DE112014002745T5

DE112014002745T5 - Gleitelement, Kettenglied und Kette umfassend das Glied

Info

Publication number: DE112014002745T5
Application number: DE112014002745.6T
Authority: DE
Inventors: Junichi Eda; Kazuo Hokkirigawa; Yasushi Miyazaki; Yukio Yoshida
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2016-05-19
Also published as: WO2015002775A1; JP6010508B2; US20160153525A1; KR102203306B1; JP2015014300A; CN105452722B; CN108730447A; US10208833B2; CN105452722A; CN108730447B; KR20160037909A

Abstract

[Problem] Bereitstellung eines Kettenglieds, das die Verschleißfestigkeit sogar unter Schmierbedingungen im Adhäsiv-Modus verbessern kann. [Lösung] Es werden Kettenlaschen 2 aus Stahl für eine geräuscharme Kette mit Stiftlöchern 22 zum Einsetzen von Verbindungsstiften 3 gebildet. Eine gehärtete Schicht, die durch Ausführung einer Wärmebehandlung (zum Beispiel Warmbadhärtung) erhalten wird, ist an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 ausgebildet, und ein große Anzahl gehärteter Partikel hp mit derselben Härte oder einer größeren Härte als die gehärtete Schicht sind in einem kristallinen Zustand in die Martensitstruktur an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht dotiert. Die gehärteten Partikel sind ein Oxid, Karbid oder Nitrid eines beliebigen Elements aus Cr, V, Ti und Nb, das ursprünglich vor der Wärmebehandlung in dem Werkstoff der Kettenlasche vorhanden war.

