-
Technisches Gebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebskette, wie beispielsweise
eine Zahnkette, eine Rollenkette und dergleichen, und insbesondere
eine verschleißfeste Kette, in der eine oberflächengehärtete
Schicht, die Vanadiumcarbid enthält, über jedem Lagerabschnitt
gebildet ist, wo ein Bolzen und eine Lasche oder ein Bolzen und
eine Buchse in der oben beschriebenen Kette relativ zueinander rotieren.
-
Stand der Technik
-
In
letzter Zeit werden Antriebsketten, z. B. Steuerketten von Motoren,
oftmals unter erschwerten Bedingungen benutzt, in denen wiederholt
ein hoher Oberflächendruck bei hohen Umgebungstemperaturen
aufgebracht wird und wo das Einmischen von Ruß in Motoröl
nicht nur bei Dieselmotoren gefördert wird, sondern auch
bei Benzinmotoren, was an der verstärkten Abgasrückführung
infolge verschärfter Abgaskontrollen liegt. Aus diesen
Gründen benötigt die Antriebskette eine hohe Dauerhaftigkeit
auch in solchen Fällen, und aus diesem Grund wurde eine Antriebskette
vorgeschlagen, in der eine oberflächengehärtet
Schicht, zusammengesetzt aus Vanadiumcarbid (VC), über
bestimmten Teilen wie einem Bolzen, der ein Lager bildet, ausgebildet
ist (vgl.
Japanische Patentanmeldung,
Offenlegung Nr. 2004-360755 ).
-
Im
allgemeinen wird ein Pulverpackungs-Verfahren mittels einer drehbaren
Retorte dazu benutzt, das Vanadiumcarbid aufzubereiten und auf der
Oberfläche des Bolzens oder dergleichen aufzutragen. In
dem Pulverpackungs-Verfahren wird ein Bolzen-Grundmaterial aus Stahl
zusammen mit Pulver, das Vanadium, wie beispielsweise Ferrovanadium
(FeV) enthält, einem sinterverhindernden Material, wie
beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3), und einem Beschleuniger, wie beispielsweise
Ammoniumchlorid (NH4Cl), in einen Brennofen
eingebracht, und der Brennofen wird auf einer bestimmten Temperatur
gehalten, um das Vanadiumcarbid zu zementieren und in einer bestimmten
Filmdicke auf der Oberfläche des Bolzens aufzutragen.
-
Wenn
die Dicke der auf diese Weise gewonnenen Vanadiumcarbid-Schicht
zwischen 6 und 15 μm beträgt, und die Korngröße
des Vanadiumcarbids allgemein bei etwa 1 bis 3 μm liegt,
muss die Bearbeitungstemperatur beispielsweise auf über
1050°C erhöht werden, um die Vanadiumcarbid-Schicht
zu verdicken und ihre Dauerhaftigkeit zu erhöhen. Wenn die
Bearbeitungstemperatur erhöht ist, wird jedoch die Kristallkorngröße
der Vanadiumcarbid-Schicht (VxCy: V8C7, zum Beispiel) grob. Bei grober Korngröße
neigt die Vanadiumcarbid-Schicht zum Abschälen vom (Bolzen-)Grundmaterial,
wodurch die Adhäsion (Bindung) an das Grundmaterial verringert
wird.
-
Wenn
die Bearbeitungstemperatur gesenkt wird, um die Korngröße
des Vanadiumcarbids an der Vergröberung zu hindern, verliert
dieses anderseits seine Fähigkeit, eine geforderte Dicke – und
damit eine ausreichende Verschleißfestigkeit – zu
erreichen. Es ist zwar vorstellbar, eine Bearbeitungsperiode zu
verlängern, wenn die Bearbeitungstemperatur niedrig gehalten
wird, um die gewünschte Dicke zu erreichen, doch kann es
zu einem Fall kommen, in dem die wünschenswerte Dicke durch
einfaches Verlängern der Bearbeitungszeit nicht erreichbar
ist. Auch wenn die erwünschte Dicke erreicht werden kann,
ist sie nicht praktikabel, weil es sich um einen Langzeitprozess
handeln kann, der die Wirtschaftlichkeit stark beeinträchtigt.
