CN104603499A - 环形金属带的制造方法及环形金属带以及带式无级变速器 - Google Patents

Abstract

一种用于带式无级变速器的环形金属带的制造方法，对于环体在进行周长调整加工之后，进行应力去除热处理，在该应力去除热处理之后，进行时效、氮化处理。

Description

环形金属带的制造方法及环形金属带以及带式无级变速器

技术领域

本发明涉及构成搭载在车辆上的带式无级变速器中使用的传动带的环形金属带的制造方法及环形金属带以及带式无级变速器。

背景技术

例如，在搭载于车辆上的带式无级变速器中使用的传递驱动力的环形金属带，是将横截面呈圆弧状的周长不同的多个(例如，9个)环形金属环相互贴紧层叠的金属带，一般地，作为用于环形金属环的材料，已知具有优异的强度特性的马氏体钢。另外，对于环形金属环，为了提高疲劳强度，在将带钢的环状构件轧制之后，依次进行固溶处理、周长调整(矫正)、时效、氮化处理各个工序(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2008－520437号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，由于周长调整(矫正)是将环体架设到对向的两个辊上并使之稍稍伸长的扩径加工，所以，在该加工之后，在环体内部蓄积拉伸及压缩的残余应力。而且，如专利文献1的技术那样，由于若在进行时效、氮化处理之前进行周长调整(矫正)，则这些残余应力不会在以后的时效、氮化处理中被释放，所以，在环体的外周侧和内周侧分布有不同的残余应力。

图15是表示过去的环体的残余应力分布状态的曲线图。该曲线图是对于按照过去的工艺顺序制造的环形金属环，在氮化处理前和氮化处理后切断横截面，并利用X射线应力测定装置测定从环体的外周面到内周面的残余应力而获得的曲线图。在横轴上，表示从环体的外周面起的距离(μm)，在纵轴上表示残余应力(Mpa)。在纵轴上的负的一侧表示压缩残余应力，在正的一侧表示拉伸残余应力。在上述曲线图中，可以看出，在氮化处理前，在环体的外周侧蓄积压缩残余应力FO，在内周侧残留拉伸残余应力GO。并且，外周侧的压缩残余应力FO从外周面向中心附近逐渐减少，在中心附近大致变成零，而内周侧的拉伸残余应力GO则变成向内周面逐渐增加的倾向。

在上述曲线图中，在氮化处理之后，由于通过氮化处理，从环体的外周面及内周面至规定的深度(约30μm左右)形成氮化层，所以，通过该氮化层的形成，在外周侧及内周侧的表面附近赋予压缩残余应力EO、DO。但是，由于氮化处理的温度在400～500℃左右，没有高到合金成分熔化成固溶体的温度的程度，所以，由周长调整(矫正)产生的压缩残余应力及拉伸残余应力会照旧残留在环体中(相当于AO)。因此，与外周侧的氮化层消失时(CO)相比，在内周侧的氮化层消失时(BO)，由于原来的周长调整(矫正)所蓄积的内周侧的拉伸残余应力GO会大量残留。从而，与其它的部位相比拉伸残余应力残留得多的部分(相当于BO)，在用于无级变速器中时，多会变成易于疲劳破坏的最薄弱的部位。

为了降低上述拉伸残余应力，已知有在环形金属环的表面上进行喷丸硬化加工的方法，但是，在这种方法中，会追加新的应力去除处理工序，成本增高，是不理想的。

本发明是为了解决上述问题而做出的，其目的是提供一种不新追加应力去除处理工序、能够降低由周长调整所蓄积的内周侧的拉伸残余应力而提高疲劳强度的环形金属带的制造方法及环形金属带、以及带式无级变速器。

解决课题的手段

(1)作为解决上述课题用的本发明的一种方式的环形金属带的制造方法，所述环形金属带用于带式无级变速器，其特征在于，在对环体进行周长调整加工之后，进行应力去除热处理，在该应力去除热处理之后，进行时效、氮化处理。

