浮動(dòng)密封件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種浮動(dòng)密封件，該浮動(dòng)密封件是由C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V、B、以及余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)所構(gòu)成的浮動(dòng)密封件材料。所述C、Si、Mn、Ni、Cr、Mo、V、B的含量為，C：2.2～3.9wt％、Si：0.5～3.5wt％、Mn：0.1～2.0wt％、Ni：0.5～4.3wt％、Cr：7.5～25.0wt％、Mo：0～8.0wt％(其中，不含0)、V：0～6.0wt％(其中，不含0)、B：0.02～0.4wt％。母相中的Cr的含量為2.00～5.41wt％。石墨的含量為0.05～0.35面積％。碳硼化合物的含量為19～40面積％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】浮動(dòng)密封件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種浮動(dòng)密封件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，液壓挖掘機(jī)、推土機(jī)等履帶式作業(yè)機(jī)械具有驅(qū)動(dòng)輪、惰輪及上下滾輪等轉(zhuǎn)動(dòng)輪。以抑制軸承用潤(rùn)滑油的泄漏、抑制水分及砂土等侵入為目的，在轉(zhuǎn)動(dòng)輪設(shè)置有密封結(jié)構(gòu)。
[0003]通常，密封結(jié)構(gòu)由設(shè)置在固定側(cè)殼體與轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)殼體之間的一對(duì)浮動(dòng)密封件及一對(duì)彈性環(huán)構(gòu)成。成對(duì)的浮動(dòng)密封件形成為圓環(huán)狀，在同一軸上滑動(dòng)自如地相接。各浮動(dòng)密封件經(jīng)由抵接于各浮動(dòng)密封件的外周的各彈性環(huán)，支承于各殼體(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0004]這樣的浮動(dòng)密封件是通過(guò)離心鑄造法、砂型鑄造法等制造的(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2?專(zhuān)利文獻(xiàn)4)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005 - 240065公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2008 - 221311公報(bào)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2008 - 221312公報(bào)
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平10 - 99953公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0012]該浮動(dòng)密封件要求耐磨損性以及耐燒結(jié)性(耐燒結(jié)性)等，并且還要求高強(qiáng)度。作為高強(qiáng)度化的手法，考慮到增厚浮動(dòng)密封件，但是會(huì)導(dǎo)致成本變高。
[0013]另外，在浮動(dòng)密封件中，為了改善耐磨損性以及耐燒結(jié)性，一般會(huì)使硬質(zhì)的碳化物大量結(jié)晶析出。但是，使碳化物大量結(jié)晶析出違背了高強(qiáng)度化的要求。另一方面，通過(guò)使碳量降低等改變組分量來(lái)降低碳化物量，能夠改善浮動(dòng)密封件的強(qiáng)度。但是，如果碳量減少，則流動(dòng)性變差，產(chǎn)生制造不良率增加等制造效率上的問(wèn)題。另外，如果碳化物量減少，則存在耐磨損性以及耐燒結(jié)性降低的可能性。
[0014]本發(fā)明的課題在于，提供一種能夠抑制制造效率的降低，并提高強(qiáng)度、耐熱性、耐磨損性的浮動(dòng)密封件。
[0015]用于解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段
[0016]本發(fā)明的第一方式的浮動(dòng)密封件是由C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B、以及余量為Fe、不可避免的雜質(zhì)所構(gòu)成的浮動(dòng)密封件。所述C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B的含量是，C:2.2?
