JPH06158264A - アルミニウム合金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方法及び動力伝達部品 - Google Patents

アルミニウム合金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方法及び動力伝達部品

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JPH06158264A
JPH06158264A JP4310037A JP31003792A JPH06158264A JP H06158264 A JPH06158264 A JP H06158264A JP 4310037 A JP4310037 A JP 4310037A JP 31003792 A JP31003792 A JP 31003792A JP H06158264 A JPH06158264 A JP H06158264A
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JP
Japan
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power transmission
aluminum alloy
transmission parts
engaging surface
carbon steel
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Application number
JP4310037A
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English (en)
Inventor
Shuichiro Kato
周一郎 加藤
Shuji Tanabe
修治 田辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Aluminium Co Ltd
Original Assignee
Nippon Aluminium Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミニウム合金製動力伝達部品の係合面
に、前処理を施すことなく、密着性及び表面平滑性の良
好な耐摩耗性皮膜を形成することができる方法を提供す
ることである。 【構成】 クロムを多量に含有した高炭素鋼系材料であ
って粒度範囲が10〜45μmのものを、高速フレーム
溶射法により溶射することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軽量化を図るためにア
ルミニウム合金製とした動力伝達部品の係合面に、耐摩
耗性皮膜を形成する方法、及びその方法により形成され
た耐摩耗性皮膜を有する動力伝達部品に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】航空機、鉄道車両、乗用自動車、貨物自
動車などの輸送機械やロボットなどの産業機械の分野に
おいては、高性能化や省エネルギー化を推進するため
に、構成部品の軽量化が求められており、鉄系材料で作
られていた従来部品をアルミニウム合金製とすることが
盛んに行なわれている。特に、動力伝達部品をアルミニ
ウム合金製とすれば、動力伝達部品自体の軽量化だけで
なく、動力伝達部品を駆動する装置の小型化も図ること
ができるので、軽量化の効果が大きい。このため、歯
車、ラック、プーリーのような動力伝達部品をアルミニ
ウム合金製とすることが、強く求められている。しか
し、これらの動力伝達部品は、他の部品と機械的に係合
するものであるため、その係合面の摩耗が懸念されるも
のである。アルミニウム合金は、耐久性に乏しいため、
動力伝達部品に用いるのに適していないとされていた。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】上記のような動力伝
達部品をアルミニウム合金製とするためには、係合面に
耐摩耗性の機能を付与する必要がある。そのための技術
としては、係合面に、アルマイト(硬質アルマイトを含
む)皮膜を形成したり、硬質クロムめっき皮膜を形成し
たり、プラズマ溶射などの従来一般の溶射法により硬質
皮膜を形成したりすることが知られている。
【0004】しかし、アルマイト皮膜、硬質クロムめっ
き皮膜は、数10μm程度の膜厚のものしかできないた
め、耐久性に乏しかった。また、従来一般の溶射法で
は、100μm以上の膜厚を有する皮膜の形成は可能で
あるが、表面が滑かでないために平滑化するための後処
理としての機械加工を必要とし、また、係合面に対する
密着性もあまり良くないために耐久性に乏しく、密着性
を向上させるためにはブラスト処理等の前処理を施す必
要があった。
【0005】本発明は、アルミニウム合金製動力伝達部
品の係合面に、前処理を施すことなく、密着性及び表面
平滑性の良好な耐摩耗性皮膜を形成することができる方
法を提供すること、及び軽量であり、係合面の耐摩耗性
が充分に且つ安価に向上された動力伝達部品を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明のアルミニウム
合金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方
法は、アルミニウム合金でできた動力伝達部品の係合面
に、クロムを多量に含有した高炭素鋼系材料であって粒
度範囲が10〜45μmのものを、高速フレーム溶射法
により溶射することを特徴とするものである。
【0007】本発明の動力伝達部品は、アルミニウム合
金でできており、その係合面に、クロムを多量に含有し
た高炭素鋼系材料からなり、且つビッカース硬度が40
0以上、膜厚が100μm以上、及び表面粗度が20μ
m以下である溶射皮膜が形成されていることを特徴とす
るものである。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は本発明の動力伝達部品の一種であるプーリー
を示す縦断面図、図2は図1の一部拡大図である。プー
リー1は、アルミニウム合金でできており、外周面に溝
11を円周方向に連続して有している。溝11は、傾斜
面11aと傾斜面11bと僅かな底面11cとで構成さ
れた断面略V字状のものである。即ち、面11a、11
b、11cによりベルトに対する係合面が構成されてい
る。そして、溝11の全ての面11a、11b、11c
には溶射皮膜12が均一な厚さで形成されている。溶射
皮膜12は、クロムを多量に含有した高炭素鋼系材料か
らなり、具体的には表1に示す組成の材料からなってい
る。
【0009】
【表1】
【0010】溶射皮膜12には、表面が滑かであり、溝
11の係合面との密着性が良いことが要求される。その
ような溶射皮膜の形成方法を検討すべく、次のような実
験を行なった。板厚2mm、幅20mm、長さ150m
mであり、A5083P−O材からなるアルミニウム合
金板を試験片として用い、その表面に、表1に示す組成
を有する溶射材料であって、表2に示す粒度範囲及び平
均粒径を有する3種の溶射材料A、B、Cを、高速フレ