根据上述方式，由于在对环体进行周长调整加工之后，进行应力去除热处理，在该应力去除热处理之后进行时效、氮化处理，所以，在环体上，可以在由周长调整加工而产生的残留应力(拉伸残余应力及压缩残余应力)几乎没有残留的状态下，进行时效、氮化处理。因此，可以在几乎不残存有残余应力(拉伸残余应力及压缩残余应力)的状态下的环体的外周侧和内周侧形成规定深度的氮化层。从而，可以通过氮化层的形成在环体的外周侧和内周侧赋予大致相同程度的压缩残余应力。即，环体的外周面上的压缩残余应力的大小和环体的内周面上的压缩残余应力的大小变得大致相同。另外，在环体的外周侧氮化层消失时的拉伸残余应力的大小和在环体内周侧氮化层消失时的拉伸残余应力的大小变得大致相同。其结果是，在环体的内周侧氮化层消失时，不形成拉伸残余应力比其它的部位残留得多的最薄弱的部位。另外，由于在环体上以几乎不残存有拉伸残余应力和压缩残余应力的状态下进行时效、氮化处理，所以，可以使由时效、氮化处理而蓄积的拉伸残余应力在环体的板厚方向上大致均匀且可以将其抑制到最小限度。

(2)在(1)中记载的环形金属带的制造方法中，优选地，在对所述环体进行了轧制加工之后，进行所述周长调整加工。

根据上述方式，由于在将环体轧制加工之后，接着进行周长调整加工，所以，可以通过一次的应力去除热处理，同时释放由轧制加工引起的残余应力(压缩残余应力及拉伸残余应力)和由周长调整加工引起的残余应力(压缩残余应力及拉伸残余应力)。即，由于可以通过一次应力去除热处理同时使直到周长调整加工之前为止蓄积在环体上的各种残余应力大致为零，所以，没有必要新追加应力去除热处理的工序。应力去除热处理因环体的材料不同而异，例如，如果材料是马氏体钢或析出硬化型不锈钢，则进行固溶处理，如果材料是奥氏体系不锈钢，则进行应力去除退火，如果材料是碳钢(淬火钢)，则进行淬火处理、或者淬火处理及回火处理。

(3)在(1)或(2)中记载的环形金属带的制造方法中，优选地，

在将多个所述进行过周长调整加工的环体层叠的状态下，进行所述应力去除热处理。

根据上述方式，由于在将多个进行过周长调整的环体层叠的状态下进行应力去除热处理，所以，通过层叠增加环体整体的刚性，在各个环体的端面，可以减少在应力去除热处理时的弯曲或变形的发生。因此，在用于带式无级变速器时，可以减少环形金属带的宽度方向端面和元件头部的干扰及环形金属带的宽度方向端面和带轮V形槽壁面的干扰。另外，通过将环体层叠并进行应力去除热处理，可以将热处理炉大幅度小型化，可以降低设备成本及能量成本。

(4)作为用于解决上述课题的本发明的其它方式的环形金属带，其特征在于，利用(1)至(3)中记载的环形金属带的制造方法来制造。

根据上述方式，可以降低由周长调整所蓄积的内周侧的拉伸残余应力，低成本地提供疲劳强度高的环形金属带。

(5)在(4)中记载的环形金属带中，优选地，在所述环体的外周侧和内周侧蓄积有大致相同程度的残余应力。

根据上述方式，由于在环体的外周侧和内周侧蓄积了大致相同程度的残余应力，所以，可以降低在过去作为最薄弱部位的内周侧的氮化层消失时的应力负荷，提高疲劳寿命。更具体地说，更优选地，环体的外周面上的压缩残余应力的大小和环体的内周面上的压缩残余应力的大小变得大致相同，并且，在环体的外周侧氮化层消失时的拉伸残余应力的大小和在环体的内周侧氮化层消失时的拉伸残余应力的大小变得大致相同。其结果是，可以使蓄积在环体上的拉伸残余应力在环体的板厚方向上大致均匀，并且被抑制到最小限度，并且，通过能够在环体的外周侧和内周侧平衡地蓄积压缩残余应力，可以进一步提高疲劳寿命。

(6)作为用于解决上述课题的本发明的其它方式的带式无级变速器，其特征在于，装入有(4)或(5)记载的环形金属带。

根据上述方式，能够降低在使用时施加到环形金属带上的应力振幅，低成本地提供疲劳寿命长的无级变速器。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种不新追加应力去除处理工序，就能够降低由周长调整所蓄积的内周侧的拉伸残余应力以提高疲劳强度的环形金属带的制造方法及环形金属带、以及带式无级变速器。