-
Vorgeschlagen
wurde auch ein Verfahren zur Verhinderung einer anormalen Verschleißverlängerung
in einer verschleißfesten Kette, bei dem eine gehärtete
Schicht aus Metallcarbid, beispielsweise Vanadium, auf ihrer Oberfläche
gebildet wird, indem der pH-Wert des Schmieröls durch Neutralisierung
wiederhergestellt wird, indem dieses durch die Verteilung von Si
3N
4-Partikeln in
der gehärteten Schicht neutralisiert wird, auch wenn das
hochgradig oxidierte Schmieröl, das in einem Maschinenraum
extrem degeneriert ist, zusammen benutzt wird, wie in der
Japanischen Patent Offenlegung
Nr. 2005-299800 offenbart.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Während – wie
oben beschrieben – die auf dem Lagerabschnitt, etwa dem
Bolzen der Kette, gebildete Vanadiumcarbid-Schicht eine bestimmte
Dicke haben muss, um sicherzustellen, dass die Dauerhaftigkeit bei
anspruchsvollen Nutzungsbedingungen gewährleistet ist,
wie etwa bei Nutzung als Steuerkette des Motors, ist die Bearbeitung
in kurzer Zeit bei hohen Temperaturen nützlich, um die
gewünschte Dicke zu erreichen.
-
Wenn
jedoch die Hochtemperaturbearbeitung im Rahmen des herkömmlichen
Vanadium-Zementierungsverfahrens durchgeführt wird, besteht die
Möglichkeit einer Vergröberung der Korngröße des
Vanadiumcarbid-Beschichtungsfilms und damit einer Verfehlung der
erforderlichen Produktqualität bezüglich der Adhäsion
des Beschichtungsfilms.
-
Es
ist folglich ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verschleißfeste
Kette zu schaffen, die auch unter anspruchsvollen Bedingungen uneingeschränkt
dauerhaft ist, ohne an Effizienz und Produktivität einzubüßen.
-
Mit
der Erfindung soll vom Standpunkt der technologischen Vernunft ein
sogenanntes antinomes Material verwirklicht werden, das sich durch
die Verkleinerung der Korngröße des Vanadiumcarbids bei
gleichzeitiger Realisierung der erwünschten Dicke auszeichnet.
Dies haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung durch gewissenhaftes
Studium unterschiedlicher dritter Elemente erreicht, die neben dem
Vanadium-haltigen Pulver, dem Sinterungs-verhindernden Material
und dem Beschleuniger dem Vanadium- Zementierungsprozess zugegeben
werden sollen, und durch Erforschung der Art und Weise, wie dieses
Element zuzugeben ist, bei besonderer Konzentration auf Silikon
(Si) als Dotierungselement.
-
Die
Erfindung ermöglicht eine Verkleinerung der VC-Korngröße
bei gleichzeitiger Realisierung der erforderlichen Dicke; gleichzeitig
ermöglicht sie eine wirtschaftliche und effiziente Durchführung
des Vanadium-Zementierungsprozesses in einer Hochtemperaturbearbeitung
bei beispielsweise etwa 1050°C.
-
Die
Erfindung ist auf eine verschleißfeste Kette gerichtet,
die eine gehärtete Schicht mit Vanadiumcarbid (z. B. V8C7) aufweist, die
auf der Oberfläche eines Grundmaterials aus Stahl aufgebracht
ist, das zumindest eine der Kettenkomponenten eines Bolzens und
einer Lasche (einer Zahnkette beispielsweise) oder eines Bolzens
und einer Buchse (einer Rollenkette beispielsweise) bildet, die
relativ zueinander rotieren und einen Lagerabschnitt bilden.
-
Die
gehärtete Schicht in der Kette weist eine Sekundärphase
auf, die aus einer amorphen Struktur zusammengesetzt ist, die im
Kristallkorn des Vanadiumcarbids Silikon (Si) enthält,
und eine typische Kristallkorngröße des Vanadiumcarbids
ist 1 μm oder weniger, bevorzugt 500 nm oder weniger.