Description

[Gebiet der Erfindung]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gleitelement, insbesondere ein Kettenglied, das die Verschleißfestigkeit sogar unter Schmierbedingungen im Adhäsiv-Modus verbessern kann.
[Stand der Technik]
Ketten für Leistungsgetriebe, wie etwa geräuscharme Ketten, Rollenketten, Flyerketten, Kettentriebe für Motornockenwellen, Ketten für den Ölpumpenantrieb und Unterketten etc. umfassen ein große Anzahl von Gliedern, die durch Verbindungsstifte endlos verbunden werden; und wenn die Kette in Betrieb ist, verschieben sich die Glieder drehend um die Verbindungsstifte, und die Verbindungsstifte und (oder) Stiftlöcher nützen sich als Ergebnis ab. Verschiedene Verfahren wurden in der Vergangenheit vorgeschlagen, um die Verschleißfestigkeit der Verbindungsstifte und der Stiftlöcher in den Gliedern zu verbessern.
Es existiert eine große Anzahl von Vorschlägen zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Verbindungsstiften; solche werden zum Beispiel in der JP 56-41370 A , JP 10-169723 A , JP 2002-195356 A , JP 2006-336056 A und JP 2011-122190 A beschrieben.
Die erwähnte JP 56-41370 A gibt an, dass eine Chromschicht an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Verchromung unterzogen wird, und die Chromschicht mit einer großen Anzahl von Metallkarbiden in Kombination mit Kohlenstoff-, Chrom- und Metallelementen dotiert wird. Die JP 10-169723 A gibt an, dass eine Karbidschicht aus zumindest einem Element aus Chrom, Titan, Vanadium und Niob an der Oberfläche eines Stiftmaterials gebildet wird. Die JP 2002-195356 A gibt an, dass eine Karbidschicht umfassend Vanadiumkarbid und Chromkarbid an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Chrom- und Vanadium-Penetrationsbehandlung unterzogen wird. Die JP 2006-336056 A gibt an, dass eine Vanadiumkarbid-Doppelschicht (VxC + VyC) an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Chrom- und Vanadium-Penetrations- und Diffusionsbehandlung unterzogen wird. Schließlich gibt die JP 2011-122190 A gibt, dass eine Karbidschicht an der Oberfläche eines Stiftmaterials unter Zwischenschaltung einer Zwischenschicht umfassend ein komplexes Karbid ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Penetrationsbehandlung unterzogen wird.
Darüber hinaus zielt die JP 2008-223859 A zum Beispiel darauf ab, die Verschleißfestigkeit von Stiftlöchern in Kettengliedern zu verbessern.
Die oben erwähnte JP 2008-223859 A gibt an, dass eine Oberfläche geringer Härte, die eine exponierte Oberfläche aus Kohlenstoffstahl bildet, und eine Oberfläche großer Härte, die eine durch Diffusions- und Penetrationsbehandlung produzierte Karbidschicht umfasst, an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in einem Glied ausgebildet werden.
Darüber hinaus zielen die JP 2000-249196 A , JP 2003-269550 A , JP 2005-291349 A und JP 2006-132637 A darauf ab, die Verschleißfestigkeit von Verbindungsstiften und Stiftlöcher in Kettengliedern zu verbessern.
Die oben erwähnte JP 2000-249196 A gibt an, dass eine Metallkarbidschicht an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Diffusions- und Penetrationsbehandlung unterzogen wird, und eine Nitridschicht oder Metallkarbidschicht an der Oberfläche eines Kettenglieds ausgebildet wird, indem die Kettengliedoberfläche einer Diffusions- und Penetrationsbehandlung unterzogen wird; die JP 2003-269550 A gibt an, dass eine Karbidschicht umfassend Vanadiumkarbid und Chromkarbid an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Penetrationsbehandlung unterzogen wird, und die Stiftlöcher einer maschinellen Bearbeitung unterzogen werden; die JP 2005-291349 A gibt an, dass eine Hartkarbidschicht an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, indem das Stiftmaterial einer Diffusions- und Penetrationsbehandlung unterzogen wird, und eine DLC-Schicht an der Oberfläche der Hartkarbidschicht ausgebildet wird, während die DLC-Schicht auch auf die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher in einem Kettenglied übertragen wird; und die JP 2006-132637 gibt an, dass eine VC-Schicht an der Oberfläche eines Stiftmaterials ausgebildet wird, und eine Gliedoberfläche einer Verchromung unterzogen wird.
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Durch die Erfindung gelöstes Problem]
Obwohl in jeder der oben erwähnten Veröffentlichungen ein konstanter Effekt unter Schmierbedingungen zu erwarten ist, bei denen ausreichend Öl zugeführt wird, ist es jedoch nicht immer möglich, gute Verschleißfestigkeit unter solchen Schmierbedingungen zu erzielen, die als Adhäsiv-Modus bekannt sind, und bei denen der Ölfilm abreißt als Ergebnis der Verdünnung des Öls, einer Reduktion in der Ölzufuhr, eines Abfalls in der Ölviskosität oder durch Ölalterung etc., oder durch Korrosion, die durch Vorhandensein von Ruß in dem Öl entsteht (Angriff durch Ruß).
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der oben beschriebenen bekannten Situation entwickelt, und das durch die vorliegende Erfindung gelöste Problem besteht darin, ein Gleitelement und ein Kettenglied bereitzustellen, die die Verschleißfestigkeit sogar unter Schmierbedingungen im Adhäsiv-Modus verbessern können.
[Mittel zur Lösung des Problems]
Zur Lösung des oben erwähnten Problems haben die Erfinder dieser Anmeldung gewissenhafte Forschungen bezüglich der Verschleißfestigkeit von Kettenbestandteilen, und insbesondere der Stiftlöcher in Kettengliedern, erarbeitet, und Prüfungen unter verschiedenen Schmierbedingungen im Adhäsiv-Modus unter Verwendung einer Reihe von Materialien mit unterschiedlichen Zusammensetzungen durchgeführt; als Ergebnis dieser Arbeit gelangten die Erfinder zu der Erfindung der vorliegenden Anmeldung.
Das Gleitelement gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Gleitelement aus Stahl, wobei eine durch Durchführung einer Wärmebehandlung erhaltene gehärtete Schicht an der Oberfläche davon ausgebildet wird, und eine große Anzahl gehärteter Partikel mit derselben Härte oder einer größeren Härte als die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht in einem kristallinen Zustand auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht (siehe Anspruch 1) aufdotiert wird.
In dem Gleitelement gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine große Anzahl gehärteter Partikel auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht aufdotiert, die an der Oberfläche des Gleitelements ausgebildet wird; dadurch zeigt, wenn das Gleitelement gegen ein anderes gleitendes Element gleitet, insbesondere unter Schmierbedingungen, die als Adhäsiv-Modus bekannt sind, und bei denen der Ölfilm als Ergebnis der Verdünnung des Öls, einer Reduktion in der Ölzufuhr, eines Abfalls in der Ölviskosität oder der Ölalterung etc., oder durch Korrosion, die durch Vorhandensein von Ruß in dem Öl entsteht (Angriff durch Ruß), abreißt, die große Anzahl der gehärteten Partikel, die an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht freiliegen, den sogenannten "Ankereffekt" und versuchen, in dieser Position zu bleiben; dadurch ist es möglich, den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht um die gehärteten Partikel effektiv daran zu hindern, durch das Gleiten an dem gleitenden Element ein plastisches Fließen zu verursachen, und als Ergebnis ist es möglich, Adhäsiv-Verschleiß an der Oberfläche des Gleitelements zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Die gehärteten Partikel sind ein Oxid, Karbid oder Nitrid eines beliebigen Elements aus Cr, V, Ti und Nb, das ursprünglich vor der Wärmebehandlung (siehe Anspruch 2) bereits in dem Gleitelement vorhanden war.
Die gehärtete Schicht wird durch Warmbadhärtung gebildet, und die gehärteten Partikel haben eine Kristallkorngröße von mehreren Mikrometern bis mehrere zehn Mikrometer, und werden in einem kristallinen Zustand innerhalb der Martensitstruktur dotiert (siehe Anspruch 3).