附图说明

图1是根据本发明的带式无级变速器的示意的纵剖视图。

图2是表示图1所示的带式无级变速器中使用的环形金属带的周向方向的一部分的透视图。

图3是表示构成图2所示的环形金属带的环形金属环的一部分的透视图。

图4是本发明中的环形金属带的第一个制造工艺图。

图5是本发明中的环形金属带的第二个制造工艺图。

图6是比较环形金属带的制造工艺的工序图。

图7是由第一个制造工艺进行过应力去除热处理的环体的透视图。

图8是由第二个制造工艺进行过应力去除热处理的环体的透视图。

图9是由第二个制造工艺进行时效、氮化处理时输送层叠环体的输送夹具的透视图。

图10是图9所示的层叠环体的俯视图。

图11是表示本发明中的环体的残余应力分布状态的曲线图。

图12是表示过去与本发明中的环体的残余应力分布状态的差异的曲线图。

图13是表示进行过应力去除处理的环体的端面振摆量的曲线图。

图14是表示环形金属带的疲劳寿命的曲线图。

图15是表示过去的环体的残余应力分布状态的曲线图。

具体实施方式

其次，参照附图对于根据本发明的环形金属带的制造方法及环形金属带、以及带式无级变速器的实施方式详细地进行说明。

<带式无级变速器和环形金属带的结构>

首先，对于带式无级变速器以及该无级变速器中使用的环形金属带的结构进行说明。在图1中，表示根据本发明的带式无级变速器的示意的纵剖视图。在图2中示出表示在图1中所示的带式无级变速器中使用的环形金属带的周向方向的一部分的透视图。在图3中示出表示构成图2所示的环形金属带的环形金属环的一部分的透视图。

如图1所示，带式无级变速器100配备有：连接到驱动源上的输入轴J1；连接到车轮上的输出轴J2；与这些输入轴J1及输出轴J2成一体地设置且V形槽宽度可变的驱动带轮P1及从动带轮P2；以及卷绕在这些驱动带轮P1及从动带轮P2的V形槽中以传递驱动力的传动带10。该带式无级变速器是通过使该驱动带轮P1及从动带轮P2的V形槽的宽度变化，使传动带10的卷绕直径变化，使输入轴J1和输出轴J2的相对的旋转速度比(V/W)连续变化的装置。

如图2所示，传动带10配备有：周长不同的多个环形金属环12在板厚方向上贴紧层叠的两组环形金属带13、和由在两个环形金属带13、13的周向方向上连接成环状的板状体构成的多个金属元件11。另外，在图2中，为了简化，表示出了将三个环形金属环12层叠的状态，但是，环形金属环12的层叠数并不局限于此，例如，可以是9个，也可以是12个。

在金属元件11的宽度方向的两侧留出中央的头部，大致水平地形成带保持槽114。带保持槽114的下端形成环形金属带13的内周面所接触的鞍形部112。从鞍形部112的宽度方向的端面向内下方倾斜的倾斜面，是与驱动带轮P1及从动带轮P2的V形槽壁面摩擦接触以传递驱动力的驱动传递部113。金属元件11通过旋转方向后侧的金属元件11将旋转方向前侧的金属元件11推出来传递驱动力。在头部的上方正面形成凸部115，与形成在上方背面的图中未示出的凹部嵌合，防止连续的金属元件11的相互位置偏离。对于金属元件11的材质，可以采用耐磨损性优异的钢材，例如，碳素工具钢(SK材料)。

如图3所示，在环形金属环12的外周面121和内周面122，形成在横截面上中央部稍稍向上方弯曲的凸起形状。凸起的半径例如为800mm左右。利用凸起可以容易地保持层叠状态。环形金属环12的宽度方向端面123形成平滑的形状。在通过滚磨等除去从筒状体切断时的毛刺等时，形成宽度方向的端面123。环形金属环12的板厚t大致恒定，例如，可以为180～190μm左右。在本实施方式中，环形金属环12的材料是马氏体钢，必然包含铁、镍、钼，根据需要适当地添加钴、钛、铝等。另外，马氏体钢中的镍含量并不局限于18～19重量％，也可以在20～25重量％左右。优选地，钼的含量至少在3重量％以上。

<环形金属带的制造方法>

其次，说明环形金属带的制造方法。在本实施方式的环形金属带的制造方法中，具有由第一制造工艺构成的方法和由第二制造工艺构成的方法。

(第一制造工艺)

