KR20190129747A - 무단 금속 벨트, 및 그 제조 방법 - Google Patents

무단 금속 벨트, 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20190129747A
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Abstract

최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 충분히 저감할 수 있고, 내마모성이 우수한 무단 금속 벨트를 제공하는 것.
복수의 금속링이 적층된 벨트 부재와, 당해 벨트 부재에 의해 지지되는 엘리먼트를 구비하는, 무단 금속 벨트로서, 상기 복수의 금속링 중, 최내층의 금속링이 마레이징 강판이고, 다른 금속링이, 표면에 질화층을 가지며, 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지고, 인장 강도가 1700MPa 이상이며, 상기 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950인, 무단 금속 벨트.

Description

무단 금속 벨트, 및 그 제조 방법{ENDLESS METAL BELT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 무단(無端) 금속 벨트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
무단(無段) 변속기(CVT)로서 벨트식 CVT가 알려져 있다. 벨트식 CVT용의 동력 전달용 벨트로서, 금속링을 적층한 벨트 부재와, 당해 벨트 부재에 지지된 복수의 엘리먼트로 이루어지는 무단 금속 벨트가 알려져 있다.
상기 벨트 부재는, 동력 전달 시에 장력, 굽힘 응력, 마찰력 등을 받는다. 그 때문에, 벨트 부재나 당해 벨트 부재를 구성하는 금속링에는, 강도, 내마찰성 등의 특성이 요구되고, 다양한 검토가 이루어져 있다.
벨트 부재용의 금속링의 재질의 하나로서, 높은 강도와 인성(靭性)을 가지는 마레이징강(maraging steel)이 알려져 있다(예를 들면 일본공개특허 특개소61-17743호 공보). 그러나, 마레이징강은 Ni, Co, Mo 등을 많이 함유하고, 고가인 점에서, 대체 가능한 재질이 검토되고 있다.
일본공개특허 특개소62-37535호 공보에는, 복수 매의 무단 띠 형상 박판 금속 밴드를 두께 방향으로 포갠 적층 밴드에 있어서, 가장 내측의 밴드를 마레이징강으로 하고, 다른 층을 석출 경화형 스테인리스강으로 하는 구성이 개시되어 있다.
일본공개특허 특개평11-351334호 공보에는, 복수의 얇은 무단 벨트 형상의 금속성의 링 시트를 직경 방향으로 포개어 구성된 금속링부재에 있어서, 최내주 및 최외주의 링 시트를 마레이징강으로 하고, 중간의 링 시트를 석출 경화형 스테인리스강으로 하는 구성이 개시되어 있다. 일본공개특허 특개평11-351334호 공보에 의하면, 당해 금속링 부재가 충분한 강도 및 내구성을 가진다고 되어 있다.
또한, 일본공개특허 특개2011-195861호 공보 및 국제공개 제2015/087869호에는, 특정한 조성을 가지고, 표면에 질화층을 가지는 CVT용 링부재가 개시되어 있다.
본 발명자들은, 후술하는 비교예에 나타내어지는 바와 같이, 벨트 부재를 구성하는 금속링을 동일한 재질로 한 경우, 최내층의 금속링에, 다른 층보다 큰 인장 응력이 생긴다는 지견을 얻었다. 예를 들면, 특허문헌 3에 나타내어지는 바와 같이 중간의 층에 석출 경화형 스테인리스강을 이용함으로써, 최내층의 인장 응력의 완화가 예측된다. 그러나, 스테인리스강은, 통상, Cr을 10% 이상 함유하기 때문에 질화 처리가 곤란하다. 그 때문에, 스테인리스강은 내마모성이 낮고, 특히 엘리먼트의 목부(13)(도 1 참조)와 접촉하는 링 단면(端面)의 마모의 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 충분히 저감할 수 있고, 내마모성이 우수한 무단 금속 벨트, 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시의 무단 금속 벨트는, 복수의 금속링이 적층된 벨트 부재와,
당해 벨트 부재에 의해 지지되는 엘리먼트를 구비하는, 무단 금속 벨트으로서,
상기 복수의 금속링 중, 최내층의 금속링이 마레이징 강판이고,
다른 금속링이, 표면에 질화층을 가지며, 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지고, 인장 강도가 1700MPa 이상이며, 상기 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950이다.