-
Die
sekundären Phasen, jeweils zusammengesetzt aus der amorphen
Struktur, sind im Kristallkorn des Vanadiumcarbids verteilt und
erlauben dem Kristall des Vanadiumcarbids die Verkleinerung auf
1 μm oder weniger in der gehärteten Schicht, die
das Vanadiumcarbid enthält. Deshalb kann die Kette, beispielsweise
eine Steuerkette zur Verwendung in einem Motor, eine hohe Dauerhaftigkeit
auch unter anspruchsvollen Bedingungen aufweisen.
-
Insbesondere
kann das Vanadiumcarbid neben Vanadium und Kohlenstoff 0,05 bis
0,5 Gew.-% Silikon oder bevorzugt 0,15 bis 0,3 Gew.-% Silikon enthalten.
-
Auf
diese Weise kann die Korngröße des Kristalls des
Vanadiumcarbids beträchtlich verkleinert werden, indem
das Kristallkorn einfach mit einer Spurenmenge dotiert wird, z.
B. mit 0,05 bis 0,5 Gew.-% Silikon.
-
Ferner
kann die Kettenkomponente durch den Zementierungsprozess gebildet
werden, der auf dem Grundmaterial aus Stahl bei einer bestimmten Temperatur
in gasförmiger Atmosphäre mit Vanadium durchgeführt
wird; bei der Durchführung des Zementierungsprozesses wird
ein Verkleinerungsmittel, das Silikon enthält, zugegeben.
-
Auf
diese Weise wird es möglich, in einem hochproduktiven und
effizienten Hochtemperatur-Verfahren die einfache Schicht des Vanadiumcarbids
mit der festgelegten Dicke und zusammengesetzt aus den verkleinerten
Kristallkörnern zu schaffen, indem einfach das Silikon
enthaltende Verkleinerungsmittel im Zuge des Vanadium-Zementierungsprozesses
zugegeben wird.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1A und 1B sind
Photographien der Struktur von Teilen einer gehärteten
Schicht, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop, wobei
die 1A eine Photographie einer Struktur einer herkömmlichen
Vanadiumcarbidschicht und 1B eine
Photographie einer Struktur einer Vanadiumcarbidschicht der Erfindung
ist.
-
2 ist
eine Photographie der Mikrostruktur der Vanadiumcarbidschicht, aufgenommen
mit einem Durchstrahlungselektronenmikroskop.
-
3 ist
eine Photographie einer vergrößerten Struktur,
die durch eine weitere Vergrößerung der Photographie
der Mikrostruktur in 2 erreicht wurde.
-
4A und 4B sind
Diagramme, in denen die Zusammensetzung gemäß Röntgen-Analyse dargestellt
ist, wobei 4A die Zusammensetzung einer
sekundären Phase in einem VC-Korn und die 4B die
Zusammensetzung der VC-Matrix (Phase) anzeigt.
-
5A und 5B sind
Photographien, die ultrafeine elektronische Beugungsabbildungen
darstellen, wobei die 5A ein Beugungsbild zeigt, das
in der sekundären Phase im VC-Korn gewonnen wurde, und 5B ein
Beugungsbild, das in der VC-Matrixphase gewonnen wurde.
-
6 zeigt
ein Ergebnis eines Röntgenstrahlbeugungstests, der an der
Oberfläche des erfindungsgemäßen VC-Bolzens
durchgeführt wurde.
-
7 ist
eine Grafik, in der die Änderungen der Zeit-Verlängerungsrate
dargestellt sind, wenn eine Zahnkette, die den erfindungsgemäßen
Bolzen verwendet, und eine Zahnkette, die einen herkömmlichen
vanadisierten Bolzen verwendet, in einem künstlich degenerierten Öl
betrieben werden.
-
Beste Ausführungsart der Erfindung
-
Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erklärt.
Eine Kette der Erfindung ist auf alle Arten von Kraftantriebsketten
anwendbar, einschließlich einer bekannten Rollenkette,
einer Zahnkette und dergleichen, und ist besonders geeignet für Ketten
wie Steuerketten zur Verwendung in einem Motor.