首先，说明第一个制造工艺图。在图4中，表示出了本发明的环形金属带的第一个制造工艺图。如图4所示，环形金属带的第一制造工艺包括：(a)筒状体形成工序，(b)接合工序，(c)固溶1(退火)工序，(d)环切断工序，(e)轧制工序，(f)周长调整工序，(g)固溶2工序，(h)时效、氮化处理工序，(i)层叠工序，按照从(a)到(i)的顺序进行。

(a)筒状体形成工序是形成筒状体1的工序，所述筒状体1在轴向方向上具有规定的长度，并且，在轴向方向上是开放的。在本工序中，将带状的马氏体钢板Z从卷材上开卷，切断成规定尺寸的片材ZS，之后，进行弯曲加工以将端部相互对接。弯曲加工有利用辊或者金属模进行的方法。筒状体1的板厚为0.4～0.5mm左右，直径为100～200mm左右。

(b)接合工序是在将筒状体1的端部彼此对接的状态下，将端部彼此接合起来的工序。在接合方法中，有通过等离子体焊接或者激光焊接等将端部熔融的焊接方法，或者将端部的氧化膜除去而扩散接合的方法等。在本实施方式中，应用等离子体焊接法。使焊接装置2与筒状体1的对接部14对置，使筒状体1或者焊接装置2的喷嘴在轴向方向(箭头F的方向)上移动，进行对接焊接。从筒状体1的外周面一直贯通到内周面，形成焊接部21。由于若在焊接部21和母材部22的交界上产生气孔，则会成为强度降低的原因，所以，选定不产生气孔的焊接条件(焊点直径、喷嘴距离、焊接速度等)。

(c)固溶1(退火)工序是为了在之后的轧制工序中进行大致均匀的轧制，将在对筒状体1进行焊接过程中部分地变硬的硬度均匀化的工序。在本工序中，将焊接过的筒状体1以在轴向方向上竖立的状态载置到网带等上，输送到热处理炉内进行第一固溶处理。作为第一固溶处理，进行在加热到筒状体1的合金成分熔化成固溶体的温度以上并且保持必要的时间之后进行冷却的处理。另外，如果焊接部的硬度是在之后的轧制工序中能够大致均匀地进行轧制的程度的硬度，则可以省略本工序。

(d)环切断工序，是在与轴向方向正交的方向上对于轴向方向上的每一规定长度将硬度已被均匀的化的筒状体1切断，形成多个环状构件3的工序。在切断方法中，有使切割刀的刀刃在周向方向上依次切入进行切断的机械切断方法、和利用激光等熔断的热切断方法等。由于在切断部产生的毛刺等的凹凸成为在使用时应力集中的原因，所以，通过滚磨等将其除去，并且将表面平滑化。

(e)轧制工序，是将研磨过的环状构件3轧制成能够作为环形金属环12使用的程度的板厚的工序。在轧制方法中，例如，有将环状构件3架设到对向的两个辊上，设置相对于其中的一个辊夹持推压环状构件3的第三个辊，一边使环状构件3在周向方向上移动一边进行轧制的辊轧制方法。被轧制过的环体4的周长为600～700mm左右。

(f)周长调整工序，是在将多个环形金属环12层叠制成环形金属带13的基础上，将被轧制过的环体4调整成对于每一层叠依次确定的规定周长的工序。在周长调整方法中，例如，有将环体4架设到对向的两个辊上，一边计测另一个辊相对于一个辊的间隔一边赋予张力的辊调整方法。将周长调整后的误差控制在十几个μm左右，以便能够将各个环体4贴紧进行层叠。

(g)固溶2工序，是使周长调整后的环体中的金属组织再结晶，将通过轧制加工及周长调整加工而变形的金属组织的结晶结构复原，消除加工应变、内部应力(包括残余应力)的工序。在本工序中，将周长调整后的环体以在轴向方向上竖立的状态卡定到输送夹具上，输送到热处理炉内，进行第二固溶处理。作为第二固溶处理，进行在加热到环体的合金成分熔化成固溶体的温度以上并且保持了必要的时间之后进行冷却的处理。例如，加热到820℃左右，保持时间为2分钟左右。

(h)时效、氮化处理工序，是对于第二次固溶处理的周长调整后的环体，通过时效处理，使合金元素析出，确保规定的硬度，并且，通过氮化处理在环体表面侧形成规定深度的氮化层，赋予压缩残余应力的工序。时效、氮化处理在连续炉中进行处理，特别是，将多个环体卡定到能够在轴向方向上隔开间隙地配置的特殊的输送夹具上，使之在连续炉内通过，以便氮化性气体能够在环体表面均匀地扩散。各个环体的热处理履历以能够在事后确认的方式进行控制。

