JP3776306B2 - Metal ring nitriding jig - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機等に用いられる無端状金属ベルトの材料となる金属リングを窒化処理する際に用いる治具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車等の変速装置として用いられる無段変速機(CVT)のベルトは、複数の無端帯状の金属リングをそれらの厚み方向に積層して組み立てた積層リングにより構成されている。前記金属リングは、次のような方法により製造されている。
【0003】
まず、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成し、該ドラムに対して前記溶接時の熱により部分的に硬くなった硬度を均質化するために第1の溶体化を行う。次に、前記溶体化後のドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを圧延する。次に、圧延されたリングに対し、圧延組織を再結晶させ、圧延により変形された金属組織の形状を復元するために、第2の溶体化を行う。そして、前記溶体化後のリングを所定の周長に補正し、時効処理及び窒化処理を施して硬度を向上させた後、少しずつ周長の異なる複数のリングを相互に積層して前記積層リングを形成する。
【0004】
前記窒化処理としては、ガス窒化法、ガス軟窒化法、塩浴窒化法等が知られており、ガス窒化法またはガス軟窒化法は、前記金属リングを所定雰囲気内に所定時間保持することにより行われる。従来、前記ガス窒化法またはガス軟窒化法では、前記リングを垂直に懸架する治具が用いられている。前記治具の材料としては、Ni−Cu合金、SUS304材等が用いられている。
【0005】
しかしながら、前記従来の治具に前記リングを懸架してガス窒化法またはガス軟窒化法による窒化処理を行うと、前記リングが均一に窒化されなかったり、前記リングが前記治具に接触していた部分に接触痕が形成されることがあるという不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、ガス窒化法またはガス軟窒化法により、優れた品質を備える金属リングを得ることができる窒化処理治具を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らの検討によれば、ガス窒化法またはガス軟窒化法による窒化処理において、前記リングが均一に窒化されない理由は、前記治具に含まれる金属成分の一部が窒化反応を阻害するためであると考えられる。また、このように、前記治具に含まれる金属成分の一部に窒化反応を阻害する成分が存在すると、該治具に接触していた部分は窒化が進みにくくなり、このために前記接触痕が形成されるものと考えられる。
【0008】
前記治具に含まれて窒化反応を阻害する金属成分としては、Ni−Cu合金に含まれるCu、SUS304材に含まれるCr等がある。前記金属成分が窒化されることによる影響を避けるためには、治具全体を窒化されにくいNi、W、Moで構成することが考えられるが、純Niは柔らかいので前記治具を構成するには適さず、W、Moはマルエージング鋼に対して熱膨張率に開きがあり、加工困難である上、高価である。
【0009】
そこで、本発明の窒化処理治具は、かかる目的を達成するために、マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して形成された円筒状のドラムを所定幅に裁断して形成されたリングの窒化処理に用いる治具であって、リングを懸架する懸架手段を備えると共に、該懸架手段の該リングに接触する部分に純ニッケルを配設したことを特徴とする。
【0010】
本発明の窒化処理治具によれば、前記懸架手段が前記リングに接触する部分に窒化されにくい純ニッケルを配設したので、該懸架手段に懸架される前記金属リングの窒化を均一に行うことができると共に、接触痕の形成を低減することができる。また、純ニッケルは、熱膨張係数が前記金属リングの素材であるマルエージング鋼に近似しているので、前記治具と該金属リングとの熱膨張差により該金属リングに歪みが生じることを避けることができる。
【0011】
前記懸架手段の前記リングに接触する部分に配設する純ニッケルとしては、網状の純ニッケルを用いることができる。前記網状の純ニッケルを配設することにより、前記金属リングと純ニッケルとの接触面積が少なくなり、前記接触痕の形成をさらに低減することができる。
【0012】
前記懸架手段の前記リングに接触する部分に配設する純ニッケルは、前記部分にニッケルメッキを行うことによって配設することもできるが、ニッケルメッキは使用中に剥離することがあるので、注意が必要である。
【0013】
また、本発明の窒化処理治具は、周長の異なる複数の前記金属リングを同心円状に重ねて前記懸架手段に懸架するときに、該金属リング同士の間に網状の純ニッケルを配設することを特徴とする。
【0014】
本発明の窒化処理治具では、前記金属リング同士の間に網状の純ニッケルを配設することにより、該金属リング同士の接触を防止して、両金属リングの窒化を均一に行うことができると共に、接触痕の形成を低減することができる。従って、懸架手段1つ当たり、1回に処理することができる金属リングの数を増加させることができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は金属リングの製造工程の要部を模式的に示す工程図であり、図2は本実施形態の窒化処理治具の一構成例を示す正面図、図3(a)は図2示の窒化処理治具の要部側面図、図3(b)は図3(a)のA部拡大図であり、図4は本実施形態の窒化処理治具の他の構成例を示す正面図である。
【0016】
無段変速機等のベルトに用いられる金属ベルトを製造する際には、まず、図1示のようにマルエージング鋼の薄板1をベンディングしてループ化したのち、端部同士を溶接して円筒状のドラム2を形成する。このとき、前記マルエージング鋼は溶接の熱により時効硬化を示すので、ドラム2の溶接部分2aの両側に硬度の高い部分が出現し、圧延工程に影響を与える。
【0017】
そこで、次に、ドラム2を真空炉3に収容して所定温度に所定時間保持することにより第1の溶体化処理を行い、硬度を均一化する。前記第1の溶体化処理が終了したならば、ドラム2を真空炉3から搬出し、所定幅に裁断してリング4を形成する。
【0018】
