[發明專利]一種用于機器履帶鏈組件的氮化履帶銷

在審

• 申請號: 201780058623.6
• 申請日: 2017-09-27
• 公開（公告）號: CN109790591A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: R·比爾曼;R·邁耶;Z·S·伯基
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;B62D55/205;C23C8/26;C23C8/38;C23C8/50;C21D1/18;C22C38/02;C22C38/22;C22C38/24;C22C38/26;C22C38/28;C21D1/06
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

一種用于履帶鏈組件(16)的履帶銷(80、180)包括由鋼合金制成的主體(120、220)。鋼合金的成分包括鐵、氮化物形成元素和硅。鋼合金的成分包括至少0.5wt％的硅。主體(120、220)包括外部氮化表面(125、225)。

技術領域

本專利公開大體涉及一種用于履帶式機器的履帶鏈組件，更具體地，涉及一種用于該機器的履帶鏈組件的履帶銷。

背景技術

履帶式機械廣泛應用于建筑、采礦、林業和其他類似行業。這種履帶式機器的底架利用履帶組件而非輪子來提供地面接合推進力。這種履帶組件在不能產生足夠牽引力的環境中可能是優選的，例如經常在上述行業中發現的那些環境。具體地，履帶型機器不是在車輪上的工作表面上滾動，而是利用一個或多個履帶組件，該履帶組件包括限定外表面和內表面的聯接履帶鏈節的環形圈，該外表面支撐地面接合履帶板，該內表面圍繞一個或多個可旋轉的履帶接合元件行進，例如驅動鏈輪、惰輪、張緊器和滾輪。

典型的履帶鏈組件設計包括固定地或可旋轉地連接到一對鏈節的履帶銷和可旋轉地定位在鏈節之間并圍繞履帶銷的襯套。這種履帶鏈組件可以在極其惡劣的環境中工作，在這種環境中，履帶接頭可能暴露于水、灰塵、沙子、巖石或其他礦物或化學元素的各種研磨混合物中。履帶銷和襯套之間的軸承界面可能會遇到導致磨損失效的高接觸應力。磨損是履帶鏈組件的主要失效模式，在許多應用中會限制履帶鏈組件的壽命。

履帶襯套通常由直接硬化或滲碳硬化的碳鋼或低合金鋼制成。當與這種類型的履帶襯套結合使用時，任何裸鋼或滲碳銷的硬度都受到鋼中碳的硬化能力的限制。直接硬化或滲碳履帶銷的表面微觀結構可以類似于鋼襯套；人們認為這種相似性限制了性能。

為了解決磨損故障，已知例如通過物理氣相沉積或化學氣相沉積，利用幾種類型的硬涂層中的一種來涂覆銷。這些涂層沉積在基底材料的表面上，它們可以產生一種與襯套完全不同的新結構。這些涂層可以提高抗磨損性。遺憾的是，這些涂層的沉積費用高，而且粘附可能是一個問題。

解決磨損故障的另一種方法是增加接觸部件之間的表面接觸面積，從而降低接觸應力和磨損傾向性。但這種選擇是不可取的，因為增加了履帶銷尺寸，所有其他相關部件也必須遵循比例并且相應地增加尺寸，所以會導致系統成本不成比例地增加。

氮化是一種現有的熱處理方法，可以在氮化合金表面產生非常堅硬的薄殼。然而，氮化需要高加工溫度(超過500℃)，這致使大多數鋼失去其強度。這導致在柔軟得多的基底上有硬外殼，該硬外殼的強度可能不能支撐履帶鏈組件的預期工作負載，包括大型履帶型機器，特別是大型履帶式拖拉機中的剪切負載和疲勞負載。

美國專利第7,604,304號公開了“履帶、履帶銷、履帶襯套和履帶制造方法”，并涉及一種履帶，其具有履帶銷和履帶襯套，履帶銷和履帶襯套之間具有潤滑作用，而不會降低履帶在運行時的強度，從而防止在運行時可能導致的咯吱聲或卡住。在履帶襯套和履帶銷之間的間隙中可以設置具有優異耐磨性的金屬滑動構件。金屬滑動構件能夠保持潤滑油和/或潤滑劑。此外，芯襯套和履帶銷之間的間隙可以變窄，使得所得結構保持履帶襯套和履帶銷上的不平衡負載。

本領域一直需要為履帶鏈組件提供額外的解決方案。例如，一直需要一種履帶鏈組件的履帶銷，該履帶銷不僅足夠堅固以支撐其預期的使用載荷，而且非常耐用，從而延長履帶鏈組件的使用壽命。

應當理解，本背景技術是發明人為了幫助讀者而創建的，不應該被認為是任何所指出的問題本身在本領域中被理解的指示。雖然在一些方面和實施例中，所描述的原理可以減輕其他系統中固有的問題，但是應當理解，受保護的創新的范圍由所附權利要求來限定，而不是由任何公開的特征解決本文中提到的任何特定問題的能力來限定。

發明內容

在一個實施例中，本發明描述了一種用于履帶鏈組件的履帶銷。履帶銷包括由鋼合金制成的主體。鋼合金的成分包括鐵、氮化物形成元素和硅。鋼合金的成分包括至少0.5wt.％的硅。主體包括外部氮化表面。