(i)层叠工序，是从时效、氮化处理过的环体(环形金属环12)内，选择从内周侧向外周侧周长变大的环体、将其重叠，形成环形金属带13的工序。在作为带式无级变速器100的传动带10使用时，若构成环形金属带13的环形金属环12分别没有贴紧，则不能由各个环形金属环12均匀地承受在使用时施加的应力。从而，在各个环形金属环12的全周上大致均匀地贴紧地进行层叠。

(第二制造工艺)

其次，说明第二制造工艺图。在图5中，表示出了本发明中的环形金属带的第二制造工艺图。在图6中，表示出了比较环形金属带的制造工艺的工艺图。在图7中，表示出了利用第一制造工艺进行过应力去除热处理的环体的透视图。在图8中，表示出了利用第二制造工艺进行过应力去除热处理的环体的透视图。在图13中，示出了表示经过应力去除热处理的环体的端面摆振量的曲线图。

如图5所示，环形金属带的第二制造工艺包括：(a)筒状体的形成工序，(b)接合工序，(c)固溶1(退火)工序，(d)环切断工序，(e)轧制工序，(f)周长调整工序，(g)层叠工序，(h)固溶2工序，(i)时效、氮化处理工序，按照从(a)至(i)的顺序进行。在本发明的环形金属带的制造方法中，第一制造工艺和第二制造工艺的不同点，如图6所示，只在于是在时效、氮化处理之后进行环体的层叠工序(第一制造工艺)，还是在周长调整之后进行环体的层叠工序(第二制造工艺)。由于从(a)到(i)的各个工序的内容已经在第一制造工艺中说明过了，所以，这里被省略。

如图6(b)所示，在第一制造工艺中，由于在进行过轧制和周长调整之后，按单体对环体进行应力去除热处理，所以，如图7所示，存在着具有在周长调整后的平坦端面的环体5会变成在端面受到应力去除热处理时的弯曲或变形的环体6的担忧。与此相对，如图6(c)所示，在第二制造工艺中，通过将多个进行过轧制和周长调整的环体层叠，可以使环体彼此贴紧，提高整体的刚性，进行应力去除热处理。因此，如图8所示，周长调整后的层叠环体7可以形成在端面上不容易受到应力去除热处理时的弯曲或变形的环体8。具体地说，如图13所示，在一个个进行了处理的情况下(本发明的工艺1：第一制造工艺)，应力去除热处理过的环体的端面摆振量为0.1～0.4mm左右，而在层叠处理过的情况下(本发明的工艺2：第二制造工艺)，应力去除热处理过的环体的端面摆振量变成0.05～0.13mm左右，大幅度减少了应力去除处理时的弯曲或变形。

另外，在图5所示的第二制造工艺的(i)时效、氮化处理工序中，由于是对于使氮化性气体在层叠的环体7上均匀地扩散用的输送夹具采取措施，所以进行以下的说明。在图9中，表示出在由第二制造工艺进行时效、氮化处理时，输送层叠环体的输送夹具的透视图。在图10中，表示出图9所示的层叠环体的俯视图。

如图9所示，由第二制造工艺进行时效、氮化处理时，将层叠环体7卡定进行输送的输送夹具80包括：轴心C1、C2、C3相互在垂直方向上竖立设置的第一支承辊81、第二支承辊82、第三支承辊83；轴支承各个支承辊的下端的矩形的支承台84；以及与支承台84邻接地配置在输送方向上的输送齿条85。第一支承辊81具有与层叠环体7的外周面接触的圆柱面812、和与层叠环体7的端面接触的锷部811。在轴向方向上以规定的间隔形成多个锷部811。第二支承辊82与第一支承辊81对向地竖立设置，以从内周侧夹持推压层叠环体7。第二支承辊82具有与层叠环体7的内周面接触的圆柱面822。第三支承辊83相对于层叠环体7的轴心竖立地设置在与第二支承辊82对称的位置，具有与层叠环体7的内周面接触的圆柱面832。第三支承辊83在同一高度上具有和第一支承辊81的锷部811相同个数的锷部831。第三支承辊83的圆柱面832的直径比第一支承辊81及第二支承辊82的圆柱面812、822的直径小。在第一支承辊81的下端形成齿轮814，与输送齿条85的直齿851啮合。在第二支承辊82的下端形成齿轮824，与齿轮814啮合。

