CN1381680A - Cvt带用压块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种CVT带用压块,其特征为,整体上具有过共析组成,呈现出在马氏体的母体中分散有面积率为0.4%以上的球状渗碳体的组织。

Description

CVT带用压块及其制造方法
技术领域
本发明涉及CVT(连续可变传动)带用压块及其制造方法，特别涉及硬度当然还有韧性均很高、提高耐用性的技术。
背景技术
CVT带在钢带上呈环状连续设置多个压块，作为压块，过去是通过在使与SKS95等效的材料等的过共析钢球化退火后，成形并进行淬火、回火来提供的。在淬火时，进行以高于奥氏体化温度(约750℃)的温度保持15分钟以上的处理，在实际操作中一般保持时间为30-60分钟。
这样制造的压块材料组织呈现具有面积率在0.4％左右的未固溶碳化物的马氏体组织。
但是，过去的CVT压块的热处理，由于主要是在着眼于为了确保耐磨性而提高硬高，所以硬度在HRC60左右，但CVT压块冲击强度低，其冲击值(夏氏U级)限于20J/cm2左右。
但是，CVT带压块，由于为了承受冲击力不但需要硬度还需要有韧性，所以当使CVT致密并用于高转矩发动机时，存在为了确保耐用性而提高压块的冲击强度的问题。
因而，本发明的目的在于提供一种在具有足够硬度的基础上还具有足够的韧性，耐磨性和耐用性优良的CVT带用压块及其制造方法。
发明内容
本发明的CVT带用压块(以下称压块)，其特征为，整体上具有过共析组成，呈现出在马氏体的母体中分散有面积率在0.4％以上的球状渗碳体的组织。
在上述结构的压块中，由于母体是马氏体，所以具有高表面硬度，同时，由于使碳固定在渗碳体中，母体中的碳浓度低，所以提高了韧性。另外，当组织中的球状渗碳体的面积率在0.4％以上时，能够获得所述韧性提高的效果。因此，本发明的压块可同时提高耐磨性和耐用性。另外，如果在组织中的球状渗碳体的面积率在1％以上，则可进一步稳定冲击强度。
并且，本发明的压块制造方法为对过共析钢进行球化退火后，进行淬火、回火的压块制造方法，其特征为，在淬火时的加热保持时，压块保持在奥氏体化温度以上的时间为5-40分钟。
采用上述制造方法，通过球化退火获得在铁素体母体中分散有球状渗碳体的组织。通过对其加热保温，使球状渗碳体中的碳固溶到奥氏体中。本发明的制造方法，其特征为，在淬火时的加热保温时，压块保持在奥氏体化温度以上的时间为5-40分钟。在保持在奥氏体化温度以上的时间不足5分钟时，固溶到奥氏体中的碳量少，由淬火生成马氏体不够充分，不能获得必要的表面硬度。另一方面，当保持在奥氏体化温度以上的时间超过40分钟时，不能获得提高韧性的效果。另外，通过使保持在奥氏体化温度以上的时间在15分钟以下，可更好的稳定冲击强度。
通常，过共析钢的正火组织是珠光体和渗碳体的混合组织，在这种组织中奥氏体转变以很快的速度进行，所含碳几乎都固溶到奥氏体中。另一方面，在本发明中，由于是铁素体和球状渗碳体这样的组织，所以在奥氏体转变中伴随有渗碳体中的碳向奥氏体的扩散，由于这种扩散不是快速进行的，所以推断奥氏体中残存有球状渗碳体。但是，以上所说的终究是推断，不言而喻，本发明并不受有无这种作用的限制。
附图说明
图1是表示作为本发明对象的CVT带用压块的平面图。
图2是表示将压块安装到冲击试验用夹具上的状态的侧视图。
图3是表示冲击能量和破裂概率的关系的曲线图。
图4是表示本发明实施例中在淬火时炉内温度(与压块温度几乎相等)在750℃以上的压块炉内保温时间和冲击强度的关系的曲线图。
图5是表示本发明实施例中的固溶碳化物的面积率和冲击值的关系的曲线图。
图6是表示本发明实施例中在淬火时炉内温度(与压块温度几乎相等)在750℃以上的压块炉内保温时间和未固溶碳化物的面积率的关系曲线图。
图7是表示本发明的实施例中淬火时炉内温度(与压块温度几乎相等)在750℃以上的压块炉内保温时间和硬度的关系曲线图。
具体实施方式
下面，说明本发明的实施形态。在本发明的压块制造方法中所用的原材料可经过对熔炼的铸锭进行开坯、锻造、热轧之后进行球化退火获得。热轧后的材料呈现出在珠光体母体的晶粒边界处网状析出渗碳体的组织。通过对这种材料进行球化退火，可获得渗碳体分散于铁素体中的组织。这种球化退火为例如使材料在720℃保持12小时之后进行炉内冷却的处理。然后，反复进行冷轧和软化退火，形成规定的厚度，例如通过精冲裁由冷轧板形成压块。