-
Die
Rollenkette ist aus einer endlosen Verknüpfung von Bolzengliedern
konstruiert, in denen beide Enden von zwei Bolzenlaschen durch Bolzen mit
Rollengliedern verbunden sind, und wobei beide Enden zweier Rollenlaschen
auf ähnliche Weise durch Buchsen verbunden sind, indem
die Bolzen in die Buchsen eingeführt werden und Rollen
leerlaufend in die Buchsen eingeführt werden. Die Zahnkette
ist aus einer endlosen Verknüpfung von Führungszügen
konstruiert, die aus einer Mehrzahl von Laschen zusammengesetzt
sind, welche an beiden Seiten mit Führungslaschen ausgestattet
sind, wobei Verbindungszüge nur aus Laschen mittels Bolzen, die
an den Führungslaschen befestigt sind, zusammengesetzt
sind, ohne Führungslasche.
-
Die
Rollenkette bewirkt sodann Gleitkontaktbewegungen zwischen den Bolzen
und Buchsen, und die Zahnkette bewirkt Gleitkontaktbewegungen zwischen
den Bolzen und Bolzenlöchern der Laschen der Verbindungszüge
immer dann wenn die Ketten gebogen werden. Die Bolzen und die Buchsen bilden
Lagerabschnitte in der Rollenkette, und die Bolzen und die Laschen
der Verbindungszüge bilden ebenfalls Lagerabschnitte in
der Zahnkette. Dann wird auf die Lagerabschnitte an den Stellen,
wo die Gleitkontaktbewegung stattfindet, ein hoher Oberflächendruck
aufgebracht, da auf die Antriebsketten eine große Zugkraft
wirkt. Die vorliegende Erfindung betrifft die Kettenkomponenten,
die solche Lagerabschnitte bilden. Während die Erfindung
zumindest den Bolzen oder die Buchse in der Rollenkette betrifft und
zumindest den Bolzen oder die Lasche des Verbindungszugs in der
Zahnkette betrifft, bezieht sich die Erklärung dieses Ausführungsbeispiels
auf den Bolzen.
-
Der
Bolzen, d. h. das Grundmaterial, ist aus Stahl, beispielsweise Baustahl
für mechanische Strukturen, Kohlenstoffstahl oder Hartstahl,
z. B. S50C (C: 0,47 bis 0,53%, Si: 0,15 bis 0,35%, Mn: 0,60 bis
0,90%, P: weniger als 0,30%, S: 0,35% oder weniger, Cr als Unreinheit:
0,20% oder weniger), und ein Vanadium-Zementierungsverfahren (VC-Zementierung) wird
am Bolzen-Grundmaterial (Rohmaterial) durchgeführt, dessen
Grundmaterial Stahl ist (Fe). Das VC-Zementierungsverfahren (Vanadisierung) wird
durch Einführen eines Bolzen-Grundmaterials aus Stahl in
einen Brennofen zusammen mit Pulver, das Ferrovanadium (FeV) enthält,
als Zementierungsmaterial, Al2O3 (Aluminiumoxid)
als Sinterungsverhinderndes Material und NH4Cl
(Ammoniumchlorid) als Beschleuniger sowie durch Zugabe einer kleinen
Menge eines Verkleinerungsmittels, das Kristallsilikon der Erfindung
enthält (z. B. Pulver von SiO2), durchgeführt.
Die Temperatur im Brennofen wird auf 900°C bis 1.100°C
erhöht und eine bestimmte Zeit auf diesem Niveau belassen.
Das VC-Zementierungsverfahren schreitet im Brennofen so fort, dass NH4Cl → NH3 +
HCl (Gas) und HCl (Gas) + V (Metallpulver) → VCl (Gas)
+ H2↑. C im Bolzen-Grundmaterial bindet sich in VCl-Atmosphäre
mit V und bildet z. B. V8C7.
Dann dringt das Vanadiumcarbid (V) in die Oberfläche des
Bolzen-Grundmaterials ein und bildet eine Beschichtungslage.
-
Die
Verkleinerung der Korngröße des VC wird mutmaßlich
durch die Zugabe kleiner Mengen Verkleinerungsmittel erreicht, das
kristallines Si als Verkleinerungsmittel enthält, z. B.
