專利名稱：無接頭金屬帶用金屬環(huán)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用在無接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的制造方法。
背景技術(shù)：
無級變速器所采用的動力傳遞用的帶，使用了由層疊環(huán)捆扎以環(huán)狀層疊排列的多個元件而成的組件。所述層疊環(huán)是層疊多個金屬環(huán)而成的。構(gòu)成這種層疊環(huán)的金屬環(huán)，由于在層疊的狀態(tài)下承受負荷，故而在各金屬環(huán)之間會產(chǎn)生磨擦。因此，當各金屬環(huán)之間的潤滑處于不足的情況下，有可能發(fā)生因摩擦所導(dǎo)致的發(fā)熱或者金屬環(huán)之間相互燒結(jié)在一起等問題。所以，在特開昭55-103133號公報公開的以往的金屬環(huán)上，在其內(nèi)周面上形成網(wǎng)格狀的凹凸，利用該網(wǎng)格狀的凹凸來形成潤滑油膜(參照公報第2頁、圖1)。
眾所周知，作為在金屬環(huán)的內(nèi)周面上形成網(wǎng)格狀的凹凸的方法，在軋制金屬環(huán)的軋制輥的表面形成溝槽，通過使用該軋制輥來軋制金屬環(huán)，從而使所述溝槽轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)的表面，以形成凸部。例如，在特開昭61-79041號公報公開的技術(shù)中，公開了在軋制輥的表面、利用單顆金剛石一個一個形成溝槽的方法。具體而言，在使軋制輥轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，將單顆金剛石推壓到軋制輥的表面，并使單顆金剛石在規(guī)定寬度的范圍內(nèi)往返運動于軋制輥的軸方向上，從而在表面上形成網(wǎng)格狀的凸部(參照公報第4頁、圖9)。
通過這種在特開昭61-79041號公報上公開的方法來形成的溝槽，由于是通過單顆金剛石等來進行加工的，故而若不在一定程度上增大溝槽的相互之間的寬度，軋制輥的加工則需要極長的時間。由此，以往的網(wǎng)格狀的溝槽的相互之間的間隔則變得較寬。然而，各溝槽的相互之間的間隔一旦變寬，應(yīng)力則容易集中在金屬環(huán)表面上的因為轉(zhuǎn)印所述溝槽而產(chǎn)生的凸部處。特別是，在作為表面硬化處理而進行氮化處理的場合，有可能會有發(fā)生在金屬環(huán)的表面上的壓縮殘余應(yīng)力集中于所述凸部處，從而帶來耐久性降低的問題。
另外，在以往的金屬環(huán)的制造方法中，由于是利用單顆金剛石來一個一個形成溝槽，故而軋制輥的加工需要較長時間。另外，因為軋制輥的使用，表面的溝槽將會發(fā)生磨損，從而導(dǎo)致不能將規(guī)定的形狀轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)上，這種場合，必須在研磨一次軋制輥的表面的溝槽而導(dǎo)致溝槽消失之后，重新形成溝槽。這樣，以往在軋制輥的加工和保養(yǎng)中就需要較多的工時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對使用在無接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的制造方法進行改良。更加詳細而言，本發(fā)明的目的在于，為解決上述問題，而制造應(yīng)力集中較少的金屬環(huán)。