상기 무단 벨트의 일 실시형태는, 상기 최내층의 금속링이, 상기 다른 금속링보다 얇은 것이다.
본 실시의 무단 금속 벨트의 제조 방법은, 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지는 금속판을 링 형상으로 성형하고, 질화 처리함으로써, 금속링을 제조하는 공정과,
별도, 상기 금속판보다 얇은 마레이징 강판을 링 형상으로 성형함으로써, 최내층용의 금속링을 제조하는 공정과,
상기 최내층용의 금속링의 외주에 1개 이상의 상기 금속링을 적층하여, 벨트 부재로 하는 공정과,
상기 벨트 부재에 엘리먼트를 배치하는 공정을 가진다.
본 발명에 의하면, 최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 충분히 저감할 수 있고, 내마모성이 우수한 무단 금속 벨트, 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 이하의 상세한 설명 및 실례로 첨부된 도면을 통해 더욱 완전하게 이해될 것이며, 이에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것은 아니다.
도 1은, 본 실시의 무단 금속 벨트의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이다.
도 2는, 본 실시의 무단 금속 벨트의 일례를 나타내는 모식적인 부분 사시도이다.
도 3은, 본 실시의 무단 금속 벨트의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 4는, 금속링의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 5는, 최내층의 금속링의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은, 실시예 및 비교예의 금속링에 관련되는 최대 인장 응력을 나타내는 그래프이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시의 무단 금속 벨트의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시의 무단 금속 벨트의 일례를 나타내는 모식적인 단면도이고, 도 2는, 본 실시의 무단 금속 벨트의 일례를 나타내는 모식적인 부분 사시도이다.
도 1 및 도 2의 예에 나타내어지는 무단 금속 벨트(100)는, 복수의 금속링(1)이 적층된 벨트 부재(10)와, 엘리먼트(20)를 구비하고 있다. 당해 엘리먼트(20)는 공지된 것 중에서 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 도 1의 예에서는, 당해 엘리먼트(20)는, 기체부(基體部)(11)와 헤드부(12)와 이들을 접속하는 목부(13)를 가지고, 헤드부에는, 볼록부(14)와 당해 볼록부의 이면에 오목부(도시 생략)를 가지고 있다. 기체부(11)의 측면(15)이 통상 풀리와 접촉한다. 2개의 벨트 부재(10)는, 각각 엘리먼트(20)의 기체부(11)와 헤드부(12)와 목부(13)에 의해 형성되는 간극에 배치되어 엘리먼트를 지지한다. 엘리먼트(20)는, 통상, 도 2의 예에 나타내어지는 바와 같이 복수 가지고 있고, 볼록부(14)는, 다른 엘리먼트의 오목부와 계합(engaging)하여 배치된다. 도 2는 무단 금속 벨트의 일부이고, 엘리먼트(20)는, 벨트 부재(10)의 원주에 걸쳐 배치되어 있다.
이와 같은 무단 금속 벨트(100)에 있어서, 벨트 부재(10)를 구성하는 최내층의 금속링(1a)은, 엘리먼트(20)의 새들(saddle)면(16)과 접촉한다. 또한, 벨트 부재(10)의 측면은, 엘리먼트(20)의 목부(13)와 접촉한다.
본 실시의 무단 금속 벨트는, 벨트 부재의 최내층의 금속링으로서, 고강도이고 고인성의 마레이징강을 이용하고, 다른 금속링으로서, 표면 경도가 HV800∼950인 질화층을 표면에 가지고, 인장 강도가 1700MPa 이상인 상기 특정한 조성을 가지는 강을 이용한다. 그 결과, 최내층에 관련되는 인장 응력을 억제하고, 또한, 벨트 부재 측부와 엘리먼트의 접촉에 의한 마모를 억제하여, 무단 금속 벨트의 내구성이 향상한다. 또한, 최내층만을 마레이징강으로 함으로써, 비용의 저감도 가능해진다.
또한, 본 실시에 있어서 최내층의 금속링 이외의 금속링을 다른 금속링이라고 한다.
벨트 부재의 최내층을 구성하는 마레이징강은, C(탄소)가 0.03% 이하이고, Ni(니켈), Co(코발트), Ti(티탄) 및 Al(알루미늄)을 합계로 30% 이상 가지는 강재로서, 에이징함으로써 고강도 및 높은 인성을 가지는 강재이다.
