DE102005014484B4 - A method of forming a hard carbide layer and a roller chain and a silent chain with a hard carbide layer - Google Patents
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Abstract
Rollenkette, umfassend mehrere Einheiten, gebildet aus einem Paar innerer Platten, einer geschmiedeten Buchse, die an beiden Enden eines der inneren Plattenpaare fixiert ist, und ein Bolzenloch aufweist, ein äußeres Plattenpaar, das auf beiden äußeren Seiten des inneren Plattenpaares angeordnet ist, und einen geschmiedeten Verbindungsbolzen, der an beide Enden eines der äußeren Plattenpaare fixiert ist und rotierbar in die Buchse insertiert ist, wobei eine harte Carbidschicht auf der Oberfläche der geschmiedeten Buchse und der Oberfläche des geschmiedeten Verbindungsbolzens bereitgestellt ist, wobei die Bildung der harten Carbidschicht die Schritte des Carburierens bei hoher Konzentration von nicht weniger als 1,1% Kohlenstoffpotential, Diffusionsbeschichten, Abschrecken und Tempern umfasst, und wobei die Oberflächenhärte des Verbindungsbolzens höher als die der Buchse ist.A roller chain comprising a plurality of units formed of a pair of inner plates, a forged bushing fixed to both ends of one of the inner plate pairs and having a bolt hole, an outer plate pair disposed on both outer sides of the inner plate pair, and one forged connecting pin fixed to both ends of one of the outer plate pairs and rotatably inserted into the bushing, a hard carbide layer being provided on the surface of the forged bushing and the surface of the forged connecting pin, the formation of the hard carbide layer comprising the steps of carburizing at a high concentration of not less than 1.1% carbon potential, diffusion coating, quenching and annealing, and wherein the surface hardness of the connecting bolt is higher than that of the bushing.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
1. Bereich der Erfindung1. Field of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenkette und eine geräuscharme Kette mit einer harten Carbidschicht, die unter Verwendung eines bestimmten Verfahrens hergestellt werden. Die bestimmte Herstellungstechnik verschiedener Arten von Ketten führt zu einer Verringerung der aufgrund von Verschleiß zwischen Komponenten der verschiedenen Kettenarten hervorgerufenen Dehnung der Ketten, sodass die Nutzungsdauer von Ketten verbessert wird.The present invention relates to a roller chain and a silent chain with a hard carbide layer, which are produced using a specific method. The particular manufacturing technique of different types of chains results in a reduction in the elongation of the chains due to wear between components of the different types of chains, thus improving the life of chains.
2. Beschreibung der verwandten Technik2. Description of the Related Art
Verschiedene Arten von Ketten werden für Kraftfahrzeuge, Industriemaschinen und dgl. verwendet. Als solche Ketten können eine Nockenwellenantriebskette, eine Ölpumpenantriebskette, eine Ausgleichswellenantriebskette und dgl. genannt werden, und die technische Entwicklung zur Verbesserung verschiedener Charakteristika ist durchgeführt worden.Various types of chains are used for automobiles, industrial machines and the like. As such chains, a camshaft drive chain, an oil pump drive chain, a balance shaft drive chain and the like may be cited, and the technical development for improving various characteristics has been made.
Hinsichtlich der Verbesserung verschiedener Charakteristika der Ketten ist eine Anzahl von Technologien zum Verbessern der Nutzungsdauer durch Unterdrücken der Reibung zwischen Komponenten berichtet worden. Zum Beispiel ist von einer Kette berichtet worden, die leicht gebogen werden kann und leicht gleitet, über eine lange Zeitdauer, ohne Dehnung aufgrund von anormalem Verschleiß, selbst wenn sie mit Schmieröl verwendet wird, das stark oxidiert ist und stark gealtert ist. Im Hinblick auf die Rollenkette unter den oben genannten Ketten ist eine Technik zum Verwenden eines Elements für eine Buchse bzw. Hülse offenbart worden, das ausgewählt ist aus Austenitedelstahl, Martensitedelstahl, Präzipitations-gehärtetem Edelstahl, Chrom enthaltendem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt und Legierungswerkzeugstahl, und welches einem Thermohärtungsverfahren unterzogen wird (siehe
Darüber hinaus ist im Hinblick auf einen Stift bzw. einen Bolzen, der für die verschiedenen Ketten verwendet wird, eine Technik offenbart worden zum Bilden einer Carbidschicht, die ein Vanadiumcarbid als eine Hauptkomponente und eine kleine Menge Chromcarbid auf dem obersten Bereich des Stahls aufweist, die als eine Basismetallschicht des Bolzens für eine Kette dient und eine Grenzschicht bildet (chromreiche Schicht), in welcher der Gehalt von Vanadiumcarbid rasch abnimmt, während der Gehalt von Chromcarbid rasch ansteigt im Grenzbereich zwischen der Carbidschicht und der Basismetallschicht (siehe
Die
Wenn entsprechende Komponenten der Kette durch herkömmliche Technologien hergestellt werden, einschließlich der Technologien, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, wurde Rohmaterial aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt hergestellt und das Material wurde geschmiedet und wurde einer Diffusionsbeschichtung, einem Abschrecken nach Carburierung und Tempern unterzogen. Wenn jedoch eine Buchse für eine Rollenkette mit einer sehr kleinen Dicke gemäß einem solchen Verfahren hergestellt wurde, war es schwierig, eine harte Carbidschicht mit einer Dicke von mehr als 5 μm zu bilden, die aus Cr-Carbid auf der Oberfläche einer Basismetallschicht besteht, wenn die Diffusionsbeschichtung durchgeführt wurde. Daher konnte eine harte Carbidschicht, die eine Dicke aufwies, die einer gewöhnlichen Anwendung standhielt, nicht gebildet werden und als eine Konsequenz war es nicht möglich, eine Rollenkette zu erhalten, die eine hohe Nutzungsdauer aufwies. Aufgrund dessen, dass die Buchse als ein dünnes Rohr ausgebildet ist, ist der Oberflächenbereich bezüglich der Dicke groß. Daher wird, wenn eine harte Carbidschicht sowohl auf den inneren als auch äußeren Oberflächen bei Diffusionsbeschichtung gebildet wird, eine große Menge Kohlenstoff auf beiden Oberflächen der Basismetallschicht abgeschieden. Daher nimmt, wenn Kohlenstoff mit Chrom kombiniert wird, die Kohlenstoffmenge in der Basismetallschicht deutlich ab, sodass die Basismetallschicht in einen Zustand mit geringem Kohlenstoffgehalt übergeht und als eine Konsequenz wird ein Härten der Basismetallschicht durch Abschrecken nicht in ausreichendem Maße erreicht und daher ist es nicht möglich, eine Rollenkette mit hoher Nutzungsdauer zu erhalten.When corresponding components of the warp are manufactured by conventional technologies, including the technologies described in