SiO2, da das Verkleinerungsmittel, das kristallines
Si enthält, während der Reaktion des VC-Zementierungsverfahrens
thermisch zerlegt wird und als Keim während der Bildung des
VC-Beschichtungsfilms fungiert. In den VC Kristallkörnern
existiert auch eine sekundäre Phase, die Si enthält.
Da die sekundäre Phase eine amorphe Struktur besitzt, wird
Si keine chemische Verbindung, wodurch die Gewinnung eines VC Beschichtungsfilms
der verkleinerten Einzelschicht möglich wird.
-
Das
oben beschriebene Vanadium-Zementierungsverfahren wird in einer
relativ kurzen Zeit bei einer bestimmten Hochtemperatur, z. B. 1050°C, durchgeführt
und liefert eine hocheffiziente und praktisch realisierbare Produktivität.
Die gehärtete Schicht, die aus Vanadiumcarbid (V8C7) zusammengesetzt
ist und eine Dicke von etwa 10 bis 25 μm hat, wird auf
der Oberfläche des Bolzen-Grundmaterials aus Stahl gebildet,
und die Korngröße des typischen VC-Kristalls ist
1 μm oder weniger, vorzugsweise 500 nm oder weniger.
-
1A und 1B zeigen
gehärtete Schichtteile der Bolzen, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop
(SEM), wobei 1A eine herkömmlich
gehärtete Schicht und 1B eine gehärtete
Schicht der Erfindung zeigt. Da die Bezugszeichen 1a und 1b die
VC-Schichten und 2a und 2b das Grundmaterial in
den Figuren darstellen, ist zu sehen, dass die VC Schicht 1b der
Erfindung aus einer Einzelschicht zusammengesetzt ist, die dick
ist und deren VC-Korngröße im Vergleich zu jener
der herkömmlichen VC-Schicht 1a verkleinert ist.
-
2 zeigt
die Mikrostruktur des VC-Kristalls der Erfindung, aufgenommen mit
einem Durchstrahlungselektronenmikroskop (TEM) in 30.000-facher
Vergrößerung. Die Analyse der Mikrostruktur hat
bestätigt, dass die Korngröße des VC
150 bis 400 nm ist, und es hat sich herausgestellt, dass Sekundärphasen
(kleine weiße Punkte) einiger zig nm im VC Kristall bestehen.
In 3 ist die Mikrostruktur noch weiter vergrößert
(mit 600.000-facher Vergrößerung aufgenommen),
und hier bezeichnet ein Teil B einen Basisteil des VC-Kristalls,
und ein Teil A bezeichnet den Sekundärphasenteil im VC-Korn. 4A und 4B sind
Diagramme, in denen die Ergebnisse der Komponentenanalyse des Basisteils B
und des Sekundärphasenteils A dargestellt sind, durchgeführt
mit Hilfe einer Röntgen-Analysevorrichtung.
-
4A zeigt
Komponenten der Sekundärphase (Teil A) im VC-Korn, und
es wird bestätigt, dass Si neben V und C existiert. In 4B sind
Komponenten des Basisteils (des Teils B) im VC-Korn dargestellt,
und es wird veranschaulicht, dass kein Si existiert. Es ist zu beachten,
dass Cu aus einer Analyse-Sample-Fixiervorrichtung resultiert und
andere Elemente Verunreinigungen sind. Es ist offensichtlich, dass
Si in der Sekundärphase keine Verunreinigung ist, zumal
es etwa 0,2 Gew.-% ausmacht.
-
5A und 5B stellen
Bilder dar, die mittels einer ultrafeinen Elektronenbeugung gebeugt wurden. 5A zeigt
das Ultrafein-Beugungsbild, das durch Abzielen auf die Sekundärphase
(Teil A) im VC-Korn gewonnen wurde. Sie zeigt ein Halo-Muster, weshalb
von der Sekundärphase angenommen wird, sie sei eine amorphe
Phase. 5B zeigt das Ultrafeinbeugungsbild,
das durch Abzielen auf den Basisteil (Teil B) des VC-Korns gewonnen
wurde. In 6 ist ein Ergebnis eines Tests
der Oberfläche des Bolzens der Erfindung dargestellt, der
an der Sekundärphase mittels einer Röntgenbeugungsvorrichtung (XRD)
vorgenommen wurde, wobei nur VC-Phasen (V8C7), d. h. Kristallstrukturen, identifiziert
werden und kein Si analysiert wird. Es wird angenommen, dass der
Grund für diesen Befund darin liegt, dass die Sekundärphase
die amorphe Struktur ist, die kein Beugungsphänomen präsentiert.