본 실시에 있어서 마레이징강의 화학 조성은, 공지의 범위에서 적절히 선택하면 된다. 일례로서, 질량%로, C:0.03% 이하, Ni:18∼19%, Co:8.5∼9.5%, Mo:4.7∼5.2%, Ti:0.4∼0.7%, Al:0.05∼0.15% 함유하고, Cr(크롬)을 0.5∼1.5% 포함하고 있어도 되며, 잔부가 Fe(철) 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성 등으로 할 수 있다.
마레이징강의 에이징 처리 방법은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 질소 분위기, 또는 환원 분위기 하에서, 450∼500℃ 정도의 온도에서, 90∼180분 정도 행함으로써 에이징 처리할 수 있다.
본 실시에서 이용하는 마레이징강은, 추가로, 질화 처리된다. 질화 처리함으로써, 표면 경도를 향상시킬 수 있다. 질화 처리는, 예를 들면, 5∼15체적%의 암모니아 가스, 1∼3체적%의 수소 가스, 나머지가 질소 가스가 되는 분위기 하에서, 400∼450℃ 정도의 온도에서, 40∼120분 정도 행할 수 있다. 또한, 분위기 중의 수소 가스는 암모니아 가스의 열분해에 의해 발생하는 것이다.
본 실시에 있어서, 최내층의 금속링의 두께는, 용도 등에 따라 적절히 조정하면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서, 100㎛ 이상 200㎛ 이하로 할 수 있다. 본 실시에 있어서, 최내층의 금속링의 두께는, 후술하는 다른 금속링의 두께보다 얇은 것이 바람직하고, 5㎛ 이상 얇은 것이 보다 바람직하다. 최내층의 금속링을 얇게 함으로써, 최내층의 금속링의 굽힘 내성을 더 향상시킬 수 있다. 또한, 최내층의 금속링을 다른 금속링보다 얇게 함으로써, 다른 링과의 하중의 분담의 비율을 상대적으로 작게 할 수 있어, 최내층의 금속링에 관련되는 응력을 보다 저감하고, 벨트 전체로서의 내구성이 향상한다. 또한, 5㎛ 이상의 판두께 차이에 의해 도중 공정에서의 잘못된 부품 검지도 가능하다.
본 실시에 있어서, 상기 최내층의 금속링 이외의 다른 금속링은, 표면에 질화층을 가지고, 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하며, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지며, 인장 강도가 1700MPa 이상이고, 상기 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950이다. 이와 같은 금속링을 이용함으로써, 최내층의 금속링에 관련되는 응력을 저감할 수 있고, 또한, 엘리먼트와 접촉하는 측면의 내마모성도 우수하다.
당해 다른 금속링의 화학 조성에 대하여 설명한다.
C : 0.30∼0.70%
C는, 강도 및 인성을 확보하기 위하여 0.30% 이상 필요하다. 한편, 조대(粗大)한 탄화물의 형성에 의한 연성(延性)이나 인성의 저하를 억제하는 점에서, C의 함유 비율은 0.70% 이하로 한다.
Si : 2.50% 이하
Si(규소)는, 연성의 저하나 질화성의 저하를 억제하는 점에서, 2.50% 이하로 한다. 한편, 고강도화의 점에서, 0.10% 이상 함유해도 된다.
Mn : 1.00% 이하
Mn(망간)은, 연성의 저하를 억제하는 점에서, 1.00% 이하로 한다. 한편, 고강도화의 점에서, 0.10% 이상 함유해도 된다.
Cr : 1.00∼4.00%
Cr은, 고강도화 및 질화성 향상의 점에서 1.00% 이상으로 한다. 한편, Cr의 함유 비율이 높아지면 오히려 질화성이 저하하여, 질화 처리가 곤란해지기 때문에, 4.00% 이하로 한다.
Mo : 0.50∼3.00%
Mo(몰리브덴)의 함유 비율을 0.50% 이상으로 함으로써, 연성을 손상시키지 않고 강도 및 인성을 향상시킬 수 있다. 한편, 당해 강도 및 인성의 향상 효과는, 3.00% 이하로 충분하다.