Die Dicke der gehärteten Schicht beträgt 20 bis 30 µm (siehe Anspruch 4).
Die Härte der gehärteten Partikel beträgt Hv 550–2500, und die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht des Gleitelements beträgt Hv 500–600 (siehe Anspruch 5).
Darüber hinaus ist das Kettenglied gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kettenglied aus Stahl mit Stiftlöchern zum Einsetzen von Verbindungsstiften, wobei eine gehärtete Schicht, die durch Durchführung einer Wärmebehandlung erhalten wird, an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher ausgebildet, und eine große Anzahl von gehärteten Partikeln mit derselben Härte oder einer größeren Härte als die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht in einem kristallinen Zustand an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht (siehe Anspruch 6) aufdotiert wird.
In dem Kettenglied gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine große Anzahl gehärteter Partikel auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht aufdotiert, die an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher ausgebildet wird, dadurch zeigt, wenn das Glied gegen die Verbindungsstifte gleitet, insbesondere unter Schmierbedingungen, die als Adhäsiv-Modus bekannt sind, und bei denen der Ölfilm als Ergebnis der Verdünnung des Öls, einer Reduktion in der Ölzufuhr, eines Abfalls in der Ölviskosität oder durch Ölalterung etc., oder durch Korrosion, die durch Vorhandensein von Ruß in dem Öl entsteht (Angriff durch Ruß), abreißt, die große Anzahl der gehärteten Partikel, die an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in dem Glied freiliegen, den sogenannten "Ankereffekt" und versuchen, in dieser Position zu bleiben; dadurch ist es möglich, den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht um die gehärteten Partikel effektiv daran zu hindern, durch das Gleiten an der äußeren Umfangsfläche der Verbindungsstifte ein plastisches Fließen zu verursachen, und als Ergebnis ist es möglich, Adhäsiv-Verschleiß an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Eine Kette, die das oben erwähnte Kettenglied umfasst, ist so ausgebildet, dass eine gehärtete Schicht umfassend ein Karbid oder Nitrid von einem, von zwei oder mehr Elementen aus Cr, V, Ti, Nb und W an den Verbindungsstiften ausgebildet ist, und die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht dieselbe oder größer ist als die Härte der gehärteten Partikel (siehe Anspruch 7).
[Vorteil der Erfindung]
Wie oben beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine große Anzahl gehärteter Partikel auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht, die an der Oberfläche des Gleitelements (oder der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher) ausgebildet wird, aufdotiert, und daher zeigt, wenn das Gleitelement (oder das Glied) gegen das andere gleitende Element (oder die Verbindungsstifte) gleitet, insbesondere unter Schmierbedingungen, die als Adhäsiv-Modus bekannt sind, und bei denen der Ölfilm als Ergebnis der Verdünnung des Öls, einer Reduktion in der Ölzufuhr, eines Abfalls in der Ölviskosität oder der Ölalterung etc., oder durch Korrosion, die durch Vorhandensein von Ruß in dem Öl entsteht (Angriff durch Ruß), abreißt, die große Anzahl der gehärteten Partikel, die an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht freiliegen, den sogenannten "Ankereffekt" und versuchen, in dieser Position zu bleiben; dadurch ist es möglich, den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht um die gehärteten Partikel effektiv daran zu hindern, durch das Gleiten an dem gleitenden Element (oder den Verbindungsstiften) ein plastisches Fließen zu verursachen, und als Ergebnis ist es möglich, Adhäsiv-Verschleiß an der Oberfläche des Gleitelements (oder der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in dem Glied) zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
[1] Eine schematische teilweise Draufsicht einer geräuscharmen Kette, die Kettenlaschen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt.
[2] Teilweise schematische Vorderansicht der geräuscharmen Kette (1).
[3] Eine vergrößerte Frontansicht der Kettenlasche (1).
[4] Ein Diagramm zur Veranschaulichung des Verfahrens zum Stanzen der Kettenlasche (1).
[5] Eine elektronenmikroskopische Fotografie des Querschnitts eines Stiftlochs in der Kettenlasche (1).
[6] Eine elektronenmikroskopische Fotografie eines Stiftlochs in einer herkömmlichen Kettenlasche.
[7] Ein Diagramm, das den schematischen Aufbau eines Prüfgeräts für eine geräuscharme Kette zusammen mit den Prüfbedingungen zeigt.
[8] Ein Graph, der die Ergebnisse der Verschleißprüfung unter Einsatz der Verschleißprüfungsvorrichtung (7) zeigt, wobei das Ausmaß an Verschleiß der Kettenlaschen (L) und Stifte (P) gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Ausmaß an Verschleiß der Kettenlaschen (L) und Stifte (P) nach dem Stand der Technik unter verschiedenen Prüfmodi verglichen wird.
[9] Ein Vergleich der Längung der geräuscharmen Kette gemäß der vorliegenden Erfindung und der Längung einer Kette nach dem Stand der Technik unter den verschiedenen Prüfmodi in 8.
[10] Ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Gleitkontaktzustands zwischen den Kettenlaschen und den Verbindungsstiften gemäß der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der geräuscharmen Kette.
[Ausführungsform der Erfindung]
Ein beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 bis 5 sind Diagramme zur Veranschaulichung einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Beschreibung betrifft in diesem Fall ein Beispiel, bei dem die Gleitelemente Kettenlaschen einer geräuscharmen Kette sind.
Wie in 1 und 2 dargestellt, wird eine geräuscharme Kette 1 konstruiert, indem eine große Anzahl von Kettenlaschen 2 mit jeweiligen Paaren von Zahnteilen 21 und Stiftlöchern 22 in der Dickenrichtung (der vertikalen Richtung in 1, der Richtung senkrecht auf die Seite in 2) und der Längenrichtung (die Richtung von links nach rechts in 1 und 2) übereinandergelegt werden, und schwenkbar und endlos die Kettenlaschen 2 unter Verwendung von Verbindungsstiften 3 verbunden werden, die in die Stiftlöcher 22 eingesetzt werden. Führungsglieder 4 mit der Funktion, die geräuscharme Kette über eine Kettenführung oder einen Spannarm (nicht abgebildet) zu führen, sind an der äußersten Seite der Kettenlaschen 2 vorgesehen, und die Enden der Verbindungsstifte 3 sind in Stiftlöchern 41 der Führungsglieder 4 fixiert.
Die Zahnteile 21 der Kettenlaschen 2 umfassen innere Flankenoberflächen und äußere Flankenoberflächen 21b, wobei die inneren Flankenoberflächen 21a durch einen Zwischenteil 21c verbunden sind, wie in 3 dargestellt. Darüber hinaus wird eine Rückfläche 23 an der den Zahnteilen 21 entgegengesetzten Seite der Kettenlaschen 2 vorgesehen. Es sollte angemerkt werden, dass sich dieser Fall auf ein Beispiel mit kreisförmigen Löchern für die Stiftlöcher 22 in den Kettenlaschen 2 bezieht, und auch auf ein Beispiel mit Stiften mit einem kreisförmigen Querschnitt (mit anderen Worten, zylindrischer Gestalt) für den Verbindungsstift 3. Darüber hinaus betrifft dieser Fall ein Beispiel für als Führungen mit niedriger Steifigkeit bekannte Führungen für die Führungsglieder, bei denen ein Zwischenteil 42 an der Seite der Rückfläche davon ausgebildet ist.
Eine Art Chrom-Molybdän-Stahl mit einer chemischen Zusammensetzung wie etwa jener, die zum Beispiel in Tabelle 1 dargestellt ist, wird als das Kohlenstoffstahl-Material verwendet, das die Kettenlaschen 2 bildet. In der Tabelle geben die Zahlen in der unteren Reihe den Anteil jedes chemischen Bestandteils in der oberen Reihe als Prozentsatz an. Wie in der Tabelle dargestellt, umfasst dieser Kohlenstoffstahl Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Chrom (Cr), und Molybdän (Mo), wobei der Kohlenstoffgehalt größer als bei herkömmlichem Chrom-Molybdän-Stahl ist. [Tabelle 1]