另外，本發(fā)明的另一目的在于，提供一種容易進行軋制金屬環(huán)的軋制輥的制造及保養(yǎng)的金屬環(huán)的制造方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法是制造使用在無接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的方法，其特征在于，具有通過軋制輥軋制所述金屬環(huán)的軋制工序；至少在抵接于所述金屬環(huán)的內(nèi)周面的軋制輥的表面設(shè)置有網(wǎng)格狀的凹凸；通過使所述軋制輥一邊轉(zhuǎn)動，一邊與具有規(guī)定粗細度的砂輪抵接，且同時使所述砂輪在所述軋制輥的軸方向上移動，從而形成所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸；在所述軋制工序中，將所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上。
根據(jù)本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法，轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上的網(wǎng)格狀的凹凸是這樣來形成的，即，轉(zhuǎn)印了通過具有規(guī)定粗細度的砂輪而形成在所述軋制輥上的網(wǎng)格狀的凹凸。由此，與轉(zhuǎn)印了以往的通過金剛石形成的溝槽的凸部相比，可以減小各個凹凸的大小和寬度。因此，在所述網(wǎng)格狀的凹凸則很難引起應(yīng)力集中。
此外，所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸，沒有必要是像以往那樣通過單顆金剛石等來一個個地形成溝槽。因此，在所述軋制輥的表面，可以容易地形成網(wǎng)格狀的凹凸。另外，即使是在因為軋制輥的使用而使凹凸發(fā)生磨損的場合，也可以在所磨損的凹凸之上再通過所述砂輪來形成網(wǎng)格狀的凹凸。因此，由于沒有必要像以往那樣將其表面研磨一次之后再形成溝槽，所以，軋制輥的保養(yǎng)也就變得容易。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，若所述軋制輥的網(wǎng)格狀的溝槽的寬度在25μm至250μm之間隨機形成，則在所述網(wǎng)格狀的凹凸處很難引起應(yīng)力集中。在此，所謂隨機是指溝槽的寬度不是一定的間隔，而是各式各樣的。
所述軋制輥也可以是利用所述砂輪對因使用而磨損了的所述網(wǎng)格狀的凹凸的表面進行加工，從而重新形成了網(wǎng)格狀的凹凸的軋制輥。由于所述網(wǎng)格狀的凹凸是利用砂輪來加工，故而沒有必要像以往那樣研磨軋制輥的表面，從而可以容易地形成網(wǎng)格狀的凹凸。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，最好是所述金屬環(huán)為馬氏體時效鋼制；加工所述軋制輥的砂輪，其粗細度的粒度號為#270至#1000；在所述軋制工序之后進行氮化所述金屬環(huán)的氮化處理。
在所述金屬環(huán)上，轉(zhuǎn)印有所述網(wǎng)格狀的凹凸的面，因為所述凹凸而使得表面積變大，由此，可以圓滑地進行氮化。另外，雖然通過進行氮化處理，在金屬環(huán)的表面產(chǎn)生壓縮殘余應(yīng)力，但是，根據(jù)本申請發(fā)明者等人所做的實驗，得到了這樣的結(jié)論，即，為了使得金屬環(huán)有良好的耐久力，最好使馬氏體時效鋼的壓縮殘余應(yīng)力在大約-980N/mm2以上。若以此來設(shè)置所述砂輪的粗細度的話，粒度號則為#270至#1000的范圍，這樣可以使得金屬環(huán)的壓縮殘余應(yīng)力在大約-980N/mm2以上。
另外，若考慮所述網(wǎng)格狀的凹凸的狀態(tài)或所述砂輪的壽命，則加工所述軋制輥的砂輪最好是其粗細度的粒度號為#300至#800的范圍。
在本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法中，最好是在所述軋制工序后、所述氮化處理之前，進行固溶所述金屬環(huán)的固溶處理。若在軋制所述金屬環(huán)之后進行固溶處理，則金屬環(huán)的晶粒則被精細化。由于在該狀態(tài)下進行氮化處理，則精細化了的晶粒則呈現(xiàn)均勻硬化，因此很難引起應(yīng)力集中，從而金屬環(huán)較難發(fā)生斷裂。