Wenn die Verbindungsplatte der geräuscharmen Kette entsprechend den herkömmlichen Technologien, einschließlich der Technologien, die in den Patentdokumenten 1 bis 3 beschrieben sind, hergestellt wird, wird Kohlenstoff mit Cr und dgl. kombiniert, wenn die harte Schicht während der Diffusionsbeschichtung gebildet wird, sodass die Kohlenstoffmenge in der Basismetallschicht abnimmt, sodass die Basismetallschicht in den Zustand mit geringem Kohlenstoffgehalt übergeht und als eine Konsequenz wird eine Basismetallschichthärtung durch Abschrecken nicht in ausreichendem Maße erreicht und daher ist es unmöglich, eine geräuscharme Kette mit einer langen Nutzungsdauer zu erhalten. Daher ist es, selbst wenn Kohlenstoff mit Cr und dgl. während der Diffusionsbeschichtung kombiniert wird, notwendig, eine ausreichende Kohlenstoffmenge in der Basismetallschicht in einer solchen Menge sicherzustellen, dass die Grundhärtung durch Abschrecken ausreichend erreicht wird.When the low noise connection plate is manufactured according to the conventional technologies including the technologies described in
Auf Grund dieser Gegebenheiten kann in Betracht gezogen werden, die Kohlenstoffmenge in der Basismetallschicht vor dem Schmieden zu erhöhen, um eine ausreichende Kohlenstoffmenge in der Basismetallschicht nach der Diffusionsbeschichtung in der Buchse und Verbindungsplatte sicherzustellen. Wenn jedoch die Kohlenstoffmenge eingangs zu hoch eingestellt wird, können Risse zum Zeitpunkt des Schmiedens auftreten. Daher war herkömmlicherweise die obere Grenze des Kohlenstoffgehalts in dem Material vor dem Schmieden 0,8 Masse-%. Dementsprechend war in vergangenen Jahren die Entwicklung der Herstellungstechnologie von Ketten gefordert, die entsprechende Komponenten enthalten, worin die Dicke der harten Carbidschicht ausreichend sichergestellt ist und die Härte der Materialoberfläche verbessert ist, um die Nutzungsdauer zu erhöhen, unter der Voraussetzung, dass die Kohlenstoffmenge in dem Material auf ein solches Ausmaß eingestellt ist, dass keine Rissbildung beim Schmieden auftritt. Da entsprechende Komponenten der Kette, die durch das oben genannte Diffusionsbeschichten und dgl. erhalten werden, insbesondere die Buchse (Verbindungsplatte) und der Bolzen in der Rollenkette (geräuscharme Kette) Elemente mit im Wesentlichen der gleichen Härte sind, ist Verschleiß, der zwischen diesen Elementen bei der Verwendung der Kette auftritt, beachtlich und als eine Konsequenz kann eine ausreichende Nutzungsdauer nicht erhalten werden.Due to these circumstances, it may be considered to increase the amount of carbon in the base metal layer before forging to ensure a sufficient amount of carbon in the base metal layer after diffusion coating in the bushing and connecting plate. However, if the amount of carbon is initially set too high, cracks may occur at the time of forging. Therefore, conventionally, the upper limit of the carbon content in the material before forging has been 0.8 mass%. Accordingly, in recent years, the development of production technology of chains containing corresponding components in which the thickness of the hard carbide layer is sufficiently ensured and the hardness of the material surface is improved to increase the service life has been demanded, provided that the amount of carbon in the Material is set to such an extent that no cracking occurs during forging. Since respective components of the chain obtained by the above-mentioned diffusion coating and the like, particularly the bushing (connecting plate) and the bolt in the roller chain (silent chain) are elements having substantially the same hardness, wear is between them occurs with the use of the chain, remarkably, and as a consequence, a sufficient service life can not be obtained.
Darüber hinaus kann, wenn der Verbindungsbolzen und die Buchse für die Rollenkette gemäß dem oben genannten Herstellungsverfahren hergestellt werden, die harte Carbidschicht nicht über eine Dicke von 5 μm mit Diffusionsbeschichtung gebildet werden. Daher besteht ein ungewünschtes Phänomen, worin der Verbindungsbolzen und die Buchse über eine Zeit verschlissen werden, wie in den
Die oben genannte Situation ist die gleiche für einen Fall einer geräuscharmen Kette, die mit einem Verbindungsbolzen und einer Verbindungsplatte versehen ist. Das heißt, da die innere Oberfläche der Verbindungsplatte rauer ist als die äußere Oberfläche des Verbindungsbolzens, ähnlich
Darüber hinaus ist in jüngeren Jahren ein Trend beschleunigt worden, worin die Rollenkette, die herkömmlicherweise aus zwei Reihen gebildet ist, aus einer einzelnen Reihe gebildet ist, aufgrund besserer Motormontierbarkeit in Kraftfahrzeugen, Gewichtseinsparungen und Größenverringerung des Motors, und das Verkleinern der Breite der geräuscharmen Kette ist beschleunigt worden. Unter solchen Umständen nimmt der Druck an der Kontaktoberfläche zwischen dem Verbindungsbolzen und der Buchse oder der Verbindungsplatte in den jeweiligen Komponenten weiter zu, Verschleiß der Buchsenseite oder der Verbindungsplattenseite, die auf einem Element auf Eisenbasis mit geringer Härte und geringem Schmelzpunkt basiert, kann möglich werden und weiter erhöht werden. Daher ist die Entwicklung einer Technologie zum Verbessern der Nutzungsdauer der verschiedenen Kettenarten erforderlich geworden, durch Verhindern des Abriebs bzw. der Abrasion zwischen dem Verbindungsbolzen und der Buchse oder der Verbindungsplatte, um Verschleiß zu verringern und die Dehnung der Ketten zu unterdrücken. Moreover, in recent years, a trend has been accelerated in which the roller chain, which is conventionally formed of two rows, is formed of a single row because of better motor mountability in automobiles, weight savings and size reduction of the engine, and narrowing of the width of the silent chain has been accelerated. Under such circumstances, the pressure at the contact surface between the connecting bolt and the bush or the connecting plate in the respective components further increases, wear of the bushing side or the connecting plate side based on an iron-based low hardness and low melting point element may become possible and be further increased. Therefore, the development of technology for improving the service life of the various types of warps has become necessary by preventing the abrasion between the connecting bolt and the bushing or the connecting plate to reduce wear and suppress the elongation of the chains.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung erfolgte im Hinblick auf die oben genannten verschiedenen Situationen und ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rollenkette und einer geräuscharmen Kette, die gemäß einem Herstellungsverfahren erhalten werden, bei dem eine harte Carbidschicht gebildet wird, worin die Dicke der harten Carbidschicht in ausreichendem Maße erreicht wird, wobei die Härte der Materialoberfläche verbessert wird, was zu einer Verlängerung der Nutzungsdauer führt, unter der Voraussetzung, dass die Kohlenstoffmenge in dem Material der entsprechenden Komponenten eingangs nicht übermäßig erhöht wird, um das Bilden von Rissen zu verhindern.The present invention has been made in view of the above various situations, and an object of the present invention is to provide a roller chain and a silent chain obtained according to a manufacturing method in which a hard carbide layer is formed, wherein the thickness of the hard carbide layer in FIG is sufficiently achieved, wherein the hardness of the material surface is improved, which leads to an extension of the service life, provided that the amount of carbon in the material of the corresponding components is not initially increased excessively to prevent the formation of cracks.
Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Rollenkette und einer geräuscharmen Kette, deren Nutzungsdauer verbessert wird durch Verhindern von Abrieb zwischen dem Verbindungsbolzen und der Buchse oder der Verbindungsplatte, um Verschleiß zu verringern, wobei die Dehnung der Ketten unterdrückt wird. Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat intensiv verschiedene Arten von Ketten untersucht, die lange Nutzungsdauer im Hinblick auf die oben genannte Situation aufweisen. Als ein Ergebnis fand der Erfinder, dass die verschiedenen Ketten, die die obigen Anforderungen erfüllen, erhalten werden könnten durch Verwendung von Stahl mit geringem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt (Kohlenstoffgehalt 0,1 bis 0,8 Masse-%) als ein Material der jeweiligen Komponenten der Kette, um eine Beeinträchtigung der Schmiedbarkeit zu verhindern, und nachfolgendes Carburieren bei hoher Konzentration nach dem Schmieden, Diffusionsbeschichten, Abschrecken und Tempern. Im Speziellen fand der Erfinder, dass, selbst wenn die Dicke der Buchse nicht mehr als 1,0 mm war, eine harte Carbidschicht mit einer ausreichenden Dicke gebildet werden konnte und ausreichendes Härten der Grundmetallschicht durch Abschrecken erreicht werden konnte, wobei eine Kette mit einer langen Nutzungsdauer erhalten werden konnte.
Das heißt, das in der vorliegenden Erfindung verwendete Verfahren zum Bilden der harten Carbidschicht ist ein Verfahren zum Bilden der harten Carbidschicht auf der Oberfläche des Materials, das durch Schmieden gebildet wird, und das Verfahren umfasst aufeinanderfolgende Schritte des Carburierens bei hoher Konzentration mit einem Kohlenstoffpotenzial von nicht weniger als 1,1% auf dem oben genannten Material, Diffusionsbeschichten, Abschrecken und Tempern. Das Kohlenstoffpotenzial bedeutet die Carburierungsfähigkeit unter der Atmosphäre zum Erhitzen eines Stahlprodukts, welches ausgedrückt wird als Kohlenstoffkonzentration auf der Oberfläche des Stahls, wenn Kohlenstoff und Gasatmosphäre ein Gleichgewicht bei Carburierungstemperatur erreichen. Darüber hinaus bedeutet Diffusionsbeschichten einen Schritt des Diffundierens anderer Elemente auf die Oberfläche eines metallischen Materials in verschiedenen Lösungsmitteln bei hohen Temperaturen, um die Härte der Oberflächenschicht des metallischen Materials und die Hitzebeständigkeit und Korrosionsfestigkeit des metallischen Materials zu verbessern. Zum Beispiel können Inchromierung, Silikonierung, Sheradisieren und dgl. als das Diffusionsbeschichten genannt werden.That is, the method of forming the hard carbide layer used in the present invention is a method of forming the hard carbide layer on the surface of the material formed by forging, and the method comprises sequential steps of carburizing at a high concentration with a carbon potential of not less than 1.1% on the above material, diffusion coating, quenching and tempering. The carbon potential means the Carburizing capability under the atmosphere for heating a steel product expressed as carbon concentration on the surface of the steel when carbon and gas atmosphere reach balance at carburizing temperature. Moreover, diffusion coating means a step of diffusing other elements onto the surface of a metallic material in various solvents at high temperatures to improve the hardness of the surface layer of the metallic material and the heat resistance and corrosion resistance of the metallic material. For example, inchomation, siliconization, sheradizing and the like may be mentioned as the diffusion coating.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden, dass unter der Voraussetzung, dass das oben genannte Verfahren zum Herstellen der Rollenkette (geräuscharme Kette) verwendet wurde, ein Unterschied in der Härte zwischen den Oberflächen der Buchse (Verbindungsplatte) und dem Verbindungsbolzen eingestellt wurde, wobei die Nutzungsdauer der Ketten deutlich verbessert werden konnte. Das heißt, wenn zwei Elemente miteinander in Kontakt kommen, sodass Verschleiß auftritt, ist die Oberflächenschicht eines Elements mit einer relativ hohen Ungleichmäßigkeit aus einer relativen weichen Substanz aufgebaut und die Oberflächenschicht eines Elements mit relativ geringer Ungleichmäßigkeit bzw. Unebenheit besteht aus einer relativ harten Substanz, wobei ein Element mit einer relativ hohen Ungleichmäßigkeit poliert wird und die Formen der beiden Elemente werden schrittweise aneinander angepasst, wobei Verschleiß nach einer vorbestimmten Anwendungsdauer unterdrückt wird. Im Falle der Rollenkette (geräuscharme Kette) ist aufgrund dessen, dass die äußere Oberfläche des Bolzens eine geringere Ungleichmäßigkeit aufweist als die innere Oberfläche der Buchse (Verbindungsplatte) die innere Oberfläche der Buchse (Verbindungsplatte) aufgebaut aus einer relativ weichen harten Carbidschicht und die Oberfläche des Bolzens besteht aus einer harten Carbidschicht, die relativ hart ist, wobei die Nutzungsdauer der Kette deutlich verbessert werden kann, wie oben gezeigt. Die Erfindung, die sich auf verschiedene Arten der Ketten, die unten genannt sind, bezieht, ist erreicht worden im Hinblick auf die oben genannten Ergebnisse.The inventors of the present invention found that, assuming that the above-mentioned method of manufacturing the roller chain (silent chain) was used, a difference in hardness was set between the surfaces of the bush (connecting plate) and the connecting bolt, the service life the chains could be significantly improved. That is, when two elements come into contact with each other to cause wear, the surface layer of an element having a relatively high unevenness is composed of a relatively soft substance, and the surface layer of a relatively low unevenness element is made of a relatively hard substance. wherein an element having a relatively high unevenness is polished, and the shapes of the two elements are gradually adjusted to each other, whereby wear is suppressed after a predetermined period of use. In the case of the roller chain (silent chain), due to the outer surface of the bolt having less unevenness than the inner surface of the bush (connecting plate), the inner surface of the bush (connecting plate) is composed of a relatively soft hard carbide layer and the surface of the bush Bolzens consists of a hard carbide layer that is relatively hard, whereby the useful life of the chain can be significantly improved, as shown above. The invention relating to various types of the chains mentioned below has been achieved in view of the above-mentioned results.
Das heißt, wie in
In der Rollenkette ist es bevorzugt, dass die harte Carbidschicht, die auf der Oberfläche der Buchse gebildet ist, eine Cr-Carbidschicht ist und dass die harte Carbidschicht, die auf der Oberfläche des Verbindungsbolzens gebildet ist, eine V-Carbidschicht, Nb-Carbidschicht oder Ti-Carbidschicht ist.In the roller chain, it is preferable that the hard carbide layer formed on the surface of the bush is a Cr carbide layer, and that the hard carbide layer formed on the surface of the connecting bolt is a V carbide layer, Nb carbide layer or Ti carbide layer is.
Darüber hinaus, wie in
In der geräuscharmen Kette ist vorzugsweise die harte Carbidschicht, die auf der Oberfläche der Verbindungsplatte gebildet ist, eine Cr-Carbidschicht und die harte Carbidschicht, die auf der Oberfläche des Verbindungsbolzens gebildet ist, ist eine V-Carbidschicht, Nb-Carbidschicht oder Ti-Carbidschicht.In the silent chain, preferably, the hard carbide layer formed on the surface of the connection plate is a Cr carbide layer, and the hard carbide layer formed on the surface of the connection bolt is a V carbide layer, Nb carbide layer or Ti carbide layer ,
Wie oben angeführt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt oder Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt als Material der Komponenten der verschiedenen Arten von Ketten verwendet, und Carburieren bei hoher Konzentration nach dem Schmieden, Diffusionsbeschichten, Abschrecken und Tempern werden aufeinanderfolgend durchgeführt, wobei selbst wenn Kohlenstoffstahl mit einem relativ geringen Kohlenstoffgehalt verwendet wird, welcher eine hohe Schmiedbarkeit aufweist, Verschleiß der Komponenten der verschiedenen Ketten unterdrückt werden kann, was zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Nutzungsdauer führt. Darüber hinaus wird, wie für die Rollenkette (geräuscharme Kette), eine unterschiedliche Härte auf jeweiligen Kontaktoberflächenschichten der Buchse (Verbindungsplatte) und dem Bolzen eingestellt, wodurch die Nutzungsdauer der jeweiligen Ketten deutlich verbessert werden kann.As stated above, according to the present invention, low-carbon steel or medium-carbon steel is used as the material of the components of the various types of chains, and high concentration carburizing after forging, diffusion coating, quenching and tempering are performed sequentially Carbon steel is used with a relatively low carbon content, which has a high forgeability, wear of the components of the various chains can be suppressed, resulting in a remarkable improvement in service life. In addition, as for the roller chain (silent chain), a set different hardness on respective contact surface layers of the bushing (connecting plate) and the bolt, whereby the service life of the respective chains can be significantly improved.