C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo

0,54 0,20 0,36 0,012 0,002 0,02 0,03 1,06 0,25
Tabelle 2 zeigt die Anteile jedes chemischen Bestandteils in dem Kohlenstoffstahl in Tabelle 1 innerhalb maximaler und minimaler Wertebereiche. Die oberen Zahlen in der unteren Zeile von Tabelle 2 geben die minimalen Werte an, während die unteren Zahlen die maximalen Werte angeben. Zumindest die Werte in den in Tabelle 2 gezeigten Bereichen können als geeignet für die Anteile jedes chemischen Bestandteils des in dieser beispielhaften Ausführungsform verwendeten Kohlenstoffstahls betrachtet werden. [Tabelle 2]
Hier in Tabelle 3 wird zum Vergleich die chemische Zusammensetzung des Kohlenstoffstahls für mechanische Strukturen gezeigt, der das Kohlenstoffstahl-Material zur Bildung herkömmlicher Kettenlaschen darstellt. In Tabelle 3 geben die Zahlen in der unteren Zeile auf dieselbe Art wie in Tabelle 1 den Anteil jedes chemischen Bestandteils in der oberen Reihe als Prozentsatz an. Wie in der Tabelle dargestellt, umfasst dieser Kohlenstoffstahl Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Mangan (Mn), Phosphor (P), Schwefel (S), und eine geringe Menge Chrom (Cr). [Tabelle 3]

C Si Mn P S Cu Ni Cr Mo

0,55 0,21 0,78 0,019 0,005 - - 0,07 -
Darüber hinaus zeigt die Tabelle 4 den Anteil jedes chemischen Bestandteils in dem Kohlenstoffstahl in Tabelle 3 innerhalb maximaler und minimaler Wertebereiche, wobei die oberen Zahlen in der unteren Zeile der Tabelle die minimalen Werte und die Zahlen darunter die maximalen Werte angeben. [Tabelle 4]
Die Stiftlöcher und die äußere Gestalt der Kettenlaschen werden durch Stanzen eines Kohlenstoffstahlstreifens hergestellt, der eine chemische Zusammensetzung wie etwa jene aufweist, die in Tabelle 1 oder Tabelle 2 dargestellt ist. 4 ist ein Verfahrensdiagramm und zeigt ein Beispiel dieser Art von Stanzverfahren.
Wie in 4 dargestellt, wird ein Stahlstreifen-Rohmaterial B in der Richtung des Pfeils befördert und der Reihe nach von (a)–(c) gestanzt, während es in eine Verarbeitungsposition (nicht abgebildet) bewegt wird, die auf der linken Seite der Figur vorgesehen ist. Es sollte angemerkt werden, dass die schraffierten Bereiche in der Figur Bereiche anzeigen, die den Verschnitt (Abfall) bilden.
Zuerst wird in dem ersten Vorgang (a) in 4 der schraffierte Bereich S1 ausgestanzt (durchstochen), wodurch ein Paar Löcher gebildet wird, das die Stiftlöcher 22 in der Kettenlasche bildet. Als Nächstes wird im zweiten Vorgang (b) der schraffierte Bereich S2 gestanzt, wodurch die Rückfläche 23 gebildet wird, die den hinteren Teil der Kettenlasche bildet. Als Nächstes wird im dritten Vorgang (c) der schraffierte Bereich S3 gestanzt, wodurch eine im Wesentlichen W-förmige Oberfläche gebildet wird, die die Zahnteile 21 der Kettenlasche bildet. Im abschließenden Vorgang werden die linken und rechten Schulterteile der Kettenlasche gestanzt; die Kettenlasche wird dann von dem Rohmaterial entfernt, obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist.
Darüber hinaus kann falls erforderlich ein Schab- oder Brünierverfahren zur Verbesserung der Oberflächenrauheit auf die Stiftlöcher 22 und Zahnteile 21 oder die Rückfläche 23 der Kettenlasche angewendet werden, etwa durch Verwendung eines Schabe- oder Brünierwerkzeugs in dem Vorgang zum Stanzen der Kettenlasche, obwohl dies hier nicht im Detail beschrieben wird.
Die gestanzte Kettenlasche, die vom Rohmaterial B getrennt wurde, wird im folgenden Verfahren wärmebehandelt.
Der Begriff ”Wärmebehandlung” bezieht sich so, wie er hierin verwendet wird, auf Vorgänge, bei denen ein Metall auf eine bestimmte Temperatur erhitzt und dann abgekühlt wird, um das Metall zu einer erforderlichen metallurgischen Struktur umzuformen, und umfasst Behandlungen wie Abschrecken, Härten, Glühen, Normalisieren und Warmbadhärten; der Begriff ”Wärmebehandlung” schließt so, wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, jedoch keine Behandlung ein, bei der Elemente wie etwa Cr und V von außerhalb des Metalls in das Metall hinein diffundieren und eindringen gelassen wird, wie beim Verchromen oder Vanadisieren.
Die Kettenlasche wird in dieser beispielhaften Ausführungsform einer Warmbadhärtung unterzogen. Die Bedingungen der Warmbadhärtung sind wie folgt.