圖1是表示根據(jù)本實施方式的制造方法而形成的金屬環(huán)的示意圖。
圖2是表示軋制金屬環(huán)的軋制裝置的主要部分的示意圖。
圖3是表示軋制金屬環(huán)的內(nèi)周面的內(nèi)周軋制輥的示意圖。
圖4是表示金屬環(huán)的內(nèi)周面的壓縮殘余應(yīng)力和砂輪的粒度號之間關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖4，對本發(fā)明的金屬環(huán)的制造方法的實施方式的一例進行說明。首先，參照圖1，說明金屬環(huán)1的構(gòu)成。金屬環(huán)1如圖1所示，形成為薄板狀的無接頭帶狀，被使用在帶式無級變速器中的無接頭狀金屬帶上。另外，在其內(nèi)周面形成有網(wǎng)格狀的凹凸2，在其外周面不進行前述那樣的加工而是形成為平滑的面。
接著，參照圖2，說明進行金屬環(huán)1的軋制的軋制裝置3的主要部分。在本實施方式的軋制裝置3中，在水平方向上離開規(guī)定間隔地配置有卷掛薄板狀的金屬環(huán)1的一對張緊輥4a、4b。此外，在張緊輥4a、4b的中間，在垂直方向上并排設(shè)置有承接輥5、內(nèi)周軋制輥6、以及外周軋制輥7。外周軋制輥7升降自如地設(shè)置在內(nèi)周軋制輥6的上方。而且，在外周軋制輥7與由承接輥5支承的內(nèi)周軋制輥6之間，夾持金屬環(huán)1。另外，外周軋制輥7是由設(shè)置在背面一側(cè)的未圖示的電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動，并軋制金屬環(huán)1。
然后，參照圖3，說明內(nèi)周軋制輥6及其加工方法。在本實施方式中的內(nèi)周軋制輥6如圖3所示，在其表面形成有網(wǎng)格狀的凹凸8。該網(wǎng)格狀的凹凸8的加工方法如下所述。首先，以規(guī)定的轉(zhuǎn)速使內(nèi)周軋制輥6轉(zhuǎn)動。接著，一邊以規(guī)定的力使砂輪9頂靠在內(nèi)周軋制輥6的表面上，一邊使砂輪9在內(nèi)周軋制輥6的軸方向上做往返運動。這樣，通過在使內(nèi)周軋制輥6轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，使在內(nèi)周軋制輥6的軸方向上做往返運動的砂輪9抵接于其表面，在內(nèi)周軋制輥6的表面上形成網(wǎng)格狀的凹凸8。
在本實施方式中所使用的砂輪9，使用了金剛石制的砂輪，其粒度號為#325。根據(jù)本申請發(fā)明者等人所做的實驗，若其粒度號粗于#270，在內(nèi)周軋制輥6的表面上形成的網(wǎng)格狀的凹凸8的網(wǎng)眼則會變得過粗，由此，當轉(zhuǎn)印成金屬環(huán)1的凹凸2之時，在該凹凸2將會發(fā)生有應(yīng)力集中，這是所不希望的。另外，若其粒度號細于#1000，在轉(zhuǎn)印成金屬環(huán)1的凹凸2之時，凹凸2的深度將不夠充分，當作為層疊環(huán)而使用時，潤滑油的保持性則會降低。另外，因為砂輪9的網(wǎng)眼變小，故而砂輪自身的壽命將變短，這樣也就必須頻繁地更換砂輪，從而導(dǎo)致生產(chǎn)性降低。此外，根據(jù)本申請發(fā)明者等人所做的實驗可知，若考慮轉(zhuǎn)印在金屬環(huán)1上的凹凸2的狀態(tài)、以及砂輪的壽命等，砂輪9的粒度號最好為#300～#800的范圍。
下面，說明本實施方式的金屬環(huán)1的加工方法。首先，焊接馬氏體時效鋼的薄板的端部相互之間，來形成圓筒狀的罐體(未圖示)。接著，為了對由于所述焊接時的熱而部分變硬的硬度進行均勻化，而進行了固溶處理，之后，截斷成規(guī)定的寬度，形成金屬環(huán)1。