V : 1.00% 이하
V(바나듐)는, 결정 입경의 미세화나 강도, 인성을 향상시키기 위하여, 0.1% 이상 함유해도 된다. 한편, 조대한 탄화물을 억제하여 강도 및 인성의 저하를 억제하는 점에서, V 함유 비율은 1.00% 이하로 한다.
Ni : 4.00% 이하
상기 다른 금속링은, 추가로, Ni를 함유해도 된다. Ni를 함유함으로써, 탄화물의 생성을 억제하고, 강도, 인성을 향상시킬 수 있다. Ni를 함유하는 경우, 그 함유 비율은 4.00% 이하인 것이 바람직하고, 2.0% 이하인 것이 보다 바람직하다.
식 1 : 159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000
상기 다른 금속링은 화학 조성이 상기 식 1을 충족시킴으로써, 피로 금속 강도 특성이 우수하고, 피로 수명이 우수한 금속링이 된다.
상기 다른 금속링의 화학 조성은, 상기 각 원소 이외의 잔부가 Fe 및 불가피 불순물이다. 불가피 불순물은, 원료나 제조 공정에 의해 불가피하게 혼입되는 원소이며, 당해 원소의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, S(유황), P(인), N(질소), O(산소), Al, Ti 등을 들 수 있다.
상기 다른 금속링은 인장 강도가 1700MPa 이상이다. 다른 층에 인장 강도가 1700MPa 이상인 금속링을 이용함으로써, 최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 저감할 수 있다.
본 실시에 있어서 인장 강도는, 대상이 되는 금속링을 한 쌍의 롤러에 걸쳐, 당해 한 쌍의 롤러를 개재하여 금속링을 당기는 인장력 시험에 의해 측정했다. 또한, 인장 강도는, 상기 인장력 시험에 있어서 금속링이 파단될 때까지의 하중 변화를 측정하고, 최대 하중을 링부재의 단면적으로 나눈 값으로 한다.
또한, 상기 다른 금속링은 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950이다. 표면 경도가 HV800 이상인 것에 의해, 엘리먼트와 접촉하는 링 측면의 마모를 억제할 수 있다. 한편, 표면 경도가 HV950 이하로 함으로써 링의 취화(脆化)를 억제하여, 강도를 확보할 수 있다.
본 실시에 있어서, 다른 금속링의 두께는, 용도 등에 따라 적절히 조정하면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서, 100㎛ 이상 200㎛ 이하로 할 수 있다.
또한, 다른 금속링에 있어서 질화층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 5㎛ 이상 50㎛ 이하로 할 수 있다.
본 실시에 있어서, 1개의 벨트 부재를 구성하는 금속링의 적층수는, 최내층의 금속링과 다른 금속링의 합계로, 적어도 2층 있으면 되고, 예를 들면 2∼12층으로 할 수 있다.
다음에, 도 3을 참조하여, 무단 금속 벨트의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 3은, 본 실시의 무단 금속 벨트의 제조 방법의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 3의 예에 나타내어지는 무단 금속 벨트의 제조 방법은, 특정한 화학 조성을 가지는 금속판을 이용하여 금속링을 제조하는 공정(S11)과, 이와는 별도로 마레이징 강판을 이용하여 최내층용의 금속링을 제조하는 공정(S12)과, 상기 최내층용의 금속링의 외주에 상기 다른 금속링을 적층하여 벨트 부재를 성형하는 공정(S13)과, 벨트 부재에 엘리먼트를 배치하여 무단 금속 벨트를 제조하는 공정(S14)을 가지고 있다. 본 실시의 제조 방법에 의하면, 최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 충분히 저감할 수 있고, 내마모성이 우수한 전술의 무단 금속 벨트를 적합하게 제조할 수 있다. 또한, 본 실시의 제조 방법은, 상기 마레이징 강판이 상기 금속판보다 얇은 것을 이용하기 때문에, 외관상 판별이 곤란한 마레이징 강판과 상기 금속판의 오인을 방지할 수 있다.