3.9wt%,Si:0.5 ?3.5wt%,Mn:0.1 ?2.0wt%,N1:0.5 ?4.3wt%,Cr:7.5 ?25.0wtMo:0 ?8.0wt% (其中，不含 0)、V:0 ?6.0wt% (其中，不含 O)、B:0.02 ?0.4wt%。母相中的Cr的含量為2.00?5.41wt%。石墨的含量為0.05?0.35面積％。碳硼化合物的含量為19~40面積％。
[0017]本發(fā)明的第二方式的浮動(dòng)密封件在第一方式的浮動(dòng)密封件的基礎(chǔ)上，母相中的Cr的含量為2.00~3.50wt%。石墨的含量為0.05~0.30面積％。碳硼化合物的含量為25~35面積％。
[0018]【發(fā)明的效果】
[0019]在本發(fā)明中，通過(guò)向浮動(dòng)密封件添加B，調(diào)整母相中的Cr的含量、石墨的含量、碳化物的含量之間的關(guān)系。如果將B添加到浮動(dòng)密封件中，則石墨容易析出。由此，降低碳化物的析出量。其結(jié)果是，提高浮動(dòng)密封件的強(qiáng)度。另外，因?yàn)槟軌蛟诓唤档吞剂康幕A(chǔ)上降低碳化物的析出量，所以能夠維持流動(dòng)性。由此，可抑制制造效率的降低。而且，即使減少了碳化物的析出量，也能夠利用析出的石墨來(lái)提高耐磨損性。另外，也能夠利用析出的石墨來(lái)提高密合性。而且，因碳化物的析出量降低而使未添加B時(shí)本應(yīng)作為以碳化物形式析出的那一部分Cr溶入母相。因此，母相中的Cr的含量增大。其結(jié)果是，提高耐熱性。如此，在本發(fā)明中，通過(guò)向浮動(dòng)密封件添加B，使母相中的Cr的含量、石墨的含量、碳化物的含量彼此關(guān)聯(lián)地配合而被調(diào)整。由此，能夠抑制制造效率的降低，并且提高強(qiáng)度、耐熱性、耐磨損性。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是密封 結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0021]圖2是浮動(dòng)密封件的立體圖。
[0022]圖3是表示碳硼化合物的面積％的計(jì)測(cè)方法的試樣的表面照片。
[0023]圖4是表示石墨的面積％的計(jì)測(cè)方法的試樣的表面照片。
[0024]圖5是表示抗壓強(qiáng)度的評(píng)價(jià)方法的圖。
[0025]圖6是表示密封試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0026]圖7是表示試驗(yàn)前后的浮動(dòng)密封件的滑動(dòng)面的外形變化的圖。
[0027]圖8是試驗(yàn)后的浮動(dòng)密封件的滑動(dòng)面的外觀的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]接著，利用附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下附圖的記載中，相同或類(lèi)似的部分標(biāo)注相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記。其中，附圖僅是示意性的表示，有時(shí)也有各尺寸的比率等與實(shí)際情況不同的情況。因此，應(yīng)參照以下說(shuō)明來(lái)判斷具體的尺寸等。另外，當(dāng)然在附圖彼此之間也包含彼此尺寸關(guān)系、比率不同的部分。
[0029](密封結(jié)構(gòu)的構(gòu)成)
[0030]首先，對(duì)使用本發(fā)明實(shí)施方式的浮動(dòng)密封件的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖1是密封結(jié)構(gòu)的剖視圖。該密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在例如液壓挖掘機(jī)、推土機(jī)等履帶式作業(yè)機(jī)械所具有的最終減速裝置。
[0031]密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在固定側(cè)部件11與轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12之間。轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12經(jīng)由軸承13安裝在固定側(cè)部件11上。轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12被設(shè)置為能夠相對(duì)于固定側(cè)部件11轉(zhuǎn)動(dòng)。密封結(jié)構(gòu)對(duì)填充有軸承13用潤(rùn)滑油的內(nèi)部空間N進(jìn)行封閉。密封結(jié)構(gòu)抑制潤(rùn)滑油從內(nèi)部空間N泄漏。另外，密封結(jié)構(gòu)抑制水分及砂土等從固定側(cè)部件11與轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12之間的間隙R浸入內(nèi)部空間N。