然后，根據(jù)圖2所示的軋制裝置3，進行軋制工序。在該軋制工序中，將金屬環(huán)1掛設(shè)在左右一對的張緊輥4a、4b上，在外周軋制輥7與內(nèi)周軋制輥6之間，夾持金屬環(huán)1，進行軋制。具體而言，通過將張緊輥4a頂靠到圖2中的左側(cè)，而使規(guī)定的張力作用于金屬環(huán)1。另外，一邊使外周軋制輥7在圖2中按順時針方向轉(zhuǎn)動，一邊以規(guī)定的力向內(nèi)周軋制輥6對其進行推壓。而且，一邊在外周軋制輥7與內(nèi)周軋制輥6之間軋制金屬環(huán)1，一邊通過外周軋制輥7的驅(qū)動力而使金屬環(huán)1在圖2中按逆時針方向轉(zhuǎn)動。此時，金屬環(huán)1的內(nèi)周面被推壓到形成在內(nèi)周軋制輥6的表面上的網(wǎng)格狀的凹凸8上，這樣在金屬環(huán)1的內(nèi)周面上轉(zhuǎn)印有了網(wǎng)格狀的凹凸2。
而后，對金屬環(huán)1進行固溶處理。固溶處理是這樣來進行的，即在加熱爐(未圖示)內(nèi)，將金屬環(huán)1加熱到馬氏體時效鋼的再結(jié)晶溫度以上并且是在850℃以下的溫度。
再之后，對在上述的工序中進行了軋制、及進行了固溶處理的金屬環(huán)1進行氮化處理。氮化處理是在導(dǎo)入了氨和氮氣的混合氣體或者氨和RX氣體的混合氣體的氮化處理室(未圖示)里進行的。在氮化處理室中，例如將金屬環(huán)1置于450℃～500℃的狀態(tài)，并保持30～120分鐘左右，以此來進行氮化處理。
根據(jù)以上的工序形成了這樣的金屬環(huán)1，即在內(nèi)周面上轉(zhuǎn)印的網(wǎng)格狀的凹凸2，其寬度在25μm至250μm之間隨機形成。另外，金屬環(huán)1的壓縮殘余應(yīng)力大約為-1050N/mm2(參照圖4中的a點)。根據(jù)以往的制造方法形成的金屬環(huán)的凸部相互之間的間隔為大約300μm，且比較均勻，這種以往的金屬環(huán)的內(nèi)周面上的壓縮殘余應(yīng)力大約為-800N/mm2。這樣，根據(jù)本實施方式的制造方法形成的金屬環(huán)1，其凹凸2的寬度與以往相比，顯得比較細小，壓縮殘余應(yīng)力也比較大。
在此，參照圖4，說明根據(jù)本申請發(fā)明者等人所做的實驗而得到的砂輪9的粗細度和壓縮殘余應(yīng)力之間的關(guān)系。砂輪9和壓縮殘余應(yīng)力如圖4所示，即使砂輪9的粒度號相同，例如圖4的c點和c′點所示那樣，在上下方向上也存在著偏差?？梢哉J為這是在由砂輪9加工軋制輥6之時因為加工速度或加工時間所導(dǎo)致的偏差。
另外，當砂輪9的粗細度為#1000時，各凹凸2相互之間的間隔呈現(xiàn)密集，可以實現(xiàn)金屬環(huán)1的內(nèi)周面的活性化，良好地進行氮化處理，其結(jié)果，壓縮殘余應(yīng)力大約為-1150N/mm2(參照圖4中的b點)。而且，隨著砂輪9的粗細度變粗，壓縮殘余應(yīng)力變小，當砂輪9的粗細度為#270時，壓縮殘余應(yīng)力大約為-980N/mm2(參照圖4中的c點)另一方面，如圖4的d點所示，即使是在砂輪的粒度號比#250還粗的場合，壓縮殘余應(yīng)力也有達到-980N/mm2以上的情況。然而，由于加工的不均衡，如圖4的d′點所示也有達到-980N/mm2以下的情況，因此，砂輪9的粗細度最好如本實施方式這樣大約細于#270比較適宜。
另外，在本實施方式中，由于在軋制工序之后進行了固溶處理，故而在金屬環(huán)1的凹凸2，可以實現(xiàn)晶粒的精細化，提高了金屬環(huán)1的韌性。這樣，根據(jù)本實施方式制造的金屬環(huán)1，在作為層疊環(huán)而使用在無級變速器的金屬帶上的場合，通過凹凸2，可以使得各金屬環(huán)1間的潤滑性呈現(xiàn)良好。而且，因為壓縮殘余應(yīng)力較高，韌性也較高，所以，金屬疲勞也比較少。