여기서, 도 4를 참조하여, 금속링을 제조하는 공정(S11)의 상세에 대하여 설명한다. 도 4는, 금속링의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 4의 예에 나타내어지는 바와 같이, 금속링의 제조 방법은, 금속판의 절단 공정(S21)과, 용접 공정(S22)과, 어닐링 공정(S23)과, 링 절단 공정(S24)과, 압연 공정(S25)과, 담금질 공정(S26)과, 둘레 길이 조정 공정(S27)과, 질화 처리 공정(S28)을 가지고, 필요에 따라, 예를 들면, 담금질 공정(S26) 후에 행하는 템퍼링 공정 등, 다른 공정을 가져도 되는 것이다.
강재(금속판)의 절단 공정(S21)은, 롤 형상 등 장척(長尺)의 금속판을 소정의 크기로 잘라내는 공정이다. 잘라낸 금속판은, 단부끼리를 맞대도록 하여, 통 형상으로 만곡한다.
용접 공정(S22)은, 통 형상으로 한 금속판의 단부끼리를 맞댄 부위를 용접하여, 통 형상의 드럼을 형성한다.
이어서, 어닐링 공정(S23)에 있어서, 상기 드럼을 어닐링하여 상기 용접에 의해 생긴 변형을 제거한다.
이어서, 링 절단 공정(S24)에서는, 어닐링 후의 드럼을 소정의 폭으로 절단하여, 복수의 링을 형성한다. 얻어진 링은, 필요에 따라 절단 시에 형성된 버를 제거하기 위하여 배럴 연마 등을 행해도 된다.
압연 공정(S25)에서는, 얻어진 금속링을 압연하여, 금속링을 소정의 둘레 길이에 가깝게 한다. 압연 공정 후에, 담금질 공정(S26)을 행하고, 필요에 따라 당해 담금질 공정 후에 템퍼링 공정을 행한다.
담금질 공정(S26)은, 예를 들면, 금속링을 850℃∼1000℃로 가열한 후 급랭한다. 또한 템퍼링 공정은, 예를 들면, 400∼500℃에서, 또한, 질화 처리 온도 이하에서 행할 수 있다.
이어서, 둘레 길이 조정 공정(S27)에 의해, 금속링을 소정의 둘레 길이로 한다. 둘레 길이 조정 공정은, 예를 들면, 먼저 서로 회전축이 평행하고, 근접 이간 방향으로 이동 가능하게 배치된 두 개의 회전 풀리를 준비한다. 이어서, 당해 회전 풀리를 따라, 금속링을 권회(卷回)하고, 그 후, 풀리를 회전시키면서, 회전축을 서서히 이간시킴으로써, 금속링을 연신하여, 둘레 길이를 조정한다.
둘레 길이 조정 후의 금속링은, 질화 처리 공정(S28)을 행한다. 질화 처리는, 예를 들면, 5∼15체적%의 암모니아 가스, 1∼3체적%의 수소 가스, 나머지가 질소 가스가 되는 분위기 하에서, 400∼450℃ 정도의 온도에서, 40∼120분 정도 행할 수 있다.
이와 같이 하여, 인장 강도가 1700MPa 이상이고, 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950인 금속링을 얻을 수 있다.
다음에, 도 5를 참조하여, 최내층용의 금속링의 제조 공정(S12)에 대하여 설명한다. 도 5는, 최내층의 금속링의 제조 공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다. 도 5의 예에 나타내어지는 바와 같이, 최내층용의 금속링은, 전술의 마레이징강을 이용하여, 당해 마레이징강의 절단 공정(S31)과, 용접 공정(S32)과, 어닐링 공정(S33)과, 링 절단 공정(S34)과, 압연 공정(S35)과, 필요에 따라 용체화(溶體化) 공정(S36)과, 둘레 길이 조정 공정(S37)과, 에이징 공정(S38)과, 질화 처리 공정(S39)을 행함으로써 제조할 수 있다.
여기서, 용체화 공정(S36)은, 압연 시에 생긴 가공 응력을 제거할 수 있어, 압연 공정 후에 필요에 따라 행해진다. 용체화 공정은, 예를 들면, 820∼860℃의 범위에서 1∼3분간의 조건으로 행할 수 있다.
에이징 공정(S38)은, 예를 들면, 질소 분위기, 또는 환원 분위기 하에서, 450∼500℃ 정도의 온도에서, 90∼180분 정도 행할 수 있다.