1) Aufheiztemperatur: 890 °C
2) Aufheizzeit: 38 min.
3) CP-Wert: 0,55
4) Salzbadtemperatur: 280 °C
5) Salzbaddauer: 70 min.

Herkömmliche Kettenlaschen werden ebenfalls einer Warmbadhärtung unterzogen; deren Bedingungen unterscheiden sich jedoch wie folgt von jenen der beispielhaften Ausführungsform.

1) Aufheiztemperatur: 850 °C
2) Aufheizzeit: 38 min.
3) CP-Wert: 0,50
4) Salzbadtemperatur: 280 °C
5) Salzbaddauer: 70 min.

Wie ein Vergleich der zwei Reihen von Bedingungen deutlich macht, sind in dieser beispielhaften Ausführungsform die Aufheiztemperatur und der Atmosphären-CP-Wert höher als beim herkömmlichen Warmbadhärten.
Nach dem Warmbadhärten wird die Kettenlasche in einen Trommeltumbler eingebracht und einem Trommelpolieren unterworfen.
5 zeigt eine Fotografie, bei der die trommelpolierte Kettenlasche im Querschnitt durch die Stiftlöcher geschnitten wurde, und ein Bild des Querschnitts davon unter Verwendung eines Elektronenmikroskops (Bild durch reflektierten Elektronenstrahl) erfasst wurde. In der Figur ist der schwarze streifenförmige Bereich oben ein Harzelement zum Halten der Kettenlasche, und die sich in der seitlichen Richtung erstreckende Oberfläche an der Schnittstelle mit dem Harzelement ist die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher.
5 zeigt den Querschnitt der gehärteten Schicht der Kettenlasche und den Kernteil (Grundwerkstoff) der unteren Schicht; die Dicke der gehärteten Schicht beträgt etwa 20 µm, obwohl dies aus der Figur nicht deutlich wird. Die Dicke der gehärteten Schicht sollte etwa 20 bis 30 µm betragen. Eine große Anzahl von Bereichen, die dunkler sind als der umliegende Bereich, sind an Positionen dotiert, die in einem Kreis oder einer Ellipse an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht eingeschlossen sind (mit anderen Worten, dem Bereich in der Umgebung der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher). Dies sind Kristalle gehärteter Partikel, die eine größere Härte als die Oberfläche der gehärteten Schicht aufweisen, und in dieser beispielhaften Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass es sich um ein Chromoxid (CrxOy) handelt. Es wird geschlossen, dass das Chromoxid eine Ablagerung ist, die sich als ein Ergebnis der Sauerstoffkomponente in der Ofenatmosphäre von CP 0,55 ergibt, die sich mit dem Chrom verbindet, das ursprünglich während der Wärmebadbehandlung bereits in der Kettenlasche vorlag. Die Kristallkorngröße der gehärteten Partikel liegt zwischen mehreren Mikrometern und mehreren zehn Mikrometern.
Unterdessen zeigt 6 eine elektronenmikroskopische Aufnahme (Bild bei reflektiertem Elektronenstrahl) des Querschnitts durch die Stiftlöcher in einer herkömmlichen Kettenlasche. Die Dicke der gehärteten Schicht beträgt ebenfalls etwa 20 µm in einer herkömmlichen Kettenlasche, obwohl dies aus der Figur nicht deutlich wird. Kristallbereiche gehärteter Partikel wie in 5, in der eine große Anzahl von Bereichen, die dunkler und härter sind als der umliegende Bereich, in dem Oberflächen-Schichtabschnitt dotiert sind, sind in dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht der herkömmlichen Kettenlasche (mit anderen Worten, in dem Bereich in der Umgebung der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher) nicht ersichtlich. Es ist anzumerken, dass die geringe Anzahl von dunklen Bereichen, die verstreut in dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht in 6 erkennbar sind, für Einschlüsse gehalten werden, die in dem Werkstoff der Kettenlasche bereits vor dem Warmbadhärten vorlagen (mit anderen Worten Einschlüsse, die von der Stahlproduktion herrühren).
Darüber hinaus kann die Härte der gehärteten Partikel in der Kettenlasche gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform dieselbe sein wie die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht der Kettenlasche. Im Besonderen sind die Härte der gehärteten Partikel und die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht der Kettenlasche wie folgt:

a) Härte der gehärteten Partikel: Hv 550–2500
b) Oberflächenhärte der gehärteten Schicht der Kettenlasche: Hv 500–600