[0032]密封結(jié)構(gòu)具有第一浮動(dòng)密封件14、第二浮動(dòng)密封件15、第一彈性環(huán)16、第二彈性環(huán)17。第一浮動(dòng)密封件14和第二浮動(dòng)密封件15是后述的浮動(dòng)密封件。第一彈性環(huán)16和第二彈性環(huán)17是例如，丁晴橡膠、硅橡膠(U — 5 Λ )等橡膠部件制的。
[0033]圖2是第一浮動(dòng)密封件14的立體圖。第一浮動(dòng)密封件14具有設(shè)置有貫通孔141的環(huán)狀形狀。如圖1所示，固定側(cè)部件11的一部分插入第一浮動(dòng)密封件14的貫通孔141中。其中，第一浮動(dòng)密封件14的內(nèi)表面離開(kāi)固定側(cè)部件11地配置，不與固定部件接觸。第一浮動(dòng)密封件14經(jīng)由第一彈性環(huán)16，彈性支承于轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12。
[0034]第二浮動(dòng)密封件15也與第一浮動(dòng)密封件14相同地，具有設(shè)置有貫通孔151的環(huán)狀形狀。第二浮動(dòng)密封件15與第一浮動(dòng)密封件14的中心軸線(xiàn)同心地配置。第二浮動(dòng)密封件15相對(duì)于垂直于中心軸線(xiàn)的平面、與第一浮動(dòng)密封件14對(duì)稱(chēng)地配置。第二浮動(dòng)密封件15經(jīng)由第二彈性環(huán)17，彈性地支承于固定側(cè)部件11。第一浮動(dòng)密封件14和第二浮動(dòng)密封件15彼此對(duì)置地配置。由于第一浮動(dòng)密封件14與轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以第一浮動(dòng)密封件14相對(duì)于第二浮動(dòng)密封件15滑動(dòng)。
[0035]第一浮動(dòng)密封件14具有第一前端面142、第一底面143、第一側(cè)表面144。第二浮動(dòng)密封件15具有第二前端面152、第二底面153、第二側(cè)表面154。第一前端面142位于第一底面143的相反側(cè)。第二前端面152位于第二底面153的相反側(cè)。第一底面143和第二底面153彼此對(duì)置地配置。
[0036]第一底面143具有第一滑動(dòng)面145、第一錐面146。第二底面153具有第二滑動(dòng)面155、第二錐面156。第一滑動(dòng)面145在第一底面143上位于第一錐面146的徑向外側(cè)。第二滑動(dòng)面155在第二底面153上位于第二錐面156的徑向外側(cè)。第一滑動(dòng)面145和第二滑動(dòng)面155彼此接觸。第一錐面146和第二錐面156以越朝向徑向內(nèi)方而彼此間的距離越寬的方式傾斜。
[0037]第一側(cè)表面144與第一彈性環(huán)16接觸。第一側(cè)表面144具有凹狀形狀。利用第一側(cè)表面144的凹狀形狀，保持第一彈性環(huán)16。第一側(cè)表面144以越從第一底面143側(cè)朝向第一前端面142側(cè)而外徑越小的方式傾斜。需要說(shuō)明的是，轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12具有與第一彈性環(huán)16接觸的第一接觸面121。第一接觸面121向與第一側(cè)表面144相同的方向傾斜。第二側(cè)表面154與第二彈性環(huán)17接觸。第二側(cè)表面154具有凹狀形狀。利用第二側(cè)表面154的凹狀形狀，保持第二彈性環(huán)17。第二側(cè)表面154以越從第二底面153側(cè)朝向第二前端面152側(cè)而外徑越小的方式傾斜。需要說(shuō)明的是，固定側(cè)部件11具有與第二彈性環(huán)17接觸的第二接觸面111。第二接觸面111向與第二側(cè)表面154相同的方向傾斜。
[0038]由于第一浮動(dòng)密封件14與轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以第一滑動(dòng)面145相對(duì)于第二滑動(dòng)面155滑動(dòng)。另外，第一滑動(dòng)面145和第二滑動(dòng)面155利用第一彈性環(huán)16及第二彈性環(huán)17的彈力彼此按壓。由此,無(wú)論轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)部件12轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)還是停止時(shí)，第一滑動(dòng)面145與第二滑動(dòng)面155之間都被密閉。
[0039](浮動(dòng)密封件的結(jié)構(gòu))