또한, 질화 처리 공정(S39)은, 예를 들면, 5∼15체적%의 암모니아 가스, 1∼3체적%의 수소 가스, 나머지가 질소 가스가 되는 분위기 하에서, 400∼450℃ 정도의 온도에서, 40∼120분 정도의 조건으로 행할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 이러한 기재에 의해 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
<제조예 1 : 금속링(1)의 제조>
장척의 마레이징 강판을 준비하고, 전술의 금속링의 제조 공정에 따라, 두께가 약 180㎛이고, 영률이 190GPa인 금속링(1)을 제조했다.
<제조예 2 : 금속링(2)의 제조>
질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe인 장척의 금속판을 준비하고, 전술의 금속링의 제조 공정에 따라, 두께가 약 185㎛, 질화층의 두께가 30㎛, 인장 강도가 1700MPa 이상, 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950, 영률이 210GPa인 금속링(2)을 제조했다.
<실시예 : 무단 금속 벨트의 제조>
최내층에 상기 제조예 1의 금속링(1)을 이용하고, 당해 금속링(1)의 외주에 8개의 금속링(2)을 적층하여, 9층의 벨트 부재를 얻었다. 당해 벨트 부재를 2개 이용하고, 도 1 및 도 2와 같이 엘리먼트를 배치하여, 실시예의 무단 금속 벨트를 얻었다.
<비교예 : 무단 금속 벨트의 제조>
벨트 부재를 구성하는 금속링을 모두 금속링(1)으로 하여, 9층의 벨트 부재를 얻었다. 당해 벨트 부재를 2개 이용하고, 도 1 및 도 2과 같이 엘리먼트를 배치하여, 비교예의 무단 금속 벨트를 얻었다.
도 6에, 실시예 및 비교예에서 이용한 벨트 부재(1 및 2)에 관하여, 최내층 및 최내층에 인접하는 2층째의 최대 인장 응력의 산출 결과를 나타낸다. 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 실시예의 최내층에 관련되는 최대 인장 응력은, 비교예의 최내층에 관련되는 최대 인장 응력과 비교하여, 6.4% 저감되는 것이 나타났다. 실시예에서는, 제 2 층의 최대 인장 응력이 상승되어 있어, 최내층에 관련되는 인장 응력이 다른 층에 분산된 것으로 추측된다. 이와 같이 본 실시에 의하면, 최내층의 금속링에 관련되는 인장 응력을 충분히 저감할 수 있고, 내마모성이 우수하고, 내구성이 우수한 무단 금속 벨트를 얻을 수 있다.
이와 같이 설명된 개시로부터, 본 발명의 실시형태가 다양한 방식으로 변경될 수 있음은 명백할 것이다. 그러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되고, 당업자에게 자명한 모든 변형은 이하의 청구 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (3)

  1. 복수의 금속링이 적층된 벨트 부재와,
    당해 벨트 부재에 의해 지지되는 엘리먼트를 구비하는, 무단 금속 벨트로서,
    상기 복수의 금속링 중, 최내층의 금속링이 마레이징 강판이고,
    다른 금속링이, 표면에 질화층을 가지며, 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지고, 인장 강도가 1700MPa 이상이며, 상기 질화층의 표면 경도가 HV800∼HV950인, 무단 금속 벨트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최내층의 금속링이, 상기 다른 금속링보다 얇은, 무단 금속 벨트.
  3. 질량%로, C:0.30∼0.70%, Si:2.50% 이하, Mn:1.00% 이하, Cr:1.00∼4.00%, Mo:0.50∼3.00%, V:1.00% 이하를 함유하고, 식 1:159×C(%)+91×Si(%)+68×Cr(%)+198×Mo(%)+646≥1000의 관계를 충족시키며, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 화학 조성을 가지는 금속판을 링 형상으로 성형하고, 질화 처리함으로써, 금속링을 제조하는 공정과,
    별도, 상기 금속판보다 얇은 마레이징 강판을 링 형상으로 성형함으로써, 최내층용의 금속링을 제조하는 공정과,
    상기 최내층용의 금속링의 외주에 1개 이상의 상기 금속링을 적층하여, 벨트 부재로 하는 공정과,
    상기 벨트 부재에 엘리먼트를 배치하는 공정을 가지는, 무단 금속 벨트의 제조 방법.
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