JP2000337453A - 無端状金属ベルトの製造方法 - Google Patents
無端状金属ベルトの製造方法Info
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Abstract
耐疲労強度を確保することができる無端状金属ベルトの
製造方法を提供する。 【解決手段】マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接
してリング状に形成し、所定の長さに圧延した後、時効
処理及び窒化処理を施して、無段変速機の動力伝達ベル
トに用いられる無端状金属ベルトを製造する。前記窒化
処理は、無端状金属ベルト3の表面に形成される窒化層
1,1の厚さ(t1 +t2 )が無端状金属ベルト3の厚
さ全体Tの20〜40%になるように行う。
Description
伝達ベルトに用いられる無端状金属ベルトの製造方法に
関するものである。
両プーリ間に張設された動力伝達ベルトからなる無段変
速機が知られている。前記無段変速機では、前記動力伝
達ベルトとして複数の無端状金属ベルトを重ね合わせた
状態で保持したものが用いられている。
走行するときには直線状態を呈する一方、前記プーリに
沿って走行するときには湾曲状態を呈し、前記直線状態
と湾曲状態との繰り返しによる過酷な曲げ変形が加えら
れる。そこで、前記無端状金属ベルトは、前記過酷な曲
げ変形に耐える強度を備えることが必要とされる。
備える材料としてマルエージング鋼が知られている。前
記マルエージング鋼は、17〜19%のNiの他、C
o,Mo,Tiを含む低炭素鋼であり、溶体化後、適温
に加熱することによりマルテンサイト状態において時効
硬化を生じ、高強度、高靱性を兼ね備える超強力鋼であ
るので、前記無端状金属ベルトに賞用される。
ング鋼の薄板の端部同士を溶接してリング状に形成した
後、所定の長さに圧延することにより形成されている。
しかし、前記動力伝達ベルト用無端状金属ベルトに用い
る場合には、さらに、耐摩耗性、耐疲労強度を備えるこ
とが望まれるので、前記マルエージング鋼に表面硬化処
理を施すことが行われている。
状に形成したマルエージング鋼を所定の長さに圧延して
形成した無端状金属ベルトに、溶体化処理、周長補正、
時効処理を施した後、ガス窒化処理、ガス軟窒化処理ま
たは塩浴窒化処理を施すことにより行われる。前記ガス
窒化処理は、前記時効処理を施した無端状金属ベルト
を、アンモニアガス雰囲気中に500〜550℃の処理
温度で50〜100時間保持するものであり、前記ガス
軟窒化処理は、ガス窒化処理のアンモニアガスに替えて
アンモニアガスとRXガスとの混合雰囲気を用いるもの
である。
ウム(KCN)またはシアン化ナトリウム(NaCN)
を主剤とし、これらが空気と反応して生じるシアン酸カ
リウム(KCNO)またはシアン酸ナトリウム(NaC
NO)を含む溶融塩中に、前記時効処理を施した無端状
金属ベルトを浸漬するものであり、前記溶融塩の商品名
を取ってタフトライド法と呼ばれる。前記塩浴窒化処理
は、通常、1〜2%のCN- と、31〜35%のCNO
- とを含む前記溶融塩を570〜580℃の温度に加熱
して、該溶融塩中に前記無端状金属ベルトを所定時間浸
漬することにより行われる。
によっても、前記無端状金属ベルトの表面に窒化層を形
成して硬化させ、耐摩耗性及び耐疲労強度を向上させる
ことができる。
はガス軟窒化処理では前記無端状金属ベルトの表面に窒
化層を形成するために長時間を要するとの問題がある。
また、前記塩浴窒化処理では、処理温度が高温であるた
めに、前記マルエージング鋼が過時効になるとの問題が
ある。そこで、前記時効処理と窒化処理とを同時に行う
ことが提案されている。
には、前記窒化処理に要する時間を短縮するために、レ
トルト内滞留時間を600〜3600秒(分解率1〜6
%)としたアンモニアガスの雰囲気中に、420〜47
0℃の処理温度で、前記無端状金属ベルトを1〜6時間
保持するガス窒化処理方法が開示されている。前記公報
には、処理温度が450℃以上であれば、前記窒化処理
と同時に時効処理を行うことができることが記載されて
いる。
121130号公報には、1〜2%のCN- と、31〜
35%のCNO- とを含む前記溶融塩を520〜530
℃の温度に加熱して、該溶融塩中に前記無端状金属ベル
トを10〜25分間浸漬する塩浴窒化処理方法が開示さ
れている。前記公報に記載の塩浴窒化処理方法によれ
ば、前記圧延後の無端状金属ベルトに直ちに、塩浴窒化
処理を施すことができ、溶体化処理、周長補正、時効処
理を省略することができる。すなわち、前記塩浴窒化処
理と同時に時効処理を施すことができる。
法においても熱処理を伴うので、前記無端状金属ベルト
に熱処理歪みを生じて該無端状金属ベルトの周長が変化
するとの不都合がある。