[0040]接著，對(duì)浮動(dòng)密封件的組成進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的浮動(dòng)密封件是由C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B、以及余量由Fe、不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的浮動(dòng)密封件。C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B的含量為，C:2.2 ?3.9wt%, Si:0.5 ?3.5wt%,Mn:0.1 ?2.0wt%, N:0.5 ?4.3wt%,Cr:7.5 ~25.0wt%、Mo:0 ~8.0wt% (其中，不包含 0)、V:0 ~6.0wt% (其中，不包含 O)、B:0.02~0.4wt %。另外，母相中的Cr的含量為2.00~5.41wt %。石墨的含量為0.05~
0.35面積％。碳硼化合物的含量為19~40面積％。更優(yōu)選的是，母相中的Cr的含量為
2.00~3.50wt %，石墨的含量為0.05~0.30面積％，碳硼化合物量為25~35面積％。各組分的意義如下所示。
[0041]C形成碳化物。另外，C是為了使母相發(fā)生馬氏體化而必需的。其中，如果C的含量少，則其效果不足。另外，如果C的含量多，則韌性降低。因此，C的含量為2.2~3.9重量％。
[0042]Si促進(jìn)脫氧并使流動(dòng)性良好。其中，如果Si的含量少，則其效果小。另外，如果Si的含量多，則韌性降低。因此，Si的含量為0.5~3.5重量％。
[0043]Mn是為了脫氧及脫硫所必需的元素。如果Mn的含量少，則其效果不足。另外，如果Mn的含量多，則韌性降低。因此，Mn的含量為0.1~2.0重量％。
[0044]Ni提高淬透性并促進(jìn)馬氏體化。但是，如果Ni的含量少，則其效果小。另外，如果Ni的含量多，則奧氏體過(guò)于穩(wěn)定，導(dǎo)致形成大量的殘留奧氏體。因此，Ni的含量為0.5~
4.3重量％。 [0045]Cr形成碳化物，并且提高母相的淬透性。但是,如果Cr的含量少,則碳化物的含量變少，從而降低耐磨損性。另外，如果Cr的含量多，則碳化物粗大化，從而促進(jìn)異常磨損。因此，其含量為7.5~25重量％。
[0046]Mo形成碳化物，并且固溶于母相來(lái)強(qiáng)化母相。但是，如果Mo的含量多，則韌性降低。因此，Mo的含量為O~8重量％。
[0047]V形成碳化物，提高耐磨損性。但是，如果V的含量多，則韌性降低。因此，V的含
量為O~6重量％。
[0048]通過(guò)添加B來(lái)提高抗壓強(qiáng)度。但是，如果B的含量少，則其效果小。另外，如果B的含量多，則不能發(fā)揮其效果。因此，其含量為0.02~0.4重量％。
[0049]母相中的Cr提高耐熱性。石墨提高耐磨損性以及密合性。碳硼化合物提高耐磨損性以及耐燒結(jié)性。它們的含量彼此關(guān)聯(lián)，利用B的含量進(jìn)行調(diào)整。因此，母相中的Cr的含量為2~5.41重量％。石墨量為0.05~0.35面積％。碳硼化合物的含量為19~40面積％。
[0050]【實(shí)施例】
[0051]以下，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。表1表示本發(fā)明的實(shí)施例的組分、硬度、抗壓強(qiáng)度。表2表示比較例的組分、硬度、抗壓強(qiáng)度。需要說(shuō)明的是，母相中的Cr量為wt%，石墨量及碳硼化合物量為面積率。
[0052]【表1】
[0053]
【權(quán)利要求】
1.一種浮動(dòng)密封件，其特征在于，所述浮動(dòng)密封件是由C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B、以及余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)所構(gòu)成的浮動(dòng)密封件，所述C、S1、Mn、N1、Cr、Mo、V、B的含量為:
C:2.2 ~3.9wt%,
Si:0.5 ~3.5wt%,
Mn:0.1 ~2.0wt% >
N1:0.5 ~4.3wt%,
Cr:7.5 ~25.0wt%、 Mo:0~8.0wt% (其中，不含O)、 V:0~6.0wt% (其中，不含O)、
B:0.02 ~0.4wt%, 母相中的Cr的含量為2.00~5.4Iwt %， 石墨的含量為0.05~0.35面積％， 碳硼化合物的含量為19~40面積％。
2.如權(quán)利要求1所述的浮動(dòng)密封件，其特征在于， 母相中的Cr的含量為2.00~3.5wt%, 石墨的含量為0.05~0.30面積％， 碳硼化合物量為25~35面積wt %。
【文檔編號(hào)】F16J15/34GK103946610SQ201280057526
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月13日
【發(fā)明者】西岡正人 申請(qǐng)人:株式會(huì)社小松制作所