前記のようにして形成されたリング4は、次に圧下率40〜50%で圧延された後、加熱炉5に収容して所定温度に所定時間保持することにより第2の溶体化を行い、前記圧延により変形した金属組織の形状を前記圧延前の形状に復元する。
【0019】
前記第2の溶体化処理が終了したならば、リング4を加熱炉5から搬出し、図示しない駆動ローラ及び従動ローラにリング4を掛け渡して張力を与え、前記駆動ローラによりリング4を回転駆動しながらリング4の走行方向と直交する方向に荷重を掛けることにより周長補正を行う。リング4は、前記周長補正により所定の周長となるまで延引される。
【0020】
前記周長補正が施されたリング4は、次に、図示しない熱処理装置に収容して時効処理及び窒化処理が施されたのち、少しずつ周長の異なる複数のリング4を相互に積層することにより、積層リングが形成される。
【0021】
本実施形態の窒化処理治具は、前記周長補正が施されたリング4を前記熱処理装置に搬送して、該熱処理装置内に収容して、前記リング4に時効処理を施すと共に、所定の雰囲気下にガス窒化法、ガス軟窒化法等の窒化処理を施すために用いられるものである。
【0022】
本実施形態の第1の態様の窒化処理治具は、図2示のように、基台11に回動自在に立設されたポール12と、ポール12の上下に水平方向に張り出して取着されたアーム13と、アーム13の先端に取着された上下各1対の懸架部材14とを備える。上下それぞれの懸架部材14は、その先端部14aが互いに対向するようにポール12側に傾斜されており、図3(a)の側面図に示すように該先端部14aにリング4を幅方向で挟持する平面視V字状の挟持部材15が備えられている。挟持部材15は、リング4の内周面に圧接し、リング4に張力を付与した状態で保持することができる。挟持部材15は、ポール12の左右にそれぞれ5個ずつ連設して鋸刃形状に備えられ、一度に10本のリング4を懸架することができるようになっている。
【0023】
本実施形態の窒化処理治具は、Ni−Cu合金、SUS304等により構成されており、リング4と接触する先端部14aの挟持部材15には純Niからなる網状部材16が配設され、網状部材16を介してリング4が懸架される。従って、前記熱処理装置内で前記窒化処理を施したときに、リング4を均一に窒化できると共に、接触痕の発生を低減して、優れた品質のリング4を得ることができる。
【0024】
次に、本実施形態の第2の態様の窒化処理治具は、図2及び図3示の窒化処理装置装置において、周長の異なる複数のリング4a,4bを同心円状に重ねて挟持部材15に懸架するようにしたものである。そして、このときには、図3(b)示のように挟持部材15に網状部材16を配設すると共に、図4示のようにリング4a,4bの間に、全周に亘って純Niからなる網状部材17を配設するものである。
【0025】
本実施形態の窒化処理治具によれば、リング4a,4bの接触を防止して、両リング4a,4bの窒化を均一に行うことができると共に、接触痕の形成を低減することができる。従って、懸架手段1つ当たり、1回に処理することができるリング4a,4bの数が増加し、効率よく処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】金属リングの製造工程の要部を模式的に示す工程図。
【図2】本発明の窒化処理治具の一構成例を示す正面図。
【図3】図3(a)は図2示の窒化処理治具の要部側面図、図3(b)は図3(a)のA部拡大図。
【図4】本発明の窒化処理治具の他の構成例を示す正面図。
【符号の説明】
1…マルエージング鋼の薄板、 2…ドラム、 4…リング、 14…懸架手段、 16,17…網状の純ニッケル。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a jig used for nitriding a metal ring used as a material for an endless metal belt used in a continuously variable transmission or the like.
[0002]
[Prior art]
A belt of a continuously variable transmission (CVT) used as a transmission of an automobile or the like is configured by a laminated ring that is formed by laminating a plurality of endless metal rings in the thickness direction. The metal ring is manufactured by the following method.
[0003]
First, a cylindrical drum by welding the ends of the thin plate of maraging steel is ultra high strength steel, homogenized partially hardened hardness by heat during the welding with respect to the drum In order to do so, the first solution treatment is performed. Next, the solution-treated drum is cut into a predetermined width to form a ring, and the ring is rolled. Next, in order to recrystallize the rolled structure on the rolled ring and restore the shape of the metal structure deformed by rolling, a second solution treatment is performed. Then, after the solution ring is corrected to a predetermined circumferential length and subjected to aging treatment and nitriding treatment to improve the hardness, a plurality of rings having different circumferential lengths are laminated to each other little by little. Form.