Unterdessen ist eine gehärtete Schicht umfassend ein Karbid oder Nitrid von einem, von zwei oder mehr Elementen aus Chrom (Cr), Vanadium (V), Titan (Ti), Niob (Nb) und Wolfram (W) an den Verbindungsstiften 3 ausgebildet. Die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht der Verbindungsstifte 3 ist vorzugsweise gleich oder größer als die Härte der gehärteten Partikel. Insbesondere, wenn die gehärtete Schicht eine Chromkarbidschicht ist, beträgt die Härte der gehärteten Schicht zum Beispiel Hv 600–1700, und wenn die gehärtete Schicht eine Vanadiumkarbidschicht ist, beträgt die Härte der gehärteten Schicht zum Beispiel Hv 2400–2500.
Das Verfahren zur Verschleißprüfung mit einer geräuscharmen Kette, die die oben beschriebenen Kettenlaschen und Verbindungsstifte umfasst, wird als Nächstes beschrieben.
Es ist anzumerken, dass in dem hier beschriebenen Beispiel für die Verbindungsstifte sogenannte VC-Stifte verwendet werden, in denen eine Vanadiumkarbid-Schicht als eine gehärtete Schicht ausgebildet ist.
Die Verschleißprüfung wurde unter Verwendung der Verschleißprüfungsvorichtung ausgeführt, die zusammen mit den Prüfbedingungen in 7 dargestellt ist. Wie in der Figur dargestellt, hatte die Verschleißprüfungsvorichtung einen Aufbau, bei dem die Kettenräder S1, S2, jeweils mit 23 Zähnen, an einer Antriebswelle D1 und einer angetriebenen Welle D2 in einem Abstand angeordnet waren, und eine geräuscharme Kette C zur Prüfung um die Kettenräder S1, S2 aufgelegt wurde.
Die Drehzahl der Antriebswelle D1 und der angetriebenen Welle D2 der Verschleißprüfungsvorichtung betrug 3000 upm, und die Kettenspannung 2000 N. Die Schmieröltemperatur betrug 120 °C und die Zufuhrrate betrug 0,5 l pro Minute. Das Schmieröl, das verwendet wurde, war ein niedrigviskoses Öl mit 0,4 % Öl, das Ölruß zur Simulation enthielt. Insbesondere wurde die Verschleißprüfung unter realistischen Maschinenlaufbedingungen durchgeführt, sowie unter zwei Arten von Prüfbedingungen, nämlich unter Einsatz eines Schmieröls 10W-30 mit 0,4 % Ölruß zur Simulation, und eines Schmieröls 0W-20 mit 0,4% Ölruß zur Simulation. Die Verschleißprüfung wurde mit einem Kettenzyklus von 4.500.000 Umdrehungen durchgeführt (mit anderen Worten betrug die Gesamtumdrehungsanzahl der Kette 4.500.000 Zyklen).
Die Prüfresultate der Verschleißprüfung, die unter Verwendung der oben beschriebenen Verschleißprüfungsvorrichtung ausgeführt wurde, sind in den 8 und 9 gezeigt.
Diese Figuren zeigen die Prüfresultate unterteilt in die drei oben beschriebenen Prüfbedingungen, nämlich das Schmieröl 10W-30 mit Ölruß zur Simulation, Schmieröl 0W-20 mit Ölruß zur Simulation, sowie realistische Maschinenlaufbedingungen. 8 zeigt das Ausmaß an Verschleiß der Stiftlöcher in den Kettenlaschen (L) und der Stifte (P) als Vergleich zwischen einem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung und einem Gegenstand nach dem Stand der Technik, und 9 zeigt die Längung der geräuscharmen Kette als Vergleich zwischen dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung und dem Gegenstand nach dem Stand der Technik.
In 8 waren die Kettenlaschen (L) in dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung Kettenlaschen mit den oben beschriebenen gehärteten Partikeln, und die Kettenlaschen (L) in dem Gegenstand nach dem Stand der Technik waren herkömmliche Kettenlaschen ohne die gehärteten Partikel. Darüber hinaus waren in 8 die Verbindungsstifte (P) in dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung und in dem Gegenstand nach dem Stand der Technik jeweils VC-Stifte. Unterdessen war in 9 die geräuscharme Kette in dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung eine geräuscharme Kette mit VC-Stiften und Kettenlaschen, die die oben beschriebenen gehärteten Partikel umfassen, während die geräuscharme Kette in dem Gegenstand nach dem Stand der Technik eine geräuscharme Kette mit VC-Stiften und herkömmlichen Kettenlaschen ohne gehärtete Partikel war.
Wie aus der 8 ersichtlich ist, zeigten die Kettenlaschen (L) in dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung, also Schmieröl 10W-30 mit Ölruß zur Simulation, Schmieröl 0W-20 mit Ölruß zur Simulation und realistischen Maschinenlaufbedingungen, geringeren Verschleiß der Stiftlöcher als die Kettenlaschen (L) in dem Gegenstand nach dem Stand der Technik in allen Prüfmodi. Insbesondere in dem Prüfmodus Schmieröl 10W-30 + Ölruß zur Simulation zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 48 % geringeren Verschleiß der Stiftlöcher als der Gegenstand nach dem Stand der Technik; in dem Prüfmodus Schmieröl 0W-20 + Ölruß zur Simulation zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 60 % geringeren Verschleiß der Stiftlöcher als der Gegenstand nach dem Stand der Technik, und im Prüfmodus unter realistischen Maschinenlaufbedingungen zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 36 % geringeren Verschleiß der Stiftlöcher als der Gegenstand nach dem Stand der Technik. Darüber hinaus ergab sich im Wesentlichen kein Unterschied zwischen beiden in Bezug auf das Ausmaß an Verschleiß der Stifte (P), und zwar in keinem der Prüfmodi.
Darüber hinaus zeigt, wie aus der 9 deutlich wird, die geräuscharme Kette in dem Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung in allen Prüfmodi eine geringere Längung als die geräuscharme Kette in dem Gegenstand nach dem Stand der Technik. Dies kann leicht aus den Ergebnissen in 8 erschlossen werden. Insbesondere in dem Prüfmodus Schmieröl 10W-30 + Ölruß zur Simulation zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 41 % geringere Kettenlängung als der Gegenstand nach dem Stand der Technik; in dem Prüfmodus Schmieröl 0W-20 + Ölruß zur Simulation zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 48 % geringere Kettenlängung als der Gegenstand nach dem Stand der Technik, und im Prüfmodus unter realistischen Maschinenlaufbedingungen zeigte der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung um etwa 22 % geringere Kettenlängung als der Gegenstand nach dem Stand der Technik.