合を解消して、優れた寸法安定性を備える無端状金属ベ
ルトの製造方法を提供することを目的とする。
の無端状金属ベルトに時効処理及び窒化処理を施すと、
該無端状金属ベルトの表層部では窒化層が形成されるた
めに体積が膨張する傾向を示し、該無端状金属ベルトの
内部では時効により体積が収縮する傾向を示す。この結
果、前記無端状金属ベルトは組織の安定状態を維持する
ために、周長変化等の寸法変化を来すものと考えられ
る。
内部の収縮とは、前記窒化処理の種類によっても傾向が
異なり、例えばガス窒化処理またはガス軟窒化処理で
は、内部の収縮の方が表層部の膨張よりも大きく、全体
としては周長が短縮される傾向を示す。また、塩浴窒化
処理では、反対に表層部の膨張の方が内部の収縮よりも
大きく、全体としては周長が延長される傾向を示す。
に、前記無端状金属ベルトの表層部に形成される窒化層
の厚さと、周長の変化との関係について種々検討を重ね
た。この結果、前記窒化層の厚さを、該無端状金属ベル
トの厚さ全体に対して特定の割合とすることにより、ガ
ス窒化処理またはガス軟窒化処理であるか塩浴窒化処理
であるかを問わず、優れた寸法安定性が得られることを
見出した。
法は、マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接してリ
ング状に形成し、所定の長さに圧延した後、時効処理及
び窒化処理を施して、無段変速機の動力伝達ベルトに用
いられる無端状金属ベルトを製造する方法において、該
窒化処理は、該無端状金属ベルトの表面に形成される窒
化層の厚さが該無端状金属ベルトの厚さ全体の20〜4
0%になるように行うことを特徴とする。
厚さを、前記無端状金属ベルトの厚さ全体に対して20
〜40%になるようにすることにより、該無端状金属ベ
ルトの表層部の窒化層形成による膨張と、内部の時効に
よる収縮とが釣り合い、周長の変化を極く小さくするこ
とができる。前記窒化層の厚さが前記無端状金属ベルト
の厚さ全体の20%未満のときには、内部の時効による
収縮の作用が大きくなり、周長が短縮される傾向が顕著
になる。また、前記窒化層の厚さが前記無端状金属ベル
トの厚さ全体の40%を超えるときには、表層部の窒化
層形成による膨張の作用が大きくなり、周長が延長され
る傾向が顕著になる。
周長の変化が極く小さく優れた寸法安定性が得られるの
で、この結果として所定の引張強度及び耐疲労強度を確
保することができる。
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は本実施形態の製造方法により得られた無端状金属ベ
ルトの構成を示す説明的断面図、図2は無端状金属ベル
トの窒化層の厚さの該ベルト全体の厚さに対する割合と
周長の変化との関係を示すグラフ、図3は無端状金属ベ
ルトの窒化層の厚さの該ベルト全体の厚さに対する割合
と引張強度との関係を示すグラフ、図4は無端状金属ベ
ルトの窒化層の厚さの該ベルト全体の厚さに対する割合
と耐疲労強度との関係を示すグラフである。
Cが0.03%以下、Siが0.10%以下、Mnが
0.10%以下、Pが0.01%以下、Sが0.01%
以下の低炭素鋼であり、18〜19%のNi、4.7〜
5.2%のMo、0.05〜0.15%のAl、0.5
0〜0.70%のTi、8.5〜9.5%のCoを含む
18%のNi鋼である。
成を有するマルエージング鋼の薄板をベンディングして
ループ化したのち、端部を溶接して円筒状体を形成す
る。次に、これを真空炉中、820〜830℃に20〜
60分間保持して溶体化処理する。前記溶体化処理によ
り、結晶を再配列し、溶接歪を除去することができる。
リング状体を形成する。前記リング状体は前記切断によ
り、その端部にエッジが立っているので、バレル研磨に
より面取りしたのち、圧下率40〜50%で冷間圧延
し、無端状金属ベルトを形成する。
び窒化処理を施し、図1示のように、表層部に窒化層
1,1が形成され、内部が時効層2となっている無端状
金属ベルト3を得る。図1示の無端状金属ベルト3にお
いて、窒化層1の厚さをt1 ,t2 、無端状金属ベルト
3全体の厚さをTとすると、窒化層1の厚さの無端状金
属ベルト3の厚さ全体に対する割合A(%)は、下式
(1)で表わされる。
なるように、前記時効処理及び窒化処理を施す。前記時
効処理及び窒化処理は、具体的には、次のようにして行
う。
またはガス軟窒化処理を行う場合には、前記冷間圧延を
施した無端状金属ベルトを、時効処理室と、ガス窒化処
理室またはガス軟窒化処理室とが連続して設けられた処
理装置に導入する。前記処理装置では、例えば、雰囲気
温度が480℃に維持されている時効処理室と、同温に
維持されているガス窒化処理室またはガス軟窒化処理室
とが、扉を隔てて連続して設けられている。前記ガス窒
化処理室にはアンモニアガス及び窒素ガスが流通され、