[0004]
As the nitriding treatment, a gas nitriding method, a gas soft nitriding method, a salt bath nitriding method, and the like are known. The gas nitriding method or the gas soft nitriding method is performed by holding the metal ring in a predetermined atmosphere for a predetermined time. Done. Conventionally, in the gas nitriding method or the gas soft nitriding method, a jig for vertically suspending the ring is used. As a material for the jig, Ni-Cu alloy, SUS304 material, or the like is used.
[0005]
However, when the ring is suspended from the conventional jig and nitriding is performed by gas nitriding or gas soft nitriding, the ring is not uniformly nitrided or the ring is in contact with the jig. There is an inconvenience that contact marks may be formed in the portion.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a nitriding jig capable of solving such inconvenience and obtaining a metal ring having an excellent quality by a gas nitriding method or a gas soft nitriding method.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to the study by the present inventors, the reason why the ring is not nitrided uniformly in the nitriding process by the gas nitriding method or the gas soft nitriding method is that a part of the metal component contained in the jig inhibits the nitriding reaction. This is probably because of this. In addition, when a component that inhibits the nitriding reaction is present in a part of the metal component contained in the jig as described above, the portion that has been in contact with the jig becomes difficult to undergo nitridation. Is considered to be formed.
[0008]
Examples of the metal component contained in the jig and inhibiting the nitriding reaction include Cu contained in the Ni—Cu alloy, Cr contained in the SUS304 material, and the like. In order to avoid the influence of the nitriding of the metal component, it is conceivable that the entire jig is made of Ni, W, or Mo, which is difficult to be nitrided. Not suitable, W and Mo have a difference in thermal expansion coefficient with respect to maraging steel, are difficult to process, and are expensive.
[0009]
Therefore, the nitriding jig of the present invention is a ring formed by cutting a cylindrical drum formed by welding end portions of maraging steel thin plates to a predetermined width in order to achieve such an object. A jig used for the nitriding treatment of the above-mentioned is characterized in that it comprises suspension means for suspending a ring, and pure nickel is disposed on a portion of the suspension means that contacts the ring.
[0010]
According to the nitriding jig of the present invention, pure nickel which is not easily nitrided is disposed in a portion where the suspension means contacts the ring, so that the metal ring suspended by the suspension means is uniformly nitrided. And the formation of contact marks can be reduced. Pure nickel has a thermal expansion coefficient similar to that of maraging steel, which is the material of the metal ring, so that the metal ring is prevented from being distorted due to a difference in thermal expansion between the jig and the metal ring. be able to.
[0011]
As the pure nickel provided in the portion of the suspension means that contacts the ring, net-like pure nickel can be used. By arranging the net-like pure nickel, the contact area between the metal ring and pure nickel is reduced, and the formation of the contact marks can be further reduced.
[0012]
Pure nickel provided on the part of the suspension means that contacts the ring can be provided by nickel plating on the part, but the nickel plating may be peeled off during use. is necessary.
[0013]
In the nitriding jig of the present invention, when a plurality of the metal rings having different circumferences are concentrically overlapped and suspended on the suspension means, net-like pure nickel is disposed between the metal rings. It is characterized by that.
[0014]
In the nitriding jig of the present invention, by arranging net-like pure nickel between the metal rings, contact between the metal rings can be prevented, and both metal rings can be nitrided uniformly. At the same time, the formation of contact marks can be reduced. Therefore, the number of metal rings that can be processed at one time per suspension means can be increased.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a process diagram schematically showing a main part of a metal ring manufacturing process, FIG. 2 is a front view showing a configuration example of a nitriding jig of this embodiment, and FIG. 3 (a) shows FIG. FIG. 3B is an enlarged view of a portion A of FIG. 3A, and FIG. 4 is a front view showing another configuration example of the nitriding jig of this embodiment. It is.
[0016]
When manufacturing a metal belt used for a belt of a continuously variable transmission or the like, first, as shown in FIG. 1, a maraging steel
[0017]
Therefore, next, the
[0018]
The
[0019]
When the second solution treatment is completed, the
[0020]
The
[0021]
The nitriding jig of this embodiment transports the
[0022]
As shown in FIG. 2, the nitriding jig of the first aspect of the present embodiment is attached to a
[0023]
The nitriding jig of this embodiment is made of a Ni—Cu alloy, SUS304, or the like, and a net-
[0024]
Next, the nitriding jig of the second aspect of the present embodiment is the
[0025]
According to the nitriding jig of this embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram schematically showing a main part of a metal ring manufacturing process.
FIG. 2 is a front view showing a configuration example of a nitriding jig of the present invention.
3A is a side view of the main part of the nitriding jig shown in FIG. 2, and FIG. 3B is an enlarged view of part A of FIG. 3A.
FIG. 4 is a front view showing another configuration example of the nitriding jig of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
リングを懸架する懸架手段を備えると共に、該懸架手段の該リングに接触する部分に純ニッケルを配設したことを特徴とする金属リングの窒化処理治具。A jig used for nitriding a ring formed by cutting a cylindrical drum formed by welding ends of thin plates of maraging steel to a predetermined width,
A metal ring nitriding jig comprising a suspension means for suspending a ring, and pure nickel is disposed on a portion of the suspension means that contacts the ring.
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