本發(fā)明涉及用于車輛撥叉(shiftfork)的涂覆方法和具有通過該方法形成的無定形涂層的撥叉。特別是，通過使用高速氧燃?xì)鈬娡?HVOF)法在車輛撥叉的墊部(padpart)上形成無定形涂層，由此為撥叉提供無定形涂層。
背景技術(shù)：
：通常，變速器根據(jù)駕駛情況適當(dāng)?shù)馗淖冘囕v的驅(qū)動(dòng)力，并且由于發(fā)動(dòng)機(jī)不反轉(zhuǎn)其還具有驅(qū)動(dòng)車輛向后的傳動(dòng)系統(tǒng)。圖1示意性地示出一般的手動(dòng)變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。如圖1所示，一般的手動(dòng)變速器具有變速器操縱構(gòu)造以操縱開關(guān)狀態(tài)，且該構(gòu)造包括：直接由駕駛者操縱的變速桿；將變速桿的操縱能量傳遞至變速排擋的撥叉導(dǎo)軌(shiftrail)20；以及通過與撥叉導(dǎo)軌20連接而操縱同步器嚙合套(synchronizersleeve)30的撥叉10。特別是，撥叉10被安裝至撥叉導(dǎo)軌20，且其隨著被插入同步器嚙合套30的外周表面上制造的溝槽，具有向軸向推動(dòng)和移動(dòng)同步器嚙合套30的構(gòu)造。同步器嚙合套30是同步嚙合(synchro-mesh)裝置的組件，其被制造以使得變速排檔易于掛檔(gearing)。當(dāng)駕駛者操縱變速桿時(shí)，撥叉10通過撥叉導(dǎo)軌20被操縱，然后同步器嚙合套30通過撥叉10向后及向前移動(dòng)。因此，隨著通過操縱變速桿而使同步器嚙合套30向后及向前移動(dòng)，同步嚙合裝置作為離合器工作，實(shí)現(xiàn)同步作用以使得主軸和變速齒輪通過摩擦力在同一時(shí)間處于同樣的速度，然后將驅(qū)動(dòng)齒輪40一側(cè)與主軸50一側(cè)連接以完成變速。此處，撥叉10具有形成半圓形的臂且該臂被安置在同步器嚙合套30的外周表面上的構(gòu)造。臂內(nèi)部的兩端均安裝有墊部，以使得當(dāng)同步 器嚙合套通過操縱變速桿而向后及向前移動(dòng)時(shí)，變速桿易于附著于同步器嚙合套30。在手動(dòng)變速過程中，由于變速齒輪推動(dòng)同步器嚙合套30以數(shù)千rpm旋轉(zhuǎn)，負(fù)荷集中于撥叉10的墊部。因此，需要改善驅(qū)動(dòng)部件如撥叉10的耐磨性和低摩擦潤(rùn)滑性，以改善其壽命并在車輛燃料效率和排放控制方面提供競(jìng)爭(zhēng)力。在相關(guān)領(lǐng)域中，用于制造撥叉的常規(guī)方法，例如，題為“Diecastingmethodofshiftforkforvehicle(車輛用撥叉的模鑄法)”的韓國(guó)常規(guī)技術(shù)已被提出。該方法可以通過在撥叉與套管的接觸部位形成鋁/氧化鋁厚層(涂層)而改善耐磨性并降低生產(chǎn)成本。然而，當(dāng)通過冷噴涂法形成涂層時(shí)，可能不足以形成無定形涂層，且耐磨性和低摩擦潤(rùn)滑性可能不滿足其標(biāo)準(zhǔn)。作為本發(fā)明的相關(guān)領(lǐng)域的以上說明僅用于幫助理解本發(fā)明的背景，且不應(yīng)被解釋為包括在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的相關(guān)技術(shù)中。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：在優(yōu)選的方面，本發(fā)明提供用于車輛撥叉的涂覆方法。特別是，通過在車輛撥叉的墊部上形成無定形涂層，該涂覆方法可以改善墊部的耐磨性并使其低摩擦特性最大化。本發(fā)明還提供具有通過該涂覆方法形成的無定形涂層的撥叉。在一個(gè)方面，本發(fā)明提供用于車輛的撥叉的涂覆方法。該方法可以包括：制備Fe-Cr-Mo基組合物如Fe-Cr-Mo基粉末；通過沖洗撥叉的墊部以除去雜質(zhì)來預(yù)處理撥叉；使用制備的Fe-Cr-Mo基組合物通過高速氧燃?xì)?HVOF)噴涂法，在其中雜質(zhì)被除去的墊部上形成涂層；以及以約106至約108K/s的速率冷卻涂層以形成無定形涂層。在制備Fe-Cr-Mo基組合物如Fe-Cr-Mo基粉末的步驟中，該方法可以包括：稱量每種包含F(xiàn)e、Cr和Mo的材料；溶解每種稱好的材料；冷卻并固化每種溶解的材料；并將每種冷卻的材料粉碎成組合物，特別是具有約15至約45μm直徑的粉末。在預(yù)處理撥叉的步驟中，該方法還可以包括，在從撥叉除去雜質(zhì)之前，用氧化鋁粉末短鼓風(fēng)(shortblast)處理撥叉以得到墊部表面的 十點(diǎn)中值高度(十點(diǎn)平均粗糙度)(Rz)為約10至約15μm。涂層可以形成為具有約50至約125μm的厚度，且涂層表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可以為約45μm或更低。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，其上形成有無定形涂層的撥叉可以包括：配置為安裝到撥叉導(dǎo)軌、并與臂整體成型的主體部，所述臂形成為半圓形以環(huán)繞套管的外部；以及配置為分別與所述臂的中心和兩端的內(nèi)部連接的墊部。