ーム溶射法により溶射し、膜厚200μmの溶射皮膜を
それぞれ形成した。このとき、溶射材料粒子の飛行速度
は、溶射ガンのノズル寸法を調節して600m/sec
以上となるように設定し、溶射距離は250mmに設定
した。また、前処理としてのブラスト処理は、施した場
合と施さない場合とを設定した。
【0011】
【表2】
【0012】溶射皮膜の形成された試験片について、表
面粗度の測定と180度密着曲げ試験を行なった。その
結果を表3に示す。
【0013】
【表3】
【0014】表3からわかるように、溶射皮膜の密着性
については、ブラスト処理の有無及び溶射材料の種類に
拘らず、いずれも剥離なしという良好な結果が得られ
た。しかし、表面粗度については、溶射材料の種類即ち
粒度範囲及びブラスト処理の有無によって大きく変化
し、Rz(最大表面粗度)で20μm以下の目標値を得
るためには、ブラスト処理なしで粒度範囲が10〜45
μmの溶射材料を用いる必要がある。なお、表面粗度が
Rzで20μm以下であると、表面は、後処理としての
機械加工を必要としない程度に滑かなものとなる。
【0015】具体的には、次のようにして行なう。な
お、用いる溶射材料は、表2に示すCとした。また、溶
射皮膜12の目標とする表面粗度はRzで15μmとし
た。また、溝11は図3に示すように底角αが40度で
ある。図3に示すように、まず、水平に対して直角な矢
印a方向から、次に、水平に対する角度βが75度であ
る矢印b方向から、次に、水平に対する角度βが75度
である矢印c方向から、順に溶射材料を吹付ける。その
際、溶射材料粒子の飛行速度は600m/sec以上に
設定し、溶射距離は250mmに設定した。得られた溶
射皮膜12は、ビッカース硬度が400以上、膜厚が1
00μm以上、及び表面粗度が20μm以下であった。
【0016】溶射皮膜12の上記形成方法では、クロム
を多量に含有した高炭素鋼系材料であって粒度範囲が1
0〜45μmのものを、高速フレーム溶射法により溶射
するので、溝11の傾斜面11a、11bに対しても溶
射材料が良好に付着し、密着性の良い溶射皮膜12が得
られる。従って、ブラスト処理等の前処理が不要であ
り、係合面の形状を変形させることもない。
【0017】また、溶射皮膜12は、Rzで20μm以
下の表面粗度を有しているので、表面平滑性は良好であ
り、後処理としての機械加工が不要であり、そのままの
状態で用いられる。
【0018】また、上記構成のプーリーは、アルミニウ
ム合金でできているので、例えば鉄製のものに比して1
/3の重量であり、軽量化の要望に対応できる。
【0019】また、溝11の全ての面11a、11b、
11cに溶射皮膜12が形成されているので、ベルトに
対する係合面における耐摩耗性はアルミニウム合金の素
地の場合に比して向上している。しかも、溶射皮膜12
は、表1に示すようなクロムを多量に含有した高炭素鋼
系材料からなっているので、硬く、この点からも係合面
の耐摩耗性は充分に向上しており、更に安価に形成され
る。
【0020】なお、溶射材料として、炭素を0.8〜
1.2%含んだ高炭素鋼を用いると、得られる溶射皮膜
のビッカース硬度は400〜550となり、フェロクロ
ム、即ち、クロムを50〜70%、炭素を5〜10%、
ケイ素を1〜2%含んだ高炭素鋼を用いると、得られる
溶射皮膜のビッカース硬度は600〜900となる。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明のアルミニウム合
金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方法
は、アルミニウム合金でできた動力伝達部品(例えばプ
ーリー1)の係合面に、クロムを多量に含有した高炭素
鋼系材料であって粒度範囲が10〜45μmのものを、
高速フレーム溶射法により溶射するので、溝11の傾斜
面11a、11bに対しても溶射材料を良好に付着させ
ることができ、密着性の良い溶射皮膜12を形成でき
る。従って、ブラスト処理等の前処理を不要にでき、係
合面の形状を変形させることもない。また、Rzで20
μm以下の表面粗度を有する溶射皮膜12を得ることが
できるので、後処理としての機械加工を不要にできる。
【0022】また、本発明の動力伝達部品は、アルミニ
ウム合金でできており、その係合面に、クロムを多量に
含有した高炭素鋼系材料からなり、且つビッカース硬度
が400以上、膜厚が100μm以上、及び表面粗度が
20μm以下である溶射皮膜が形成されているので、軽
量化に充分対応できるとともに、係合面の耐摩耗性を充
分に且つ安価に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の動力伝達部品の一種であるプーリー
を示す縦断面図である。
【図2】 図1の一部拡大図である。
【図3】 本発明の形成方法の工程を示す断面拡大部分
図である。
【符号の説明】
1 プーリー 11 溝 12 溶射皮膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金でできた動力伝達部品
    の係合面に、クロムを多量に含有した高炭素鋼系材料で
    あって粒度範囲が10〜45μmのものを、高速フレー
    ム溶射法により溶射することを特徴とするアルミニウム
    合金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方
    法。
  2. 【請求項2】 アルミニウム合金でできており、その係
    合面に、クロムを多量に含有した高炭素鋼系材料からな
    り、且つビッカース硬度が400以上、膜厚が100μ
    m以上、及び表面粗度が20μm以下である溶射皮膜が
    形成されていることを特徴とする動力伝達部品。
JP4310037A 1992-11-19 1992-11-19 アルミニウム合金製動力伝達部品の係合面への耐摩耗性皮膜の形成方法及び動力伝達部品 Pending JPH06158264A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1217260A1 (de) * 2000-12-21 2002-06-26 Wacker-Chemie GmbH Riemenscheibe mit mikroprofilierter Oberfläche
US6742769B2 (en) 1999-04-01 2004-06-01 Otis Elevator Company Elevator sheave for use with flat ropes
EP1568646A3 (en) * 1999-04-01 2006-05-24 Otis Elevator Company Improved sheave design
WO2010002410A1 (en) * 2008-07-03 2010-01-07 Otis Elevator Company Wear and corrosion resistant coating having a roughened surface

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