如图9、图10所示，在支承台84在输送方向(箭头K的方向)上移动时，第一支承辊81在箭头g的方向上旋转，第二支承辊82在箭头h的方向上旋转。由第一支承辊81和第二支承辊82夹持推压的层叠环体7随着第一支承辊81及第二支承辊82的旋转，在箭头i的方向上旋转。第三支承辊83随着层叠环体7在箭头i的方向上的旋转，而在箭头j的方向上旋转。

这时，在层叠环体7上，在被第一支承辊81和第二支承辊82夹持推压的一侧的相反侧(第三支承辊83)附近，在层叠的各个环体之间形成间隙S。该间隙S的位置随着支承台84在输送方向(箭头K的方向)上移动而在层叠环体7的周向方向上移动。从而，伴随着输送夹具的移动，可以使氮化性气体均匀地在一个个的层叠环体7上扩散。

<环体的残余应力分布状态和环形金属带的疲劳寿命>

其次，在说明了由以下成分的马氏体钢利用上述制造工艺制造的环体的残余应力分布状态的研究结果之后，说明环形金属带的疲劳寿命提高的机理。在图11中示出了表示本发明的环体的残余应力分布状态的曲线图。在图12中，示出了表示过去和本发明的环体的残余应力分布状态的差异的曲线图。在图14中，示出了表示环形金属带的疲劳寿命的曲线图。

马氏体钢的合金成分比率(重量％)为：镍(Ni)17～19％左右，钴(Co)7～13％左右，钼(Mo)3.5～4.5％左右，钛(Ti)0.3～1.0％左右，铝(Al)0.05～0.15％左右，碳(C)0.03％以下。

(环体的残余应力分布状态的研究结果)

图11所示的曲线图，是对于利用本发明的制造方法制造的环形金属环，在氮化处理前和氮化处理后，切断横截面。利用X射线应力测定装置测定从环体的外周面到内周面的残余应力而获得的曲线图。在横轴上，表示距环体的外周面的距离(μm)，在纵轴上表示残余应力(MPa)。在纵轴上，负的一侧表示压缩残余应力，正的一侧表示拉伸残余应力。在上述曲线图中看到在氮化处理前，在环体的外周侧稍稍蓄积有压缩残余应力，在内周侧稍稍蓄积有拉伸残余应力。但是，该小的压缩残余应力和拉伸残余应力的值，由于计测装置的制约是在表观上显现的值。即，由于环体形成向外周侧弯曲的凸起，所以，在将试样固定到计测装置上时，该凸起被修正成平坦的。因此，是以在外周侧稍稍蓄积有压缩残余应力，在内周侧稍稍蓄积有拉伸残余应力的方式进行测定的，实际上，可以看作从外周侧向内周侧残余应力基本上变成零。这样，可以将残余应力从环体的外周侧向内周侧变成零的理由在于，通过在氮化处理前进行应力去除热处理(固溶2的处理)，可以将由于轧制加工及周长调整加工而变形的金属组织的结晶结构复原，基本上完全消除加工应变、内部应力(包括残余应力)。

在图11所示的曲线图中可以看出，由于在氮化处理后，通过氮化处理从环体的外周面及内周面起到规定的深度(约30～40μm左右)形成氮化层，所以，通过该氮化层的形成，在外周侧及内周侧的表面附近，赋予大致相同的压缩残余应力E、D。另外，可以看出，板厚中央附近的拉伸残余应力A在板厚方向上波动小，基本上是均匀的。其结果是，在外周侧的氮化层消失时(C)的拉伸残余应力的值、和内周侧的氮化层消失时(B)的拉伸残余应力的值变成大致相同的程度。

图12所示的曲线图，是对于利用过去的制造方法及本发明的制造方法制造的环形金属环，在分别进行氮化处理后，切断横截面，利用X射线应力测定装置测定从环体的外周面到内周面的残余应力而获得的曲线图。在横轴上，表示从环体的外周面起的距离(μm)，在纵轴上，表示残余应力(MPa)。负的一侧表示压缩残余应力，正的一侧表示拉伸残余应力。在上述曲线图中，当比较外周侧的压缩残余应力时，与过去的环体相比，本发明的环体在箭头P的方向上大致平行地减少约180MPa的程度，当比较外周面和内周面的压缩残余应力的差异时，在过去的环体中，内周面的值比外周面的值约小300MPa，外周面与内周面的压缩残余应力的差异大，与此相对，在本发明的环体中，内周面的值只比外周面的值约小15MPa的程度，外周面和内周面的压缩残余应力的差异大致变成零。另外，当比较内周侧的氮化层消失时的拉伸残余应力时，与过去的环体相比，本发明的环体在箭头Q的方向上大致平行地减少约150MPa的程度。其结果是，在本发明的环体中，外周侧和内周侧的压缩残余应力变成基本上相同程度的大小，在内周侧的氮化层消失时的拉伸残余应力比过去的环体大幅度减少。

