保温时间 为18 25Hz (相当于90 120分钟); (4) 滚光将回火后的链板经八角形辊桶2 4小时的滚光处理；(5) 防锈、烘干将滚光处理后的链板浸泡在重量比为5 10%的碳酸钠、10 20%亚硝酸钠、0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中进行防锈处理。该溶液水温>90°〇，浸泡时间5-10分钟。然后烘干，这样可以使链板得到光亮的金属本色。根据实际需 要，还可以对光亮的链板进行表面氧化处理，使其表面发黄或者发黑；(6) 检测在经过上述处理之后，抽检链板的硬度和抗拉强度，具体数据如下洛氏硬度72 74HRA(与常规热处理水平相当)，表面维氏硬度485 612HV0.2kg(常 规热处理一般低于350HV0.2kg)，弯曲90度无裂纹；单片拉力5100 5500N (常规 热处理一般在4500 5000N)，断口形态为韧性断口；成链抗拉强度9500 10800N(常 规热处理一般在8050 卯00N)。由于本发明方法是低碳钢制作高档四元件链条内链板的最佳热处理工艺，在特殊 的弱碳势(与碳氮共渗比较而言)气氛下，可以较大幅度地提升链板的表面显微硬度， 并且显著提高了成链的抗拉强度，使其超过国标10%以上(注国标要求817kgf以 上，即相当于8010N以上)。本发明可以推广到有类似要求的其它相近产品的处理之 中，属于本技术领域的技术人员很容易融会贯通，举一反三，所以要求采用本方法对 链条的链板所用低碳钢材料进行热处理的，均属于本发明的保护权利范围。
权利要求
1、 一种弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于包括如下步骤(1) 淬火淬火温度850 870°C，炉内碳势控制在0.55 0. 70%，保温时间 26 30分钟；(2) 回火回火温度210 240。C，保温时间90 120分钟。
2、 根据权利要求l所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于步 骤(2)回火前还进行清洗，以去除链板表面所附着的油污。
3、 根据权利要求2所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于歩 骤(2)回火后还包括步骤(3)滚光。
4、 如权利要求3所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于步骤 (3)滚光后还包括步骤(4)对自行车链条的链板进行防锈、烘千、氧化处理。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法， 其特征在于淬火是在可控气氛连续式网带炉内进行的，淬火时网带上的铺货厚度为 15-25mm，冷却油的油温控制在60-100°C ，甲醇流量3—4L/hr，丙垸流量2-4L/min， 氨气流量0.5 2L/min。
6、 根据权利要求3或4所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在 于歩骤(3)滚光的时间为2-4小时。
7、 根据权利要求3所述的弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于所 述步骤4中防锈处理方法是把链板浸泡在重量百分比为5 10%的碳酸钠、10 20 %亚硝酸钠和0.2~0.5%洗衣粉配成的水溶液中；该溶液温度>90°〇。
全文摘要
本发明提供了一种弱碳势气氛下自行车链条的链板强化方法，其特征在于包括步骤淬火淬火温度850～870℃，炉内碳势控制在0.55～0.70％，保温时间26～30分钟；步骤回火回火温度210～240℃，保温时间90～120分钟。采用本发明的方法加工之后的高档变速链条的四元件内链板，其表面维氏硬度可以稳定在450HV0.2kg以上且保证弯曲70度无裂纹，链条的抗拉强度超过国家标准10％以上。
文档编号B23P9/00GK101121957SQ200710132249
公开日2008年2月13日 申请日期2007年9月14日 优先权日2007年9月14日
发明者叶玉明, 徐学俊 申请人:南京利民机械有限责任公司