特別是，墊部可以使用Fe-Cr-Mo基粉末通過高速氧燃?xì)鈬娡?HVOF)法形成。無定形涂層的孔隙率可以在約4至約6％的范圍內(nèi)，且其維氏硬度(HV300gf)可以在約600至約700的范圍內(nèi)。Fe-Cr-Mo基粉末的直徑可以在約15至約45μm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，無定形涂層可以形成為具有約50至約125μm的厚度，且涂層表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可以是約45μm或更低。本發(fā)明還提供包括通過本文所述的方法制造的撥叉的車輛。本發(fā)明的其他方面在下文公開。附圖說明本發(fā)明的上述和其他特征將參考示例性實(shí)施方式詳述，以下給出的附圖僅通過舉例說明的方式說明示例性實(shí)施方式，因此不是對(duì)本發(fā)明的限制，并且其中：圖1示意性地示出相關(guān)領(lǐng)域中的一般手動(dòng)變速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的示例性撥叉的透視圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的示例性無定形涂層的硬度與摩擦系數(shù)之間的相互關(guān)系的示例性圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的示例性無定形涂層的厚度與摩擦系數(shù)之間的相互關(guān)系的示例性圖；圖5示出對(duì)由火焰噴涂法形成的示例性涂層(a)；由等離子噴涂法形成的示例性涂層(b)；根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式形成的示例性涂層(c)進(jìn)行比較的照片；以及圖6是說明根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式形成的示例性涂層、由等離子噴涂法形成的涂層和由火焰噴涂法形成的涂層的X射線衍射(XRD)分析結(jié)果的示例性圖。應(yīng)當(dāng)理解，附圖并不必呈比例，僅僅呈現(xiàn)如本文公開的本發(fā)明多個(gè)優(yōu)選特征的某些簡(jiǎn)化圖示。如本文中所公開的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)特征，包括例如，特定尺寸、方向、位置和形狀，將部分地由特定的既定應(yīng)用和使用環(huán)境決定。在圖中，各圖中參考數(shù)字始終指代本發(fā)明的相同或等同部件。具體實(shí)施方式下文將詳細(xì)參考本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方式，其實(shí)施例在附圖中說明并在下面描述。盡管本發(fā)明將結(jié)合示例性實(shí)施方式描述，應(yīng)當(dāng)理解本說明書并不意欲將本發(fā)明限制到那些示例性實(shí)施方式。相反地，本發(fā)明要涵蓋示例性實(shí)施方式以及各種替代方式、變形形式、等同方式以及其他實(shí)施方式；其可包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的主旨和范圍之內(nèi)。應(yīng)對(duì)理解，本文所用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似的術(shù)語包括通常的機(jī)動(dòng)車輛，如客車包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、公交車、貨車、各種商用車輛，船只包括個(gè)種船和艇，航空器等等，并且包括混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車、氫動(dòng)力車以及其他代用燃料車(例如，來自除石油之外資源的燃料)。如本文所示，混合動(dòng)力車是具有兩種或多種動(dòng)力源的車輛，例如汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。本文所用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施方式的目的，且并不意欲限制本發(fā)明。如本文所使用，單數(shù)形式的“一種”、“一個(gè)”和“該”也要包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚的說明。將進(jìn)一步理解當(dāng)本說明書使用術(shù)語“包括”和/或“含有”時(shí)，指明存在所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組分，但不排除存在或添加一種或多種其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組分、和/或其組。