Der Grund dafür, warum das Kohlenstoffpotenzial zum Zeitpunkt der Bildung der harten Carbidschicht auf mehr als 1,1% eingestellt wird, wird unten erklärt. Das heißt, die bevorzugte Filmdicke (Zielwert der Filmdicke) der harten Carbidschicht, die auf der Oberfläche der Komponenten der Kette gebildet wird, ist etwa 15 μm. Gemäß einer Untersuchung durch den Erfinder ist, wenn der Kohlenstoffgehalt des Materials (Kohlenstoffstahl) vor der Diffusionsbeschichtung nach Carburieren auf 0,45 Masse-% eingestellt wird, die Filmdicke der harten Carbidschicht (CrC-Schicht), die durch Diffusionsbeschichtung (Inchromieren) erhalten wird, nicht ausreichend und Härten der Basismetallschicht durch Abschrecken wird nicht in ausreichendem Maße erreicht. Dann, wenn der Kohlenstoffgehalt des Materials vor Diffusionsbeschichtung auf 0,80 Masse-% eingestellt wird, durch Erhöhen des Kohlenstoffpotenzials zum Zeitpunkt der Carburierung, ist die Filmdicke der harten Carbidschicht, die durch die Diffusionsbeschichtung erhalten wird, nicht ausreichend, wenngleich das Härten der Basismetallschicht durch das Abschrecken in ausreichendem Maße erreicht wird. Dann, wenn der Kohlenstoffgehalt des Materials vor Diffusionsbeschichten durch weiteres Erhöhen des Kohlenstoffpotenzials auf 1,25 Masse-% eingestellt wird, ist die Filmdicke der harten Carbidschicht, die zum Zeitpunkt des Diffusionsbeschichtens gebildet wird, ausreichend sichergestellt, und das Härten der Basismetallschicht durch Abschrecken wird ausreichend erreicht. Diese Daten sind in
Wenn bei einer Rollenkette oder geräuscharmen Kette die Diffusionsbeschichtung auf der Oberfläche der Basismetallschicht des Verbindungsbolzens durchgeführt wird, ist dessen Ungleichmäßigkeit relativ geringer als diejenige der inneren Oberflächen der Buchse und der Verbindungsplatte, und wenn weiterhin DLC-Behandlung durchgeführt wird, um die härteste DLC-Schicht auf dem obersten Abschnitt zu bilden, um hierbei ausreichend Verschleiß durch Abrieb zu unterdrücken, um Dehnung der Kette zu verringern, führt dies zur Erhöhung der Nutzungsdauer der Kette. Als Mittel zum Verringern des Reibungskoeffizienten verschiedener Arten von Elementen ist es allgemein bekannt, die DLC-Behandlung auf der Oberflächenschicht der Elemente durchzuführen. Die DLC-Behandlung kann an jeder Position auf den verschiedenen Ketten durchgeführt werden, um einen hohen Wirkungsgrad zu erhalten.In a roller chain or silent chain, when the diffusion coating is performed on the surface of the base metal layer of the connecting bolt, its unevenness is relatively smaller than that of the inner surfaces of the bushing and the connecting plate, and if DLC treatment is further performed to form the hardest DLC layer forming on the uppermost portion to thereby suppress sufficient wear by abrasion to reduce elongation of the chain, this leads to increase the service life of the chain. As means for reducing the friction coefficient of various types of elements, it is well known to perform the DLC treatment on the surface layer of the elements. The DLC treatment can be performed at any position on the different chains to obtain high efficiency.
Das heißt, wie in
Wenn die DLC-Schicht auf der Rückseite der Platte gebildet wird, welche in Kontakt kommt mit einem Kettenspannungselement, kann bei Verwendung der Kette die Nutzungsdauer der Rollenkette weiter verbessert werden kann.When the DLC layer is formed on the back side of the plate which comes into contact with a chain tension member, the life of the roller chain can be further improved when the chain is used.
Das heißt, in der Rollenkette ist es bevorzugt, dass die DLC-Schicht auf der Oberfläche bereitgestellt wird, die in Kontakt mit einem Kettenspannungselement zum Einstellen der Kettenspannung kommt.That is, in the roller chain, it is preferable that the DLC layer be provided on the surface which comes into contact with a chain tension member for adjusting the chain tension.
Vorstehend wurde die DLC-Beschichtung im Zusammenhang mit einer Rollenkette beschrieben und nachfolgend im Zusammenhang mit einer geräuscharmen Kette. The DLC coating has been described above in connection with a roller chain and subsequently in connection with a silent chain.
Das heißt, wie in
Wie oben angeführt, ist in verschiedenen Arten von Ketten die äußere Oberfläche des Verbindungsbolzens, dessen Ungleichmäßigkeit relativ geringer ist als diejenige der inneren Oberflächen der Buchse und der Verbindungsplatte, aufgebaut aus Basisschicht, Diffusionsbeschichtungsschicht und DLC-Schicht, aufeinanderfolgend von innen, wobei Verschleiß durch Abrieb des Verbindungsbolzens, welcher sich herkömmlicherweise in großen Ausmaßen entwickelt, ausreichend unterdrückt wird, um die Dehnung der Kette zu verringern, wobei die Nutzungsdauer der Kette verbessert werden kann.
Wenngleich die obige Beschreibung die Rollenkette betrachtet, kann die gleiche Betrachtung hinsichtlich der geräuscharmen Kette durchgeführt werden. Das heißt im Hinblick auf die geräuscharme Kette wird auch in dem anfänglichen Dehnungsstadium der Verbindungsbolzen durch die Verbindungsplatte abgeschabt, die relativ hohe Ungleichmäßigkeit auf der Kontaktoberfläche zwischen der Verbindungsplatte und dem Verbindungsbolzen aufweist, wobei die relativ weiche Verbindungsplatte ungleichmäßig wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die DLC-Schicht, die auf dem äußersten Bereich des Verbindungsbolzens gebildet ist, abgeschält und auf die innere Oberfläche der Verbindungsplatte übergeführt. Nachdem der Verbindungsbolzen und die Verbindungsplatte aneinander auf diese Art angepasst wurden, beginnt das stationäre Dehnungsstadium. In diesem stationären Dehnungsstadium ist die Ungleichmäßigkeit der inneren Oberfläche der Verbindungsplatte geringer als in dem anfänglichen Dehnungsstadium und die DLC-Schicht wird auf die innere Oberfläche der Verbindungsplatte übertragen, wobei wenig Verschleiß zwischen dem Verbindungsbolzen und der Verbindungsplatte gefunden wird, was zu einer geringen Dehnung der geräuscharmen Kette führt. Dies ist so, da für die geräuscharme Kette angenommen wird, dass dieses Stadium sich fortsetzt, bis die Dauerfestigkeitszeit etwa 800 Stunden überschreitet, wobei abgeschätzt werden kann, dass die geräuscharme Kette eine lange Nutzungsdauer aufweist.Although the above description considers the roller chain, the same consideration can be given to the silent chain. That is, in view of the silent chain, even in the initial stretching stage, the connecting bolt is scraped by the connecting plate having relatively high unevenness on the contact surface between the connecting plate and the connecting bolt, whereby the relatively soft connecting plate becomes uneven. At this time, the DLC layer formed on the outermost portion of the connecting bolt is peeled off and transferred to the inner surface of the connecting plate. After the connecting bolt and the connecting plate have been matched to each other in this way, the stationary expansion stage begins. In this stationary stretching stage, the unevenness of the inner surface of the connecting plate is lower than in the initial stretching stage, and the DLC layer is transferred to the inner surface of the connecting plate with little wear between the connecting bolt and the connecting plate, resulting in little elongation of the connecting plate silent chain leads. This is because for the silent chain, it is assumed that this stage continues until the fatigue life exceeds about 800 hours, and it can be estimated that the silent chain has a long service life.