(环形金属带的疲劳寿命提高的机理)

根据本发明的制造方法，在氮化处理前进行应力去除热处理(固溶2的处理)。因此，在氮化处理前的阶段，将因轧制加工及周长调整加工引而变形的金属组织的结晶结构复原，可以基本上完全消除加工应变、内部应力(包含残余应力)，可以使残余应力从环体的外周侧到内周侧大致变成零。

另外，在使残余应力从环体的外周侧到内周侧大致变成零的基础上，通过进行氮化处理，在外周侧及内周侧的表面附近，赋予大致相同的压缩残余应力。另外，板厚中央附近的拉伸残余应力在板厚方向上波动小，变得大致均匀。其结果是，在外周侧的氮化层消失时的拉伸残余应力的值和在内周侧的氮化层消失时的拉伸残余应力的值，变成大致相同的程度，在将环形金属带用于带式无级变速器时，可以大幅度减少应力振幅局部地变大而成为容易疲劳破坏的最薄弱部位的部位。

进而，在本发明的环体中，由于在通过应力去除热处理(固溶2的处理)使残余应力从环体的外周侧向内周侧大致成为零之后，进行氮化处理，所以，不用加上通过原来的轧制加工及周长调整加工蓄积的拉伸残余应力，可以实现拉伸残余应力的均匀化和最小化。

如上所述，由于在氮化处理之前使环体的残余应力大致变成零的基础上形成氮化层，所以，可以在外周侧及内周侧的表面附近赋予大致相同的压缩残余应力，并且，可以实现在氮化层消失时的拉伸残余应力的均匀化和最小化，其结果是，在带式无级变速器100中使用环形金属带13时，与过去的环体相比，应力负荷可以大幅度变小，可以大幅度提高疲劳寿命(参照图14)。

上述的本实施方式，可以在不变更本发明的主旨分范围内进行变更。例如，在本实施方式中，对于环体的材料，使用马氏体钢，但是，并不局限于此。例如，也可以使用析出硬化型不锈钢、奥氏体系不锈钢、碳钢(淬火钢)。在这种情况下，在图4或图5所示的固溶2的工序中，如果是析出硬化型不锈钢，则进行固溶处理，如果材料是奥氏体系不锈钢，则进行应力去除退火，如果材料是碳钢(淬火钢)，则进行淬火处理、或者淬火处理及回火处理。

工业上的利用可能性

本发明可以作为构成在搭载在车辆上的带式无级变速器中使用的传动带的环形金属带的制造方法及环形金属带以及带式无级变速器加以利用。

附图标记说明

1：筒状体，2：焊接装置，3：环形构件

4、5、6：环体

7、8：层叠环体

10：传动带，11：金属元件

12：环形金属环，13：环形金属带

14：对接部，21：焊接部

100：带式无级变速器

Claims (6)

1.一种环形金属带的制造方法，所述环形金属带用于带式无级变速器，其特征在于，

在对环体进行周长调整加工之后，进行应力去除热处理，在该应力去除热处理之后，进行时效、氮化处理。

2.如权利要求1所述的环形金属带的制造方法，其特征在于，

在对所述环体进行轧制加工之后，进行所述周长调整加工。

3.如权利要求1或2所述的环形金属带的制造方法，其特征在于，

在将多个进行了所述周长调整加工的环体层叠的状态下，进行所述应力去除热处理。

4.一种环形金属带，其特征在于，所述环形金属带是采用权利要求1至3中任一项所述的环形金属带的制造方法来制造的。

5.如权利要求4所述的环形金属带，其特征在于，

在所述环体的外周侧和内周侧蓄积有大致相同程度的残余应力。

6.一种带式无级变速器，其特征在于，所述带式无级变速器组装有权利要求4或5所述的环形金属带。