链元件以及用于制造链元件的方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及一种链元件，其构造为特别是使用在链传动装置中的链，或者构造为 这种链的部件、例如链销，本申请还涉及制造这种链元件的方法。
【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] 由于在链元件运行中占主导的高的机械应力，链元件通常由在机械上尤其能应变 的钢形成。此外公知的是，链元件特别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、特别是表面硬化，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。那么，例如可以为具有特定的强度 和韧度的材料特别是钢配设有特别耐磨损且对腐蚀稳定的边沿层，并且因此有针对性地在 其机械特性上进行改变。公知的用于对钢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为渗碳（碳化）处理、氮化处理和/或施加基于钛或钼的覆层。
[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特别是在耐磨损性和防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规定，该链元件具有边沿层， 该边沿层含有通过至少一种用于将硼（B)和钒（V)扩散到链元件的近表面区域中的措施形 成的硼和钒，也就是说特别是硼钒化合物、例如VB和/或V2B。
[0007] 根据本发明的链元件通过边沿层具有改进的特性分布，该边沿层通过至少一种用 于将硼和钒扩散到链元件的近表面区域中的措施形成的硼和钒形成。通过构造出含硼和钒 的边沿层，根据本发明的链元件不仅在其机械特性方面，例如尤其是表面硬度（其中，通常 还保证了充足的延展性）、耐磨损性、抗过度碾压性（Clberrollfestigkeit)等方面具有卓越 的特性分布，而且对于其相对于腐蚀性介质的、也就是说尤其是开头提到的润滑剂（例如 特别是降解的润滑油或润滑脂等）的耐腐蚀性也具有卓越的特性分布。
[0008] 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 的含硼和钒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。
[0009] 因为含硼和钒的边沿层仅构造在根据本发明的链元件的近表面区域中，其余的形 成根据本发明的链元件的基材或其基础结构在其特性方面保持不变，该基材通常为钢，例 如SAE10KKSAE1012、SAE8620、DIN16MnCr5。优选的是，使用具有约0. 8重量％的碳含 量的材料，特别是钢作为基材。形成链元件的基材例如还可以由CK75型或100Cr6型的钢 形成。
[0010] 能够想象到的是，含硼和钒的边沿层可以按如下方式与链元件的其他材料划定界 限，即，使得该边沿层相对于形成链元件的基材具有更高份额的硼和钒或者说硼化合物和 钒化合物，这例如可以借助显微照片呈现。
[0011] 同样地，根据本发明，链元件的近表面区域可以理解为链元件的表面的其中构造 有含硼和钒的边沿层的区域。
[0012] 根据本发明，含硼和钒的边沿层通过至少一种用于将硼和钒扩散到链元件的近表 面区域中的措施来构造。因此，依赖于相应的在用于将硼和钒扩散到链元件的近表面区域 中的措施的范畴中具体选择的或者说使用的过程参数，例如温度、压力、持续时间等，可以 有针对性地对待构造的或者已构造出的含硼和钒的边沿层产生影响。特别地，以这种方式 硼原子和/或钒原子或者硼化合物和/或钒化合物在含硼和钒的边沿层中的侵入深度，以 及硼原子和/或钒原子或者硼化合物和/或钒化合物在含硼和钒的边沿层中的浓度在过程 技术上是能影响或者说是能控制的。
[0013] 如还将进一步阐述的那样，含硼和钒，也就是说特别是含硼钒化合物（例如VB或 V2B)的边沿层特别是通过用于扩散硼和钒的热化学方法，也就是说通过用于将硼原子和钒 原子以及可能还有硼化合物和钒化合物扩散到链元件的近表面范围中的热化学方法来构 造。
[0014] 作为相应的用于将硼和钒氮扩散到链元件的近表面区域中的措施特别是采用对 链元件的热化学处理，也就是说，硼和钒的扩散（用以构造出含硼和钒的边沿层）有利地基 于热化学处理，例如对链元件渗硼和随后的渗钒。
[0015] 含硼和钒的边沿层由于其通过渗硼和随后的渗钒的制造可以划分为至少两个边 沿层区段，其中，第一边沿层区段与链元件的基材直接邻接并且主要由硼钒化合物构成，而 与第一边沿层区段邻接的第二边沿层区段主要由钒构成。这可以通过在制造含硼和钒的边 沿层时跟随渗硼之后进行渗钒来解释，其中，在通过渗硼形成的主要含硼的边沿层通过渗 钒来扩散钒，其中，构造出一个含硼和钒或者硼钒化合物的边沿层区段，与其邻接额外地构 造出另一个主要含钒的边沿层区段。这两个边沿层区段形成根据本发明的链元件的含硼和 钒的边沿层。
[0016] 含硼和钒的边沿层例如具有2000HV-3500HV(维氏硬度）的硬度，特别是大于 3000HV的硬度。含硼和钒的边沿层的因此很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，含硼和钒的边沿层的硬度也可以在例外的情况下处在2000HV之 下以及处在3500HV之上。
[0017] 含硼和钒的边沿层具有例如IOym至350ym，优选IOOym至300ym，特别优选 150ym至250ym的层厚度。如已经提到的那样，通过选择和调整在构造含硼和钒的边沿层 的过程中所使用的过程参数可以影响层厚度。显然，含硼和钒的边沿层的层厚度也可以在 例外的情况下处在IOym之下以及350ym之上。
[0018] 根据本发明的链元件特别是用于连接链的至少两个链节的链销。链销通常是承受 高负载的链部件，从而通过至少一个用于将硼和钒扩散入链销的近表面范围中的措施所形 成的含硼和钒的边沿层的根据本发明的构造是特别适宜的。
[0019] 原则上，根据本发明的链元件的所有实施方案都类似地适用于根据本发明的链 销。
[0020] 此外，本发明涉及一种用于制造出具有含硼和钒的边沿层的用于连接至少两个链 节的链元件，特别是链销的方法，其特征在于具有以下步骤：提供链元件，并且实施至少一 种用于将硼和钒扩散到链元件的近表面区域中的措施以构造出含硼和钒的边沿层。
[0021] 在此，优选实施链元件的热化学渗硼以及随后的热化学渗钒，作为用于将硼和钒 扩散到链元件的近表面区域中以构造出含硼和钒的边沿层的措施。
[0022] 渗硼通常是一种使硼侵入工件表面中的方法。在此，在升高的温度下，也就是说在 尤其是在800°C之上，特别是850°C至1050°C之间的温度下进行粉末状或膏状地施加在待 渗硼的工件的表面上的硼的扩散。针对基于铁的工件典型地形成特别构造为柱状的硼化物 层。
[0023] 在实施根据本发明的方法的范畴内，跟随用于构造出主要含硼或硼化合物的边沿 层的渗硼之后的渗钒通常是一种用于使钒侵入工件的表面中的方法。与在渗硼的情况下相 似地在此也进行将含钒或钒化合物的粉末或者含钒或钒化合物的膏施加到待渗钒的工件 的表面上，其中，钒或钒化合物在升高的温度下侵入工件中，并且构造出含钒或钒化合物的 边沿层。
[0024] 对于根据本发明的方法的这种优选实施方案来说重要的是，跟随渗硼之后的导致 构造出含硼和钒的边沿层的渗钒。如以上针对根据本发明的链元件所阐述的那样，至少能 够想象到的是，含硼和钒的边沿层由其通过渗硼和随后的渗钒的构造方式决定地可以划分 为至少两个边沿层区段，其