Als Nächstes ist 10 ein schematisches Diagramm und zeigt einen Zustand des Gleitkontakts zwischen den Kettenlaschen und den Verbindungsstiften gemäß der vorliegenden Erfindung während des Betriebs der geräuscharmen Kette. Wie in dieser Figur gezeigt, ist eine große Anzahl gehärteter Partikel hp in einem Bereich in der Umgebung der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 in den Kettenlaschen aufdotiert (mit anderen Worten, dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht). Die gehärteten Partikel hp sind in unregelmäßigen Abständen zueinander nicht nur in der Umfangsrichtung an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher (der seitlichen Richtung in 10) und in der Richtung entlang der zylindrischen Oberfläche der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher (die Richtung senkrecht auf die Seite in der Figur) aufdotiert, sondern auch in der Normalrichtung der Stiftlöcher 22, mit anderen Worten der Richtung, die von der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in den Grundwerkstoff hinein vorrückt (in der Figur nach unten). Die Verbindungsstifte 3 sind in die Stiftlöcher 22 in den Kettenlaschen eingesetzt. In der Figur sind der Einfachheit halber die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 in der Kettenlasche 2 und die äußere Umfangsfläche 30 des Verbindungsstifts 3 als gerade Linien dargestellt statt als gekrümmte Linien. Zwischen der äußeren Umfangsfläche 30 des Verbindungsstifts 3 und der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 ist ein Spielraum C ausgebildet. Eine große Anzahl von Vorsprüngen 30a, die nach außen wegragen, ist an der äußeren Umfangsfläche 30 des Verbindungsstifts 3 ausgebildet; hier sind die Vorsprünge 30a aber mit übertriebener Oberflächenrauheit der äußeren Umfangsfläche 30 gezeichnet. Darüber hinaus liegt in der abgebildeten Situation Ruß s in dem Spielraum C zwischen dem Verbindungsstift 3 und den Stiftlöchern 22 vor.
Der Grund dafür, warum der Gegenstand nach der vorliegenden Erfindung in der oben beschriebenen Verschleißprüfung bedeutend geringeren Verschleiß der Stiftlöcher in den Kettenlaschen zeigt als der Gegenstand nach dem Stand der Technik, wird nun mithilfe von 10 beschrieben.
Die Kettenlaschen 2 unterliegen einer wiederholten Gelenksbewegung während des Betriebs der geräuscharmen Kette, wenn die geräuscharme Kette sich um die Kettenräder dreht, sowie als Ergebnis davon, dass die Kettenlaschen 2 während der Drehung entlang der Verbindungsstifte 3 gleiten (siehe die weißen Pfeile von 10).
Wird eine ausreichend Menge Öl an den Spielraum C zwischen den Verbindungsstiften 3 und den Stiftlöchern 22 geliefert, ist es in diesem Fall möglich, zu verhindern, dass die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 an den Kettenlaschen 2 Adhäsiv-Verschleiß verursacht, wenn die Kettenlaschen 2 während der Drehung um die Verbindungsstifte 3 gleiten. Kommt jedoch andererseits, wenn der Ölfilm in dem Spielraum C als Ergebnis einer Verringerung der Ölzufuhr oder einer Verdünnung des Öls, oder eines Abfalls der Ölviskosität oder Ölalterung etc. abreißt, oder wenn die Verbindungsstifte 3 und die Stiftlöcher 22 durch Ruß s in dem Öl (Angriff durch Ruß) korrodieren, die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 in den Kettenlaschen 2 in direkten Kontakt mit der äußeren Umfangsfläche 30 der Verbindungsstifte 3, oder gelangt sie durch den Ruß s in Kontakt, führt dies zu plastischem Fließen, und es besteht ein Risiko, dass die innere Umfangsfläche der Stiftlöcher als Resultat Adhäsiv-Verschleiß verursacht.
Gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform ist wie oben beschrieben jedoch eine große Anzahl gehärteter Partikel hp auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in den Kettenlaschen 2 aufdotiert; dadurch zeigt, wenn die Stiftlöcher 22 gegen die äußere Umfangsfläche der Verbindungsstifte 3 gleiten, insbesondere unter Schmierbedingungen, die als Adhäsiv-Modus bekannt sind, was das Abreißen des Ölfilms oder Korrosion durch Ruß s einschließt, die große Anzahl der gehärteten Partikel hp, die an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher freiliegen, einen sogenannten "Ankereffekt" und versuchen, in dieser Position zu bleiben; dadurch ist es möglich, den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht um die gehärteten Partikel hp effektiv daran zu hindern, durch das Gleiten der Verbindungsstifte 3 (siehe die Pfeile über der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher in 10) plastisches Fließen zu verursachen, und als Ergebnis ist es möglich, Adhäsiv-Verschleiß an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher 22 zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Darüber hinaus liegen die gehärtete Partikel hp nicht nur in dem Oberflächen-Schichtabschnitt an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher vor, sondern auch in der Tiefenrichtung in dem Querschnitt der Stiftlöcher, und wenn daher der Oberflächen-Schichtabschnitt an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher verschleißt und die gehärteten Partikel hp an dem Oberflächen-Schichtabschnitt sich ablösen, werden die gehärteten Partikel hp, die in der Tiefenrichtung und dem Querschnitt der Stiftlöcher vorliegen, an dem Oberflächen-Schichtabschnitt an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher freigelegt, und der ”Anker-Effekt” zeigt sich erneut. Dadurch ist es möglich, plastisches Fließen an dem Oberflächen-Schichtabschnitt an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher zu verhindern, und als Ergebnis ist es möglich, Adhäsiv-Verschleiß der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher zu verringern und die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
Die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Beispiel, in dem kreisförmige Löcher für die Stiftlöcher in den Kettenlaschen verwendet werden, und in dem auch Stifte mit einem kreisförmigen Querschnitt für die Verbindungsstifte verwendet werden; die vorliegende Erfindung ist aber auch auf Stiftlöcher und Verbindungsstifte mit beliebigen anderen Gestalten anwendbar.
Die oben beschriebene Ausführungsform betrifft ein Beispiel, bei dem eine Art von Chrom-Molybdän-Stahl als das Stahlmaterial verwendet wird, und Chromoxid für die gehärtete Partikel; die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann auch Chromkarbid und Chromnitrid umfassen. Darüber hinaus ist es auch möglich, Stahl zu verwenden, der Vanadium, Titan oder Niob (zum Beispiel Vanadiumstahl, Titanlegierung oder Niobstahl) umfasst, und ein Oxid, Karbid oder Nitrid von ursprünglich in dem Stahl vorhandenem Vanadium (V), Titan (Ti) oder Niob (Nb) kann ebenfalls für die gehärteten Partikel verwendet werden.
Die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform betrifft ein Beispiel, bei dem die Kettenlaschen gemäß der vorliegenden Erfindung in einer geräuscharmen Kette verwendet werden; die vorliegende Erfindung kann jedoch auch in ähnlicher Weise in Kettenlaschen für eine Rollenkette und Kettenlaschen für eine Flyerkette eingesetzt werden. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung nicht nur in Kettenlaschen für eine Kette, sondern auch für andere Gleitelemente verwendet werden, die gegeneinander gleiten.
[Gewerbliche Anwendung]
Die vorliegende Erfindung ist für Ketten für Leistungsgetriebe geeignet, wie etwa geräuscharme Ketten, Rollenketten, Flyerketten, Motornockenwellen-Antriebsketten, Ölpumpenantriebsketten und Unterketten, und insbesondere für Kettenglieder, die endlos durch Verbindungsstifte verbunden sind.
Bezugszeichenliste