另外，由于內(nèi)周軋制輥6是由砂輪9來加工的，與利用1個金剛石進行加工的場合相比，縮短了加工時間。另外，在進行內(nèi)周軋制輥6的保養(yǎng)時，沒有必要再研磨一次表面的凹凸8，只要直接利用砂輪9來加工表面即可，因此，保養(yǎng)也變得比較容易。
另外，在上述實施方式中，作為在內(nèi)周軋制輥6的表面形成網(wǎng)格狀的凹凸8的砂輪，雖然使用了金剛石制的砂輪9，但是，并不僅限于此，也可以使用氧化鋁或者碳化硅制的砂輪。
權(quán)利要求
1.一種金屬環(huán)的制造方法，其是制造使用在無接頭金屬帶上的薄板狀的金屬環(huán)的方法，其特征在于，具有通過軋制輥軋制所述金屬環(huán)的軋制工序；至少在抵接于所述金屬環(huán)的內(nèi)周面的軋制輥的表面設(shè)置有網(wǎng)格狀的凹凸；通過使所述軋制輥一邊轉(zhuǎn)動，一邊與具有規(guī)定粗細度的砂輪抵接，且同時使所述砂輪在所述軋制輥的軸方向上移動，從而形成所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸；在所述軋制工序中，將所述軋制輥的網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印在所述金屬環(huán)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述軋制輥的網(wǎng)格狀的溝槽的寬度在25μm至250μm之間隨機形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述軋制輥是利用所述砂輪對因使用而磨損了的所述網(wǎng)格狀的凹凸的表面進行加工，從而重新形成了網(wǎng)格狀的凹凸的軋制輥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，所述金屬環(huán)為馬氏體時效鋼制；加工所述軋制輥的砂輪，其粗細度的粒度號為#270至#1000；在所述軋制工序之后進行氮化所述金屬環(huán)的氮化處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，加工所述軋制輥的砂輪，其粗細度的粒度號為#300至#800。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的金屬環(huán)的制造方法，其特征在于，在所述軋制工序后、所述氮化處理之前，進行固溶所述金屬環(huán)的固溶處理。
全文摘要
制造一種應(yīng)力集中較少的金屬環(huán)，并容易地進行將網(wǎng)格狀的凹凸轉(zhuǎn)印到金屬環(huán)上的軋制輥的制造及保養(yǎng)。在內(nèi)周軋制輥(6)的表面形成有網(wǎng)格狀的凹凸(8)。該凹凸(8)是這樣形成的，即以規(guī)定的轉(zhuǎn)速使內(nèi)周軋制輥(6)轉(zhuǎn)動，并使砂輪(9)在內(nèi)周軋制輥(6)的軸方向往返運動且以規(guī)定的力頂靠于內(nèi)周軋制輥(6)。砂輪的粒度號為#270至#1000的范圍。若通過所述內(nèi)周軋制輥(6)軋制金屬環(huán)(1)的內(nèi)周面，在金屬環(huán)(1)上則被轉(zhuǎn)印出網(wǎng)格狀的凹凸(2)。由于網(wǎng)格狀的凹凸(2)是通過轉(zhuǎn)印由砂輪(9)形成的凹凸(8)而成的，因此，各凹凸間的寬度較窄，并且隨機，在層疊金屬環(huán)(1)時則具有良好的潤滑性。另外，通過對金屬環(huán)(1)進行固溶處理以及氮化處理，壓縮殘余應(yīng)力變高，從而可以形成韌性較高的金屬環(huán)(1)。
文檔編號B21H8/00GK1750894SQ20048000433
公開日2006年3月22日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者中島克幸, 今井仁司, 石川正信, 武田弘, 神阪知己 申請人:本田技研工業(yè)株式會社