-
Als
Ergebnis der oben beschriebenen Analyse wurde Folgendes bestätigt:
- i. Die oberflächengehärtete
Schicht des Bolzens der Erfindung ist aus der Einzelschicht des
Vanadiumcarbids (V8C7)
zusammengesetzt, und die VC-Körner sind im Vergleich zu
herkömmlichen deutlich verkleinert (die VC Korngröße
500 nm oder weniger).
- ii. Die feine Sekundärphase ist innerhalb der Kristallkörner
des Vanadiumcarbids (VC) verteilt, und die Sekundärphase
ist aus der amorphen Struktur zusammengesetzt, die Silikon (Si)
enthält.
-
Aufgrund
der genannten Analyseergebnisse können folgende Annahmen
getätigt werden. Das Si enthaltende Verkleinerungsmittel
verursacht eine chemische Reaktion und funktioniert als Keim in
der Bildung des VC-Beschichtungsfilms, so dass die bemerkenswerte
Verkleinerung der VC-Kristallkörner erreicht wird, indem
während des Vanadium-Zementierungsprozesses Spurenmengen
des das kristalline Si enthaltenden Verkleinerungsmittels zugegeben werden.
-
Wenn
jedoch hochreines Si-Pulver oder Fe-Si (Ferrosilikon) Legierungspulver
während der Ausführung des Vanadium- Zementierungsprozesses zugegeben
wird, findet zusammen mit der VC-Reaktion eine Silikonisierungsreaktion
statt, und der Beschichtungsfilm ergibt oftmals einen Film mit vielen Fehlern,
wie beispielsweise Leerstellen ohne Verkleinerung der VC-Korngröße.
Wenn ferner Keramikpulver, wie beispielsweise Si3N4 oder SiC, zugegeben wird, wurde kein Effekt
einer Verkleinerung der VC-Korngröße erzielt.
-
Es
wird festgestellt, dass trotz eines Fixierphänomens der
Unterdrückung von Bewegungen der Kristallkorngrenzen durch
die Streuung von Material, das geeignet ist, die Vergröberung
von Kristallkörnern als Mechanismus der Verkleinerung von
Kristallkörnern zu unterdrücken, bestätigt
wurde, dass gemäß der oben beschriebenen TEM-Analyse
kein Material, das geeignet ist, das Fixierphänomen zu
manifestieren, in der Kristallkorngrenze vorhanden ist. Entsprechend
wird der VC-Korngrößen-Verkleinerungsmechanismus
der Erfindung als verursacht durch die Verbesserung der oben beschriebenen Keimdichte
betrachtet.
-
Obwohl
die typische Kristallkorngröße des oben beschriebenen
Vanadiumcarbids (VC) etwa 500 nm oder weniger ist, kann die typische
Korngröße 1 μm oder weniger sein, als
Bereich von Korngrößen, die von den herkömmlichen
unterschieden werden können, wodurch die nachfolgenden
Wirkungen ermöglicht werden. Ferner stellte sich als Ergebnis der
Analyse des Bolzens des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels
heraus, dass der Si-Gehalt 0,2 Gew.-% ist oder 0,15 bis 0,3 Gew.-%
sein kann, wenn ein Fehler oder dergleichen berücksichtigt
wird. Es wird jedoch schwierig, von Verunreinigungen zu unterscheiden
und es ist zu wenig für die Feststellung des VC-Kristall-Verkleinerungseffekts,
wenn der Si-Gehalt 0,05 Gew.-% oder weniger ist. Es besteht ferner
die Möglichkeit von Schwierigkeiten bei der Feststellung
des Verkleinerungseffekts als Keim der VC-Kristalle, der auch die
Silikonisierungsreaktion und dergleichen verursacht, wenn der Si-Gehalt
0,5 Gew.-% oder mehr ist.