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括相關(guān)的所列項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有組合。除非特別規(guī)定或從上下文中顯而易見，本文所使用的術(shù)語“約” 被理解為本領(lǐng)域中的正常限度范圍內(nèi)，例如在平均數(shù)的2標(biāo)準(zhǔn)差之內(nèi)?！凹s”能夠被理解為在規(guī)定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％、或0.01％之內(nèi)。除非從上下文中很清楚，否則本文提供的所有數(shù)值均由術(shù)語“約”修飾。圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的示例性撥叉的透視圖。如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的撥叉10可以包括：配置為安裝到撥叉導(dǎo)軌20、并在其一邊與臂110整體成型的主體部100，所述臂110形成為半圓形以環(huán)繞套管30的外部；以及配置為與臂110的中心和兩個(gè)末端的內(nèi)部連接的墊部200。特別地，在每個(gè)墊部200的表面上，可以用Fe-Cr-Mo基粉末通過高速氧燃?xì)鈬娡糠ㄐ纬蔁o定形涂層。無定形涂層可以是均質(zhì)的合金，沒有缺陷如晶界。此外，無定形涂層可以改善撥叉10的機(jī)械性能如低摩擦特性和耐磨性，且還改善耐腐蝕性。因此，撥叉10的耐久性和壽命可以改善。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無定形涂層的硬度與摩擦系數(shù)之間的相互關(guān)系的示例性圖。如本文所述，硬度在約300gf的負(fù)荷通過使用微維氏硬度測(cè)試儀測(cè)定7次，然后表達(dá)為排除最高值和最低值的平均值。此時(shí)，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式測(cè)定無定形涂層的硬度時(shí)，隨著壓陷負(fù)荷的增加，壓陷區(qū)域可能增加且存在于無定形涂層中的許多孔、微裂痕等等可被同時(shí)檢測(cè)到。由于測(cè)定的硬度值可以比用低壓陷負(fù)荷測(cè)定的硬度值更有效地表明涂層的機(jī)械性能，在本發(fā)明中，硬度以約300gf的負(fù)荷測(cè)定，其是用于測(cè)量本發(fā)明的材料的最大負(fù)荷。如圖3所示，隨著硬度值的降低摩擦系數(shù)也降低，因?yàn)榇嬖谟谕繉颖砻娴暮线m量的孔可以起到儲(chǔ)油區(qū)的功能，因此改善了潤(rùn)滑特性。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，涂層的孔隙率可以在約4至約6％的范圍內(nèi)，且其維氏硬度(HV300gf)可以在約600至約700的范圍內(nèi)。當(dāng)無定形涂層的孔隙率低于約4％時(shí)，由于油含量不足，不能獲得潤(rùn)滑特性，且當(dāng)孔隙率高于約6％時(shí)，無定形涂層的強(qiáng)度降低。同時(shí)，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無定形涂層可以用Fe-Cr-Mo 基粉末形成，且Fe-Cr-Mo基粉末可以具有約15至約45μm的直徑。特別是，F(xiàn)e-Cr-Mo基粉末的粒徑可以影響無定形涂層的物理性質(zhì)和產(chǎn)率。當(dāng)顆粒具有小于約15μm的直徑時(shí)，F(xiàn)e-Cr-Mo基粉末可以從基材彈開且不與其附著(反彈現(xiàn)象)，由此降低涂覆產(chǎn)率和粘附強(qiáng)度。當(dāng)顆粒具有大于約45μm的直徑時(shí)，由于無定形涂層的表面高度增加，潤(rùn)滑特性降低。同時(shí)，無定形涂層可以形成為約50至約125μm的厚度，且其表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可以為約45μm或更低。圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的無定形涂層的厚度與摩擦系數(shù)之間的相互關(guān)系的示例性圖。如圖4所示，當(dāng)無定形涂層的厚度小于約50μm時(shí)，涂層的耐久性降低，且當(dāng)涂層厚度大于約125μm時(shí)，摩擦系數(shù)急劇增加。此外，當(dāng)涂層厚度高于約200μm時(shí)，由于無定形涂層的表面改性，涂覆可能易碎。無定形涂層表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可以是約45μm或更低。當(dāng)十點(diǎn)中值高度(Rz)高于約45μm時(shí)，無定形涂層的潤(rùn)滑特性降低。在下文中，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式的用于車輛撥叉的涂覆方法將參考附圖描述。