In den verschiedenen Ketten kann die DLC-Schicht auf der Kontaktoberfläche mit dem Kettenspannungselement zum Einstellen der Kettenspannung gebildet werden, d. h. auf der Rückseite der Buchse oder der Rückseite der Verbindungsplatte, wobei die Nutzungsdauer der Ketten weiter verbessert werden kann.In the various chains, the DLC layer may be formed on the contact surface with the chain tension element to adjust the chain tension, i. H. on the back of the socket or the back of the connecting plate, whereby the service life of the chains can be further improved.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
Hier werden bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erwähnt.Here, preferred examples of the present invention are mentioned in detail with reference to the drawings.
Beispiel 1 example 1
1. Bilden einer harten Carbidschicht1. Forming a hard carbide layer
(Herstellungsbeispiel 1)(Production Example 1)
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% wurde hergestellt und der Stahl wurde geschmiedet, wobei ein buchsenförmiges geschmiedetes Produkt für die Rollenkette erhalten wurde. Dieses geschmiedete Produkt wurde aufeinanderfolgend einer Carburierung bei hoher Konzentration mit einem Kohlenstoffpotenzial von 1,25%, Diffusionsbeschichten (Inchromieren), Abschrecken und Tempern unterzogen, wobei eine Buchse des Herstellungsbeispiels 1 erhalten wurde. Beim Carburieren bei hoher Konzentration wurde diese, nachdem die Atmosphäre auf 880°C erhitzt wurde, bei einer gleichmäßigen Temperatur für 20 Minuten gehalten, weiter für 270 Minuten gehalten und auf 40°C durch Gaskühlen für 60 Minuten gekühlt.
(Herstellungsbeispiel 2)(Production Example 2)
Kohlenstoffstahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% wurde hergestellt und der Stahl wurde geschmiedet, wobei ein buchsenförmiges geschmiedetes Produkt für die Rollenkette erhalten wurde. Dieses geschmiedete Produkt wurde aufeinanderfolgend einem Diffusionsbeschichten (Inchromieren), Abschrecken und Tempern unterzogen, ohne Carburieren bei hoher Konzentration, wobei eine Buchse des Herstellungsbeispiels 2 erhalten wurde.
Wie oben angeführt, kann entsprechend den Buchsen der Herstellungsbeispiele 1 und 2 eine ausreichende Dicke der harten Carbidschicht nur in dem Herstellungsbeispiel 1 erhalten werden, das der Carburierung bei hoher Konzentration nach Schmieden entsprechend der vorliegenden Erfindung ausgesetzt wird, wobei Komponenten der Kette, die eine lange Nutzungsdauer aufweisen, hergestellt werden können. Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird Carburierung bei hoher Konzentration nach dem Schmieden durchgeführt, wobei ein ausreichender Grad des Kohlenstoffgehalts der Buchse vor dem Diffusionsbeschichten erhalten werden kann. Daher ist es nicht nötig, Kohlenstoffstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt mit schlechter Schmiedbarkeit als ein Rohmaterial beim Schmieden zu verwenden. Demgemäß kann die Nutzungsdauer einer Form zum Schmieden deutlich verlängert werden. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Genauigkeit eines Kaltschmiedens gleichzeitig verbessert werden.As mentioned above, according to the jacks of Production Examples 1 and 2, a sufficient thickness of the hard carbide layer can be obtained only in Production Example 1 which is subjected to high concentration carburizing after forging according to the present invention Useful life, can be produced. According to the production method of the present invention, carburization is performed at a high concentration after forging, whereby a sufficient degree of carbon content of the bushing before diffusion coating can be obtained. Therefore, it is not necessary to use high carbon carbon steel having poor forgeability as a raw material in forging. Accordingly, the useful life of a mold for forging can be significantly prolonged. From this point of view, the accuracy of cold forging can be improved at the same time.
Beispiel 2Example 2
2. Herstellung einer Rollenkette2. Production of a roller chain
In den letzten Jahren besteht ein Trend, worin die Rollenkette, welche herkömmlicherweise aus zwei Reihen aufgebaut ist, aus einer einzelnen Reihe aufgebaut ist, aufgrund verbesserter Motormontage in Kraftfahrzeugen, Gewichtseinsparungen und Größenverringerung des Motors. Unter solchen Umständen wird der Druck an der Kontaktfläche zwischen dem Bolzen und der Buchse erhöht, wobei Verschleiß der Buchse, die aus Elementen auf Eisenbasis, die eine geringere Härte und geringen Schmelzpunkt aufweisen, in den entsprechenden Komponenten erhöht wird. Hier wird nachfolgend ein Muster einer optimalen Kombination zum Verringern des Verschleißes des Bolzens und der Buchse vorgeschlagen (Herstellungsbeispiele 3 bis 5).In recent years, there is a trend in which the roller chain, which is conventionally composed of two rows, is composed of a single row because of improved motor mounting in automobiles, weight savings and size reduction of the engine. Under such circumstances, the pressure at the contact surface between the bolt and the sleeve is increased, thereby increasing wear of the bush made of iron-based elements having lower hardness and low melting point in the respective components. Hereinafter, a pattern of an optimum combination for reducing the wear of the bolt and the bush is proposed (Production Examples 3 to 5).