-
7 ist
eine Grafik, in der die Veränderungen der Zeit-Verlängerungsrate
dargestellt sind, wenn die Zahnkette, die den erfindungsgemäßen Bolzen
benutzt, und die Zahnkette, die den herkömmlichen Vanadisierungsbolzen
benutzt, in künstlich degeneriertem Öl betrieben
werden. Es wird festgestellt, dass das künstlich degenerierte Öl
künstliches Öl zur Simulierung eines handelsüblichen,
degenerierten Öls ist, das Schmutzstoffe und Anderes enthält,
um die Reproduzierbarkeit des Tests zu erhöhen, und dass
es durch Einmischen von Kohlenstoffschwarz und dergleichen zubereitet
wird. Es wurde sodann bestätigt, dass die Dauerhaftigkeit
der Zahnkette der Erfindung (erfindungsgemäßes
VC) um etwa 35% im Vergleich zu der herkömmlichen Kette (herkömmliches
VC) zugenommen hat, wie in 7 dargestellt.
-
Bei
einem Verschleißverlängerungstest unter Verwendung
von Zahnketten mit einer Mehrzahl von Bolzen (die erfindungsgemäßen
Bolzen und zwei Arten herkömmlicher VC-Bolzen, also insgesamt drei),
deren Kristallkorngrößen des Vanadiumcarbids (VC)
unterschiedlich sind, stellte sich heraus, dass je feiner die VC-Korngröße,
desto mehr verbessert sich die Verschleißfestigkeitsleistung,
und dass die Verschleißfestigkeitsleistung des erfindungsgemäßen Bolzens
mit der feinsten Korngröße am besten ist. Bei
einer Analyse des Verschleißes des Bolzens und des Bolzenlochs
der Lasche mit gleicher Kettenverschleißverlängerung
stellte sich heraus, dass ein signifikanter Unterschied zwischen
dem Verschleiß des Bolzens und dem Verschleiß des
Bolzenlochs der Lasche besteht, und je feiner die VC-Korngröße,
desto geringer der Verschleiß der Bolzenlöcher
der Lasche. Es wurde folglich angenommen, dass die Verschleißverlängerung
der Kette verbessert worden war, weil aufgrund der verfeinerten
VC-Korngröße die Angriffe auf das Gegenstück
des Lagerabschnitts verringert wurden.
-
Zwar
wurde das oben beschriebene Ausführungsbeispiel auf den
Bolzen der Zahnkette angewendet, es ist aber auch auf eine oder
beide Lagerabschnitte anwendbar, also auf Bolzen und/oder Lasche
des Verbindungszugs in der Zahnkette und auf Bolzen und/oder Buchse
in der Rollenkette, in einigen Fällen sogar auf eine Rolle.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die
Erfindung ist anwendbar auf eine Zahnkette oder Rollenkette oder
insbesondere auf die Steuerkette in einem Motor. Sie wird angewendet
auf Kettenkomponenten, die den Lagerabschnitt ausmachen, wo sie
relativ zueinander rotieren, und ist insbesondere anwendbar auf
Bolzen und/oder Lasche in der Zahnkette und auf Bolzen und/oder
Buchse in der Rollenkette.
-
Zusammenfassung
-
Bereitgestellt
wird eine verschleißfeste Kette mit hoher Dauerhaftigkeit
auch bei sehr anspruchsvollen Nutzungsbedingungen, wie etwa eine
Steuerkette eines Motors bei gewährleisteter Effizienz
und Produktivität. Ein Silikon enthaltendes Verkleinerungsmittel
wird in einem Vanadium-Zementierungsverfahren eines Grundmaterials
aus Stahl zugegeben. Das eine oberflächengehärtete
Schicht bildende Vanadiumcarbid enthält eine Sekundärphase,
bestehend aus einer amorphen Struktur, die in Kristallkörnern
Silikon enthält, wobei die Kristallkorngröße
des Vanadiumcarbids auf 1 μm oder weniger verkleinert wird.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2004-360755 [0002]
- - JP 2005-299800 [0006]