1: Geräuscharme Kette
2: Kettenlasche (Gleitelement)
22: Stiftloch
3: Verbindungsstift
hp: Gehärtete Partikel

[Dokumente des Stands der Technik]
[Patentdokumente]

[Patentdokument 1] JP 56-41370 a (siehe Ansprüche)
[Patentdokument 2] JP 10-169723 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 3] JP 2002-195356 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 4] JP 2006-336056 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 5] JP 2011-122190 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 6] JP 2008-223859 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 7] JP 2000-249196 A (siehe Ansprüche 1 und 3)
[Patentdokument 8] JP 2003-269550 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 9] JP 2005-291349 A (siehe Anspruch 1)
[Patentdokument 10] JP 2006-132637 A (siehe Anspruch 1)

Claims

Gleitelement aus Stahl, wobei eine durch Durchführung einer Wärmebehandlung erhaltene gehärtete Schicht an der Oberfläche davon ausgebildet ist, und eine große Anzahl gehärteter Partikel mit derselben Härte oder einer größeren Härte als die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht in einem kristallinen Zustand auf den Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht aufdotiert ist.
Gleitelement nach Anspruch 1, wobei die gehärteten Partikel ein Oxid, Karbid oder Nitrid eines beliebigen Elements aus Cr, V, Ti und Nb sind, das ursprünglich vor der Wärmebehandlung in dem Gleitelement vorhanden war.
Gleitelement nach Anspruch 1, wobei die gehärtete Schicht durch Warmbadhärtung gebildet wird, und die gehärteten Partikel eine Kristallkorngröße von mehreren Mikrometern bis mehrere zehn Mikrometer aufweisen, und in einem kristallinen Zustand innerhalb der Martensitstruktur dotiert werden.
Gleitelement nach Anspruch 1, wobei die Dicke der gehärteten Schicht 20 bis 30 µm beträgt.
Gleitelement nach Anspruch 1, wobei die Härte der gehärteten Partikel Hv 550 bis 2500 beträgt, und die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht des Gleitelements Hv 500 bis 600 beträgt.
Kettenglied aus Stahl mit Stiftlöchern zum Einsetzen von Verbindungsstiften, wobei eine gehärtete Schicht, die durch Durchführung einer Wärmebehandlung erhalten wird, an der inneren Umfangsfläche der Stiftlöcher ausgebildet, und eine große Anzahl von gehärteten Partikeln mit derselben Härte oder einer größeren Härte als die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht in einem kristallinen Zustand an dem Oberflächen-Schichtabschnitt der gehärteten Schicht aufdotiert ist.
Kette umfassend das Kettenglied nach Anspruch 6, wobei eine gehärtete Schicht umfassend ein Karbid oder Nitrid von einem, von zwei oder mehr Elementen aus Cr, V, Ti, Nb und W an den Verbindungsstiften ausgebildet ist, und die Oberflächenhärte der gehärteten Schicht dieselbe oder größer ist als die Härte der gehärteten Partikel.