Als ein Rohmaterial wurde Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% hergestellt und nachdem der Stahl in eine vorbestimmte Form geschmiedet wurde, wird er aufeinanderfolgend Carburierung bei hoher Konzentration mit einem Kohlenstoffpotenzial von 1,1%, verschiedenem Diffusionsbeschichten, Abschrecken und Tempern unterzogen, wobei ein Prüfkörper erhalten wird. Die Oberfläche des Prüfkörpers wurde durch ein Vickers-Härtetestgerät mit einer Maßeinteilung von 0,1 gemessen. Nach den verschiedenen Diffusionsbeschichtungen wurde Cr-Carbidbildungsbehandlung, V-Carbidbildungsbehandlung, Nb-Carbidbildungsbehandlung bzw. Ti-Carbidbildungsbehandlung durchgeführt. Wie bei der Cr-Carbidbildungsbehandlung wurden 50 Masse-% Cr und 50 Masse-% Al2O3 und 0,5 Masse-% NH4CL in Bezug auf die Gesamtmasse der oben genannten beiden Komponenten (Cr und Al2O3) als Behandlungsmittel verwendet und die Behandlungsbedingungen wurden auf 900°C × 10 h eingestellt.As a raw material, carbon steel having a carbon content of 0.8 mass% was prepared, and after the steel was forged into a predetermined shape, it was successively subjected to carburization at high concentration with a carbon potential of 1.1%, various diffusion coating, quenching and tempering in which a test piece is obtained. The surface of the specimen was measured by a 0.1 gauge Vickers hardness tester. After the various diffusion coatings, Cr carbide formation treatment, V carbide formation treatment, Nb carbide formation treatment, and Ti carbide formation treatment, respectively, were performed. As for the Cr carbide-forming treatment, 50% by mass of Cr and 50% by mass of Al 2 O 3 and 0.5% by mass of NH 4 CL were compared with the total mass of the The above-mentioned two components (Cr and Al 2 O 3 ) were used as a treating agent and the treating conditions were set at 900 ° C × 10 h.
Für die V-Carbidbildungsbehandlung wurden 50 Masse-% Fe-V, 0,5 Masse-% Cr, 49,5 Masse-% Al2O3 und 0,5 Masse-% NH4CL bezüglich der Gesamtmasse aus den oben genannten drei Komponenten (Fe-V, Cr und Al2O3) als Behandlungsmittel verwendet und die Behandlungsbedingung war 950°C × 10 Stunden. Darüber hinaus, wie für die Nb-Carbidbildungsbehandlung, wurden 50 Masse-% Fe-Nb, 50 Masse-% Al2O3 und 0,5 Masse-% NH4Cl bezüglich der oben genannten beiden Komponenten (Fe-Nb und Al2O3) als Behandlungsmittel verwendet und die Behandlungsbedingungen waren 900°C × 10 Stunden. Zusätzlich, wie für die Ti-Carbidbildungsbehandlung, wurden 50 Masse-% Fe-Ti, 16 Masse-% Cr, 34 Masse-% Al2O3 und 0,5 Masse-% NH4Cl bezüglich der Gesamtmasse der oben genannten drei Komponenten (Fe-Ti, Cr und Al2O3) als Behandlungsmittel verwendet und die Behandlungsbedingung war 980°C × 10 Stunden. Diese Ergebnisse sind in
Basierend auf den in
Darüber hinaus wurde eine Kette, worin Material, das einer VC-Beschichtung unterzogen wurde, gezeigt in
Weiterhin wurde eine Kette, worin Material, das einer TiC-Beschichtung unterzogen wurde, gezeigt in
Von den entsprechenden Rollenketten der Herstellungsbeispiele 3 bis 5 wurde die Dehnungsrate in Bezug auf die Betriebszeit gemessen. Bei dieser Messung wurde eine Kette um ein Kettenrad mit 18 Zähnen (bei 8000 UpM) und um ein Kettenrad bzw. Ritzel mit 36 Zähnen (bei 4000 UpM) in Eingriff gebracht und die Kettenspannung wurde auf 1860 N eingestellt und verunreinigtes Öl wurde als zugeführtes Öl verwendet. Das verunreinigte Öl wurde hergestellt durch Zugabe einer Verunreinigung, bestehend aus 16 Masse-% Kohleschwarz, 2 Masse-% Oxid auf Ferritbasis, 4 Masse-% PV-Harz und 78 Masse-% reines Mineralöl, zu gewöhnlichem Motoröl in einer vorbestimmten Menge. Der Grund dafür, dass ein solches verunreinigtes Öl verwendet wurde, ist die Sicherstellung einer langen Nutzungsdauer der Kette der vorliegenden Erfindung, selbst wenn Schmieröl, das stark beeinträchtigt war und ein hohes Ausmaß Oxidation aufweist, verwendet wurde. Wenngleich die Menge von zugeführtem Öl zum eigentlichen Antreiben der Kette 1,0 l/min war, wurde die zugeführte Menge Schmieröl auf 0,20 l/min eingestellt, um eine lange Nutzungsdauer der Kette der vorliegenden Erfindung selbst unter Bedingungen bereitzustellen, unter welchen die Menge des bereitgestellten Öls gering ist. Die Ergebnisse sind in
Entsprechend
Beispiel 3Example 3
3. Herstellung einer geräuscharmen Kette3. Production of a low-noise chain
In den letzten Jahren ist die Verringerung der Breite der geräuscharmen Kette beschleunigt worden, aufgrund der Motormontierbarkeit in Kraftfahrzeugen, Gewichtseinsparungen und Größenverringerung des Motors. Daher wird der Druck an der Kontaktoberfläche zwischen dem Verbindungsbolzen und der Verbindungsplatte erhöht, wobei Verschleiß der Verbindungsplatte, die aus Elementen auf Eisenbasis, die eine geringe Härte und einen geringen Schmelzpunkt aufweisen, erhöht. Hier wird nachfolgend ein optimales Kombinationsmuster zum Verringern des Verschleißes des Verbindungsbolzens und der Verbindungsplatte vorgeschlagen.In recent years, the reduction in the width of the silent chain has been accelerated because of motor mountability in automobiles, weight savings and size reduction of the engine. Therefore, the pressure at the contact surface between the connecting bolt and the connecting plate is increased, thereby increasing wear of the connecting plate made of iron-based members having a low hardness and a low melting point. Here, an optimum combination pattern for reducing the wear of the connecting bolt and the connecting plate is proposed below.
(Herstellungsbeispiele 6 bis 8)(Production Examples 6 to 8)
Basierend auf dem in
Darüber hinaus wurde eine Kette als Herstellungsbeispiel 7 verwendet, worin Material für den Verbindungsbolzen verwendet wurde, das einer TiC-Beschichtung, gezeigt in
Darüber hinaus wurde eine Kette, worin das Material einer TiC-Beschichtung, gezeigt in
Im Hinblick auf die jeweiligen geräuscharmen Ketten der Herstellungsbeispiele 6 bis 8 wurde die Dehnungsrate gegen die Betriebszeit gemessen. Bei der Messung war die Kette im Eingriff um ein Kettenrad mit 23 Zähnen (bei 6000 UpM) und um ein Kettenrad mit 46 Zähnen (bei 3000 UpM), wobei die Kettenspannung auf 1730 N eingestellt war und verunreinigtes Öl, welches in Beispiel 2 verwendet wurde, als zugeführtes Öl verwendet wurde. Darüber hinaus wurde die zugeführte Menge Schmieröl auf 0,20 l/min aus denselbem Grund wie in Beispiel 2 eingestellt. Das Ergebnis ist in
Wie in
Wie oben angeführt, kann ein Verfahren zum Bilden einer harten Carbidschicht bereitgestellt werden, in welchem die Dicke der harten Carbidschicht in ausreichendem Maße erhalten wird, wobei die Härte der Materialoberfläche verbessert wird, was zu einer Verlängerung der Nutzungsdauer führt, unter der Voraussetzung, dass die Kohlenstoffmenge in dem Material der jeweiligen Komponenten anfangs nicht übermäßig erhöht wird, um die Bildung von Brüchen beim Schmieden zu verhindern, und es wird eine Rollenkette und eine geräuscharme Kette bereitgestellt, die durch das oben genannte Herstellungsverfahren erhalten werden. Daher ist die vorliegende Erfindung wirkungsvoll zum Herstellen verschiedener Arten von Ketten, deren Nutzungsdauer zu erhöhen ist, verbunden mit komplizierterer und höherer Entwicklung peripherer Elemente in der Zukunft.As stated above, a method for forming a hard carbide layer can be provided in which the thickness of the hard carbide layer is sufficiently obtained, whereby the hardness of the material surface is improved, resulting in an extension of the useful life, provided that the The amount of carbon in the material of the respective components is initially not excessively increased to prevent the formation of cracks in forging, and there is provided a roller chain and a silent chain obtained by the above-mentioned manufacturing method. Therefore, the present invention is effective for producing various kinds of chains whose service life is to be increased, coupled with more complicated and higher development of peripheral elements in the future.
