[發明專利]用于傳動帶金屬環構件的生產方法的熱處理方法

有效

• 申請號: 201080070729.6
• 申請日: 2010-12-20
• 公開（公告）號: CN103339267A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: B·彭寧斯
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: C21D1/06
• 分類號: C21D1/06;C21D1/18;C21D9/40
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張海濤;于輝

技術領域

本發明涉及一種金屬環的生產方法，該金屬環在傳動帶(drive?belt)中使用，更具體地涉及其熱處理方法部分，如權利要求1主題限定的那樣。該傳動帶典型地作為在主要用于機動車輛中的已知的連續可變傳輸的兩個可調節滑輪(adjustable?pulley)之間的動力傳輸的裝置。

背景技術

傳動帶的一種已知的形式在EP-A-1403551中進行了詳細描述，并且其由多個相對較薄的橫向金屬元件構成，該橫向金屬元件可滑動地結合在兩個層疊的環形拉伸裝置上，該裝置的每個均由一組相互嵌套的平金屬環構成，選擇性地指示為環形帶或者環。所述環典型地由沉淀硬化鋼生產，例如馬氏體時效鋼，其具有極大的拉伸強度和良好的抗張應力和抗撓曲疲勞性，并具有相對有利的可能性來處理鋼的薄板材料至最終產品環所需的形狀和材料性能，其優選地不會沿著環的圓周變化。本發明特別涉及具有如下基本組成的馬氏體時效鋼合金的范圍：17-19質量％的鎳，4-6質量％的鉬，8-18質量％的鈷，可能含有少量的其它合金化元素(例如少于1質量％的鈦)和/或雜質及余量的鐵。

這些所需的材料性質包括，環芯部材料的良好硬度和環的極其硬的外表面層，所述環芯部材料的良好硬度用于與極大的拉伸強度以及足夠的彈性性質配合從而允許環的縱向彎曲，所述環的極其硬的外表面層提供耐磨性。另外，外表面層具有殘余壓應力從而提供了高的抗金屬疲勞性，這是環的重要特性，這是由于在皮帶的使用壽命期間，在環上施加了眾多的載荷次數和彎曲循環。

這種環的已知生產方法的基本要點已經成為本領域的公知常識，并且例如在歐洲專利公開EP-A-1753889中公開。該環由薄板基體材料(sheet?base?material)形成，所述薄板基體材料被彎曲和焊接成圓筒形或者管，其進行了熱處理，即退火，從而恢復原始材料性能，即最大程度地消除由彎曲和焊接引入的改變。該管然后切割為多個環體(hoop)，該環體然后進行軋制和延伸至所需厚度，其在最終產品中典型地為約0.185mm。在軋制后，環體通常成為環(ring)或帶(band)。該環進行下一步退火步驟，從而除去在軋制過程中引入的內應力。隨后，該環進行校準，即，將其圍繞兩個旋轉輥安裝，然后將其拉伸至預定的圓周長度。

最后根據EP-A-1753889，在含氨工藝氣體氣氛中，該環進行熱處理方法，其同時包括如下兩者即將如下兩者結合：沉淀硬化(時效或芯部硬化)和氣體軟氮化的(插入氮原子進行的表面硬化(case?hardening))熱處理。該已知的組合方法在含10體積％或更高氨氣的氣氛中在440至480攝氏度的溫度下持續45-65分鐘。

已知的組合熱處理方法相對于更傳統、連續的熱處理方法例如在EP-A-1055738中所描述的方法來說更劃算，但是其還包括缺點，即其更加難以控制。具體地，已經發現利用組合熱處理方法更加難以達到傳動帶中環所需的材料性質，至少是難以可靠地和/或批量地達到傳動帶中環所需的材料性質。更具體地，已經發現利用該組合的熱處理方法，在其外表面上或外表面附近，在環的疲勞強度方面，環的微觀結構常常未能達到最優。

發明內容

基于以下理解，即由此生產的傳動帶環傳動帶具有與利用時效和氮化的連續熱處理方法生產的傳動帶環至少相似和優選甚至超過其的疲勞強度，本發明旨在改進典型的組合熱處理方法。

根據本發明，上述目的可以利用下面給出的權利要求1的改良的組合熱處理方法來實現。根據本發明，在該組合的熱處理方法中，溫度隨著該組合方法的進行逐漸降低。

通過該方法，在組合熱處理方法的早期階段實現了該目的，因而當該方法溫度仍然相對較高時，環的時效(ageing)是比較強烈的，即以比較高的速度發生，然而，環的氮化完全不受影響，即以或多或少的穩定速度發生。由于溫度隨著該組合方法進行而降低，從而環的時效過程減緩，避免了過時效。另外，環的氮化主要僅發生在環的實質沉淀硬化已經發生后。本發明依靠于申請人的試驗觀察，與標準的組合熱處理方法所獲得的相比，所獲得的微觀組織使得環具有顯著更高的疲勞強度。

根據本發明，所述目的還可以由權利要求7限定的改良的組合熱處理方法實現。根據本發明，工藝氣體中的氨含量隨著該組合方法的進行逐漸增加。