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，用于撥叉的涂覆方法可以包括：制備Fe-Cr-Mo基粉末；通過沖洗撥叉10的墊部200而預(yù)處理撥叉10；形成涂層；以及將其冷卻。在制備Fe-Cr-Mo基組合物如Fe-Cr-Mo基粉末的步驟中，該方法可以包括：稱量每種包含F(xiàn)e、Cr和Mo的材料；將每種稱好的材料溶解；冷卻并固化每種溶解的材料；并將每種材料粉碎為粉末。由此，可以使用制備的Fe-Cr-Mo基粉末，且Fe、Cr、Mo等的示例性組分在下表1中示出。表1組分FeCrMoSi其他wt％57.4228.3111.33<2<1特別地，粉碎步驟可以在冷卻和固化溶解材料之后進(jìn)行，然后材料可以被粉碎成具有約15至約45μm的直徑的顆粒。在通過高速氧燃?xì)鈬娡糠ㄐ纬赏繉拥倪^程中，當(dāng)Fe-Cr-Mo基粉末中的顆粒具有小于約15μm的直徑時(shí)，可能發(fā)生反彈現(xiàn)象，由此粉末可能從墊部彈開且可能不與其附著，因此降低涂覆產(chǎn)率和粘附強(qiáng)度。當(dāng)顆粒具有高于約45μm的直徑時(shí)，由于無定形涂層的表面粗糙度增加，潤(rùn)滑特性降低。在預(yù)處理撥叉10的步驟中，該方法可以包括：通過使用氧化鋁粉末短鼓風(fēng)處理墊部的表面；并且通過沖洗墊部200除去雜質(zhì)，如附著在表面上的灰塵。此時(shí)，在短鼓風(fēng)過程中，墊部200的表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可以被保持在約10至約15μm的水平，以改善無定形涂層的粘附強(qiáng)度，因此防止缺陷如脫落或分離。此外，在除去雜質(zhì)時(shí)，除了墊部200表面上的其他雜質(zhì)外，附著在墊部200表面上的例如氧化鋁的雜質(zhì)可以通過短鼓風(fēng)除去，因此改善無定形涂層的粘附強(qiáng)度。在形成涂層的步驟中，可以在墊部200的表面上形成無定形涂層，墊部200的表面可以通過使用Fe-Cr-Mo基粉末通過高速氧燃?xì)鈬娡?HVOF)被表面處理。如本文所述，用以形成涂層的顆粒噴涂的噴涂速率可以影響涂層的結(jié)晶度。顆粒的噴涂速度按照高速氧燃?xì)鈬娡?、等離子噴涂和火焰噴涂法的次序增加，并且通過高速氧燃?xì)鈬娡糠ㄐ纬蔁o定形涂層在較低的結(jié)晶度下可以變得更容易。換句話說，隨著顆粒噴涂速度的增加，冷卻速率可增加，使得無定形相分?jǐn)?shù)(amorphousphasefraction)可被影響。圖5顯示由火焰噴涂法形成的示例性涂層(a)；由等離子噴涂法形成的示例性涂層(b)；和根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施方式形成的示例性涂層(c)的照片圖。圖6是說明由火焰噴涂法形成的示例性涂層；由等離子噴涂法形成的示例性涂層；和根據(jù)本發(fā)明形成的示例性涂層的XRD分析結(jié)果的示例性圖。如圖5和圖6所示，從XRD分析的結(jié)果可見，通過高速氧燃?xì)鈬娡糠ㄖ苽涞耐繉泳哂袑挼姆逍?，因此，即使在涂覆后涂層也可保持無定形相。然而，所有通過等離子噴涂法和火焰噴涂法制備的涂層均顯示 結(jié)晶相峰，因此形成結(jié)晶涂層。此外，在根據(jù)本發(fā)明的示意性實(shí)施方式形成涂層的步驟中，涂層可以形成為具有約50至約125μm的厚度，且其表面的十點(diǎn)中值高度(Rz)可為約45μm或更低。如上所述，約50μm的厚度對(duì)保證最小的耐久性是合適的，其是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式制備的涂層所需要的。當(dāng)涂層的厚度大于約125μm時(shí)，摩擦系數(shù)可能急劇增加，同時(shí)，當(dāng)十點(diǎn)中值高度(Rz)高于約45μm時(shí)，無定形涂層的潤(rùn)滑特性可能降低。此外，在冷卻步驟中，涂層可以以約106至約108K/s的速度冷卻，以使得在墊部200表面上形成的涂層是無定形涂層。如上所述，形成涂層之后的冷卻速率可以影響無定形相分?jǐn)?shù)。涂層可以以約106至約108K/s的速度冷卻以保持涂覆后的無定形相。因此，耐磨性和低摩擦系數(shù)特性可被改善，因此改善了撥叉10的壽命和車輛的燃料效率。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施方式，通過在撥叉的墊部上形成無定形涂層，耐磨性和低摩擦系數(shù)可被改善，因此，撥叉的壽命和車輛的燃料效率可被改善。此外，涂層可以形成為具有約4至約6％的孔隙率，且孔可起到儲(chǔ)油區(qū)的功能，因此使?jié)櫥匦宰畲蠡?。本發(fā)明已經(jīng)參考其各個(gè)示例性實(shí)施方式詳述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將領(lǐng)會(huì)在不偏離本發(fā)明的原則和主旨的情況下，這些實(shí)施方式可以進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求及其等同方式限定。當(dāng)前第1頁1 2 3