Beispiel 4Example 4
1. Herstellung einer Rollenkette1. Production of a roller chain
(Herstellungsbeispiele 11 bis 18)(Production Examples 11 to 18)
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% wurde hergestellt und der Stahl geschmiedet, wobei ein buchsenförmiges geschmiedetes Produkt für die Rollenkette erhalten wurde. Darüber hinaus wurde ein Verbindungsbolzen-förmiges Element erhalten durch Schneiden eines gezogenen Drahtes, der aus SUJ2 hergestellt war. Als nächstes wurde Diffusionsbeschichten (VC-Schichtbildungsbehandlung) auf dem oben genannten geschmiedeten Produkt und Element durchgeführt und dann wurde die DLC-Behandlung auf dem Verbindungsbolzen durchgeführt, wobei die Verbindungsbolzen und Buchsen der selben Arten der Herstellungsbeispiele 11 bis 18 erhalten wurden. Bei der DLC-Behandlung für den Verbindungsbolzen wurde eine Behandlung unter Verwendung des PVD-Verfahrens durchgeführt.
(Herstellungsbeispiele 19 bis 26)(Production Examples 19 to 26)
Wie unten gezeigt, wurden Verbindungsbolzen und Buchsen auf dieselbe Art erhalten, wie diejenigen der Herstellungsbeispiele 11 bis 18. Das heißt, Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% wurde hergestellt und der Stahl wurde geschmiedet, wobei ein buchsenförmiges geschmiedetes Produkt für die Rollenkette erhalten wurde. Darüber hinaus wurde ein Verbindungsbolzen-förmiges Element erhalten durch Schneiden eines gezogenen Drahtes, der aus SUJ2 hergestellt war. Als nächstes wurde Diffusionsbeschichten (VC-Schichtbildungsbehandlung) auf dem oben genannten geschmiedeten Produkt und Element durchgeführt, wobei in den Herstellungsbeispielen 19–26 dieselben Arten von Verbindungsbolzen und Buchsen erhalten wurden. In den Herstellungsbeispielen 19 bis 26 wurde keine DLC-Behandlung auf den Verbindungsbolzen und den Buchsen durchgeführt.As shown below, connecting bolts and bushings were obtained in the same manner as those of Production Examples 11 to 18. That is, medium carbon steel having a carbon content of 0.8 mass% was prepared and the steel was forged, with a bushing forged Product for the roller chain was obtained. In addition, a connecting pin-shaped member was obtained by cutting a drawn wire made of SUJ2. Next, diffusion coating (VC layering treatment) was performed on the above-mentioned forged product and element to obtain the same types of connecting bolts and bushings in Production Examples 19-26. In Preparation Examples 19 to 26, no DLC treatment was performed on the connecting bolts and bushes.
Im Hinblick auf jede Rollenkette, die auf die obige Art unter Verwendung des Verbindungsbolzens und der Buchse der Herstellungsbeispiele 11 bis 26 hergestellt wurde, wurde ein Kettenbetriebstest durchgeführt, um das Ausmaß des Verschleißes von jedem Element im Verlauf der Betriebszeit zu messen. In dem Betriebstest wurde eine Kette um ein Kettenrad mit 18 Zähnen (8000 UpM) und um ein Kettenrad mit 36 Zähnen (bei 4000 UpM) in Eingriff gebracht, wobei die Kettenspannung auf 1860 N eingestellt wurde und die Dauerfestigkeitszeit auf 100 Stunden eingestellt wurde. Ein verunreinigtes Öl wurde als zugeführtes Öl verwendet. Das verunreinigte Öl wurde hergestellt durch Zugeben einer Verunreinigung, bestehend aus 16 Masse-% Kohleschwarz, 2 Masse-% Oxid auf Ferritbasis, 4 Masse-% PV-Harz und 78 Masse-% reinem Mineralöl zu gewöhnlichem Motoröl mit 1,3 Masse-%. Darüber hinaus wurde die zugeführte Menge Schmieröl auf 1,0 l/min eingestellt, was eine notwendige zugeführte Menge bei tatsächlichem Betrieb der Kette ist. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt, ist der mittlere Wert des Verschleißausmaßes von jedem Verbindungsbolzen der Herstellungsbeispiele 11 bis 18, worin die DLC-Schicht gebildet wurde, 11 μm und der mittlere Wert des Verschleißausmaßes von jedem Verbindungsbolzen der Herstellungsbeispiele 19 bis 26 war 7 μm. Der Grund für den ersteren Fall (Herstellungsbeispiele 11 bis 18) ist, dass die DLC-Schicht des Verbindungsbolzens abgeschält wurde, wobei die DLC-Schichtdicke von 5 μm zu der Verschleißmenge der C-Schicht hinzukam. Im Gegensatz hierzu ist der Grund für den letzteren Fall (Herstellungsbeispiele 19 bis 26), dass nur der Verschleiß der VC-Schicht auftritt.As shown in Table 1, the average value of wear amount of each connecting bolt of Production Examples 11 to 18 in which the DLC layer was formed was 11 μm, and the mean value of wear amount of each connecting bolt of Production Examples 19 to 26 was 7 μm. The reason for the former case (Production Examples 11 to 18) is that the DLC layer of the connecting bolt was peeled off, with the DLC layer thickness of 5 μm added to the wear amount of the C layer. In contrast, the reason for the latter case (Production Examples 19 to 26) is that only the wear of the VC layer occurs.
Wie in Tabelle 1 gezeigt, war der mittlere Wert des Verschleißausmaßes von jeder Buchse der Herstellungsbeispiele 11 bis 18 18 μm und der mittlere Wert des Verschleißausmaßes jeder Buchse der Herstellungsbeispiele 19 bis 26 war 38 μm. Der Grund für den ersteren Fall (Herstellungsbeispiele 11 bis 18) ist, dass die DLC-Schicht, die sich von dem Verbindungsbolzen abschälte, auf die Buchse übertragen wurde und dann der Verbindungsbolzen und die Buchse nach einer vorbestimmten Betriebszeit der Ketten aneinander angepasst wurden, wobei Abrieb unterdrückt werden kann. Im Gegensatz hierzu ist der Grund für den letzteren Fall (Herstellungsbeispiele 19 bis 26), dass die DLC-Schicht nicht auf die Buchse übertragen wurde, im Unterschied zum ersteren Fall, wobei der Verbindungsbolzen und die Buchse nicht ausreichend aneinander angepasst werden, selbst nach der vorbestimmten Betriebszeit der Kette, was zu einem weiteren Auftreten von Abrasion führt.As shown in Table 1, the mean value of the wear amount of each bushing of Production Examples 11 to 18 was 18 μm, and the mean value of the wear amount of each bush of Production Examples 19 to 26 was 38 μm. The reason for the former case (Production Examples 11 to 18) is that the DLC layer peeled off from the connecting bolt has been transferred to the bush, and then the connecting bolt and the bush have been fitted to each other after a predetermined operating time of the chains Abrasion can be suppressed. In contrast, the reason for the latter case (Production Examples 19 to 26) is that the DLC layer has not been transferred to the socket, unlike the former case where the connection pin and the socket are not sufficiently matched to each other, even after predetermined operating time of the chain, which leads to a further occurrence of abrasion.