然后，对压块进行淬火、回火，滚磨，去飞边，再次滚磨，制成产品。淬火的加热温度可以是高于奥氏体转变点的高温，例如可以设定为800℃。而且，在奥氏体化温度以上加热保温5-40分钟之后，进行油淬火。此后的回火优选为低温回火，例如可以以180℃保持120分钟。另外，本发明的压块只要是过共析钢，可以采用SK钢材、SKS钢材等任意碳素工具钢。
实施例
A.压块的制作
在表1所示组成(重量％)的热轧板中进行以720℃保持12小时的球化退火，然后进行炉内冷却。另外，表1中所示的组成是与SKS95等效的材料。对于该材料反复进行三次冷轧和软化退火，获得厚度为1.5mm的冷轧材。在这种情况下的软化退火中，第一次在710℃保温13小时，第二次在720℃保温10小时，第三次在720℃保温7小时，在经过保温时间后进行炉内冷却。然后，通过精冲裁，由冷轧材料获得图1所示的压块。而且，将压块加热到800℃，经过各种设定的加热保温时间后进行油淬火。然后，对压块进行在180℃下保温120分钟的退火，之后，从炉子中输出进行空气冷却。在利用以上的制造方法获得的压块中，加热保温时间为5-40分钟所得的组织形成整体上具有过共析组成、在马氏体母体中分散有球状渗碳体的组织。
表1
    C     Si   Mn     P     S   Cu   Ni   Cr
  0.85   0.21   0.85   0.01   0.003   0.01   0.01   0.46
B.特性的评价
对按上述制造的压块进行冲击试验。在使用时，相互邻接的压块上侧的臂部1由于相互摩擦和撞击而易于损坏。但是，由于压块的冲击强度在整体上几乎是均匀的，所以测定臂部1下侧的腿部2的冲击强度。图2是在冲击试验中用于安装压块的夹具。切除了臂部1的一侧的压块被安装到夹具上，锤4下落至放置于腿部2的销3上。另外，从压块的中心到冲击位置的距离1为11mm。
锤4冲击腿部2时的冲击能量E当锤4的质量为m、下落高度为h、重力加速度为g时表示为mgh。在冲击试验中，改变下落的高度h以便调查腿部2的破损概率并推断冲击强度。图3是用于说明其原理的图示。如图3所示，虽然材料破损的临界冲击能量存在偏差W，但随着冲击能变大，破损的概率提高。因此，破损概率为95％的冲击能量被推定作为冲击强度。
图4是表示淬火时炉内温度(与压块温度几乎相等)在750℃以上时的压块炉内保温时间和腿部的冲击强度的关系的曲线图。如图4所示，随着炉内保温时间从40分钟起缩短，冲击强度上升，保温时间在5分钟-15分钟时冲击强度稳定，保温时间在5分钟以下时冲击强度很低。
其次，研究存在于压块组织中的未固溶碳化物(球状渗碳体)和冲击值(夏氏-U级)的关系，其结构如图5所示。如从图5中可以判断的那样，未固溶碳化物的面积率在0.4％以上时冲击值提高，当超过1％时其值基本稳定。并且，图6是表示淬火时的炉内温度(与压块温基本相等)在750℃以上时的压块保温时间和未固溶碳化物的面积率的关系的曲线图。如从图6判断出的那样，随着保温时间从40分钟缩短，未固溶碳化物的面积率从0.4％增加。由以上结果确定，保温时间在40分钟以下较好。
下面，研究淬火时的炉内温度(与压块温度基本相等)在750℃以上时的压块的炉内保温时间和硬度的关系，其结果如图7所示。如从图7可判断出的那样，当保温时间在5分钟以下时，由于碳向奥氏体的扩散不充分所以马氏体的生成也不充分，因此，硬度变得非常低，由此结果可以确定，保温时间必须在5分钟以上。

Claims (4)

1、一种CVT带用压块，其特征为，整体上具有过共析组成，呈现出在马氏体的母体中分散有面积率为0.4％以上的球状渗碳体的组织。
2、一种CVT带用压块，其特征为，整体上具有过共析组成，呈现出在马氏体的母体中分散有面积率为1.0％以上的球状渗碳体的组织。
3、一种CVT带用压块的制造方法，该方法为在对过共析钢进行球化退火后，进行淬火、回火的CVT带用压块的制造方法，其特征为，在淬火时的加热保温时，压块保持在奥氏体化温度以上的时间为5～40分钟。
4、一种CVT带用压块的制造方法，该方法为在对过共析钢进行球化退火，后进行淬火、回火的CVT带用压块的制造方法，其特征为，在淬火时的加热保温时，压块保持在奥氏体化温度以上的时间为5～15分钟。
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