ガス軟窒化処理室にはアンモニアガス及びRXガスが流
通される。
ベルトは、前記時効処理室で所定時間の時効処理が施さ
れた後、前記扉を開けて、前記ガス窒化処理室またはガ
ス軟窒化処理室に移動される。前記無端状金属ベルトが
移動されたならば、前記扉が閉じられ、所定時間のガス
窒化処理またはガス軟窒化処理が施される。
は、前記処理装置内に例えば300分保持され、そのう
ち後半の60〜90分を前記ガス窒化処理室またはガス
軟窒化処理室内に保持することにより、前記窒化層1の
割合Aが20〜40%の範囲になる。
を行う場合には、前記冷間圧延を施した無端状金属ベル
トを、KCNまたはNaCN等のシアン化物、KCNO
またはNaCNO等のシアン酸塩、K2 CO3 またはN
a2 CO3 等の炭酸塩からなる溶融塩に浸漬する。前記
溶融塩は、例えば、1〜2%のCN- と、31〜35%
のCNO- とを含む。
た前記溶融塩に、前記無端状金属ベルトを10〜35分
間浸漬することにより、前記窒化層1の割合Aが20〜
40%の範囲になる。
3の厚さ全体に対する割合A(%)と、無端状金属ベル
ト3の周長との関係を図2に示す。図2から、窒化層1
の割合Aが20%のときには周長が0.1mm短縮され
るに過ぎず、40%のときには周長が0.6mm延長さ
れるに過ぎないことが分かる。従って、図2から窒化層
1の割合Aが20〜40%の範囲にあることにより、無
端状金属ベルト3の周長の変化が極く小さく、優れた寸
法安定性が得られることが明らかである。
表層部に窒化層1,1が形成され、内部が時効層2とな
っており、無段変速機の動力伝達ベルトに用いるために
は時効層2による引張強度及び靱性と、窒化層1の硬度
による耐疲労強度とが共に適正な範囲にあることが望ま
れる。無端状金属ベルト3を前記無段変速機の動力伝達
ベルトに用いるには、例えば200kgf/mm2 以上
の引張強度と、例えば破断するまでの耐久回数が平均応
力122kgf/mm2 で1×104 回以上の耐疲労強
度とを備えることが必要とされる。本実施形態の無端状
金属ベルト3では、窒化層1の厚さの無端状金属ベルト
3の厚さ全体に対する割合A(%)が前記範囲にあるの
で、無段変速機の動力伝達ベルトとして所要の引張強度
と耐疲労強度との両方を満足させることができる。
3の厚さ全体に対する割合A(%)と、無端状金属ベル
ト3の引張強度との関係を図3に示す。図3から明らか
なように、窒化層1の割合Aが20〜40%の範囲にあ
ることにより、無端状金属ベルト3の引張強度を200
kgf/mm2 以上とすることができる。
3の厚さ全体に対する割合A(%)と、無端状金属ベル
ト3の耐疲労強度との関係を図4に示す。図4では、無
端状金属ベルト3を無段階変速機の動力伝達ベルトに使
用したときに、破断するまでの耐久回数を指標として、
耐疲労強度を示す。図4から、ガス窒化処理またはガス
軟窒化処理の場合には窒化層1の割合Aが20%以上に
なると耐久回数が急激に向上し、塩浴窒化処理の場合に
は窒化層1の割合Aが40%以下になると耐久回数が急
激に向上することが分かる。従って図4から、窒化層1
の割合Aが20〜40%の範囲にあることにより、無端
状金属ベルト3の耐疲労強度を著しく向上できることが
明らかである。
ルトの構成を示す説明的断面図
体の厚さに対する割合と周長の変化との関係を示すグラ
フ。
体の厚さに対する割合と引張強度との関係を示すグラ
フ。
体の厚さに対する割合と耐疲労強度との関係を示すグラ
フ。
Claims (1)
- 【請求項1】マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接
してリング状に形成し、所定の長さに圧延した後、時効
処理及び窒化処理を施して、無段変速機の動力伝達ベル
トに用いられる無端状金属ベルトを製造する方法におい
て、 該窒化処理は、該無端状金属ベルトの表面に形成される
窒化層の厚さが該無端状金属ベルトの厚さ全体の20〜
40%になるように行うことを特徴とする無端状金属ベ
ルトの製造方法。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151924A JP2000337453A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 無端状金属ベルトの製造方法 |
| EP00304504A EP1055738B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Method of manufacturing laminated ring and heat treatment apparatus for use in such method |