Als ein Ergebnis, wie in Tabelle 1 gezeigt, ist der mittlere Wert des gesamten Verschleißausmaßes des Verbindungsbolzens und der Buchse relativ klein bei 31 μm im ersteren Fall (Herstellungsbeispiele 11 bis 18) und ist groß, mit 45 μm, im letzteren Fall (Herstellungsbeispiele 19 bis 26). Aus diesem Ergebnis ist ersichtlich, dass der Verbesserungsgrad des gesamten Verschleißausmaßes zwischen dem ersteren Fall und dem letzteren Fall etwa 31% ist.As a result, as shown in Table 1, the average value of the total wear amount of the connecting bolt and bushing is relatively small at 31 μm in the former case (Production Examples 11 to 18) and is large, 45 μm, in the latter case (Production Examples 19 to 26). From this result, it can be seen that the degree of improvement of the total wear amount between the former case and the latter case is about 31%.
Darüber hinaus zeigt
Beispiel 5Example 5
2. Herstellung einer geräuscharmen Kette2. Production of a low-noise chain
(Herstellungsbeispiele 27 bis 29)(Production Examples 27 to 29)
Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,8 Masse-% wurde hergestellt und der Stahl wurde geschmiedet, wobei ein Verbindungsplatten-förmiges geschmiedetes Produkt für die geräuscharme Kette erhalten wurde. Darüber hinaus wurde ein Verbindungsbolzen-förmiges Element erhalten durch Schneiden eines gezogenen Drahtes, der aus SUJ2 hergestellt war. Als nächstes wurde Diffusionsbeschichtung (VC-Schichtbildungsbehandlung) auf dem oben genannten geschmiedeten Produkt und Element durchgeführt. Unter Verwendung dieser geschmiedeten Produkte und Elemente wurde eine geräuscharme Kette, in welcher keine DLC-Schicht auf dem Verbindungsbolzen und der hinteren Oberfläche der Verbindungsplatte gebildet war, als Herstellungsbeispiel 27 verwendet und dann wurde eine geräuscharme Kette, in welcher die DLC-Schicht nur auf dem Verbindungsbolzen gebildet war, als Herstellungsbeispiel 28 verwendet und darüber hinaus wurde eine geräuscharme Kette, in welcher die DLC-Schicht auf sowohl dem Verbindungsbolzen als auch der hinteren Oberfläche der Verbindungsplatte gebildet war, als Herstellungsbeispiel 29 verwendet.Medium carbon steel having a carbon content of 0.8 mass% was prepared and the steel was forged to obtain a connecting plate shaped forged product for the silent chain. In addition, a connecting pin-shaped member was obtained by cutting a drawn wire made of SUJ2. Next, diffusion coating (VC layering treatment) was performed on the above forged product and element. Using these forged products and elements, a silent chain in which no DLC layer was formed on the connecting bolt and the rear surface of the connecting plate was used as the manufacturing example 27, and then a silent chain in which the DLC layer was formed only on the Connecting bolt was formed, used as Preparation Example 28 and, moreover, a silent chain, in which the DLC layer was formed on both the connecting bolt and the rear surface of the connecting plate, was used as Preparation Example 29.
Das PVD-Verfahren wurde als ein DLC-Schichtbildungsverfahren für die Verbindungsbolzen der Herstellungsbeispiele 28 und 29 verwendet. Gemäß diesem Bildungsverfahren wird Gleichstrom an eine Kathode, die aus festem Graphitmaterial gebildet ist, angelegt, wobei Bogenentladung im Vakuum induziert wird, um Kohlenstoffelementplasma zu erzeugen und eine negativere Spannung als die einer Verdampfungsquelle wird auf ein Substrat angewendet, wobei Kohlenstoffionen im Plasma zu dem Substrat beschleunigt werden, um einen Film zu bilden. Weiterhin wurde ein Plasma-CVD-Verfahren als das DLC-Schichtbildungsverfahren auf die hintere Oberfläche der Verbindungsplatte des Herstellungsbeispiels 29 durchgeführt. Entsprechend diesem Bildungsverfahren wird Glimmentladung, erzeugt durch Anlegen von Hochfrequenzspannung zwischen gegenüberliegenden Elektroden, verwendet, wobei Methan als ein Rohmaterial gelöst wird, um den DLC-Film auf dem Substrat abzuscheiden.The PVD method was used as a DLC layer forming method for the connecting bolts of Preparation Examples 28 and 29. According to this forming method, direct current is applied to a cathode formed of solid graphite material, whereby arc discharge is induced in vacuum to produce carbon element plasma, and a more negative voltage than that of an evaporation source is applied to a substrate with carbon ions in the plasma to the substrate be accelerated to make a movie. Further, a plasma CVD method was performed as the DLC film forming method on the back surface of the connection plate of Production Example 29. According to this forming method, glow discharge generated by applying high frequency voltage between opposing electrodes is used, whereby methane is dissolved as a raw material to deposit the DLC film on the substrate.
Unter einer solchen Bedingung wurden Kettenbetriebstests für jedes der Herstellungsbeispiele 27 bis 29 durchgeführt, wobei eine Beziehung zwischen dem Antriebsdrehmoment und der Rotationszahl untersucht wurde. Der oben genannte Kettenbetriebstest wurde durchgeführt durch Eingreifen der Kette um ein Kettenrad mit 18 Zähnen und um ein Kettenrad mit 36 Zähnen und durch Einstellen der Kettenspannung auf 1860 N. Ein verunreinigtes Öl wurde als zugeführtes Öl verwendet. Das verunreinigte Öl wurde hergestellt durch Zugeben einer Verunreinigung, bestehend aus 16 Masse-% Kohleschwarz, 2 Masse-% Oxid auf Ferritbasis, 4 Masse-% PV-Harz und 78 Masse-% reinem Mineralöl, zu herkömmlichem Motoröl mit 1,3 Masse-%. Darüber hinaus wurde die zugeführte Menge des Schmieröls auf 1,0 l/min eingestellt, welche eine notwendige zugeführte Menge bei tatsächlichem Betrieb der Kette ist, und die Öltemperatur wurde auf 75°C eingestellt. Das Ergebnis ist in
Entsprechend
Wie oben angeführt, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich eine Rollenkette und eine geräuscharme Kette bereitzustellen, deren Nutzungsdauer verbessert wird, durch Verhindern von Abrasion zwischen dem Verbindungsbolzen und der Buchse oder der Verbindungsplatte, um Verschleiß zu verringern, wobei Dehnung der Kette unterdrückt wird. Daher ist die vorliegende Erfindung wirkungsvoll zum Herstellen verschiedener Arten von Ketten, deren Nutzungsdauer verbessert werden muss, in Einheit mit komplizierter und anspruchsvollerer Entwicklung von peripheren Elementen in der Zukunft.As stated above, according to the present invention, it is possible to provide a roller chain and a silent chain whose service life is improved by preventing abrasion between the connecting bolt and the bushing or the connecting plate to reduce wear while suppressing elongation of the chain. Therefore, the present invention is effective for producing various types of chains whose service life must be improved, in unit with more complicated and demanding development of peripheral elements in the future.
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