| EP09168510A EP2119800A1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Method of manufacturing laminated ring and heat treatment apparatus for use in such method |
| DE60042630T DE60042630D1 (de) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Verfahren zur Herstellung von laminierten Ringen und Salzschmelzenzusammensetzung zur Verwendung bei diesem Verfahren |
| US09/580,920 US6631542B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Method of manufacturing laminated ring and heat treatment apparatus for use in such method |
| EP00304503A EP1055739B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Method of manufacturing laminated ring and molten salt composition for use in such method |
| US09/578,692 US6379473B1 (en) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Method of manufacturing laminated ring using molten salt composition |
| DE60043035T DE60043035D1 (de) | 1999-05-28 | 2000-05-26 | Verfahren zur Herstellung von laminierten Ringen und Wärmebehandlungsvorrichtung zur Verwendung bei diesem Verfahren |
| US10/036,424 US6663724B2 (en) | 1999-05-28 | 2002-01-07 | Molten salt composition for use in manufacturing laminated rings |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11151924A JP2000337453A (ja) | 1999-05-31 | 1999-05-31 | 無端状金属ベルトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000337453A true JP2000337453A (ja) | 2000-12-05 |
Family
ID=15529186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11151924A Pending JP2000337453A (ja) | 1999-05-28 | 1999-05-31 | 無端状金属ベルトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000337453A (ja) |
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| WO2013095089A1 (en) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Robert Bosch Gmbh | Flexible steel ring and drive belt provided with a laminated set of such rings |
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| CN115008135A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-09-06 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 一种大壁厚大口径直缝埋弧焊管l555m的生产方法 |
-
1999
- 1999-05-31 JP JP11151924A patent/JP2000337453A/ja active Pending
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