專利名稱：耐磨涂層和涂有該涂層的無聲鏈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于用作無聲鏈的表面涂層的耐磨涂層，該無聲鏈用作汽車、摩托車或類似物中的傳動鏈。
背景技術(shù)：
近年來，無聲鏈已經(jīng)用來在高速和高負載條件下的傳遞動力。在典型的無聲鏈中，多個鏈條板P布置在由連接銷Q相互連接的交替層中，每個鏈條板分叉以便在一側(cè)提供一對齒，如圖3所示。在每個鏈條板P的分叉部分上，兩個外齒側(cè)表面R1用作外齒側(cè)嚙合無聲鏈中的嚙合表面，或兩個齒側(cè)表面R2用作內(nèi)齒側(cè)嚙合無聲鏈的嚙合表面。在任一情況下，嚙合表面與鏈輪嚙合并將動力從鏈條傳遞到鏈輪或從鏈輪傳遞到鏈條。即使鏈條的節(jié)距加長，也保持了鏈條板和鏈輪之間的緊密接觸。由此，這些無聲鏈產(chǎn)生小的噪聲，并適用于高速操作和需要無噪聲操作的應(yīng)用中。
由于這些無聲鏈在高速和高負載條件下使用，為了改進耐磨性，通過CVD工藝、PVD工藝、噴涂、擴散涂層或類似方法在鏈條的滑動表面上設(shè)置例如碳化鈦(TiC)、碳化釩(VC)或類似物的硬的無機材料涂層。
為改善耐磨性，已經(jīng)提出在無聲鏈的表面上形成具有擴散的碳化鉻顆粒的鉻鐵合金，使得該表面在保持韌性的同時具有增強的硬度。
然而，在無聲鏈的表面上設(shè)置所述硬的無機材料涂層會遇到許多問題。涂層表面上的負載和滑動速度極大，并當由于在涂層表面上長時間使用潤滑劑增加了例如磨下的粉末和類似物的外部物質(zhì)時，涂層表面用作分界層，造成溫度升高。造成涂層表面氧化，并且不能獲得充分的耐磨性。
如日本公開專利公告號Sho.57-85967中描述的，當通過該表面經(jīng)過鉻化處理使得帶有擴散的碳化鉻顆粒的鉻鐵合金層形成在無聲鏈的表面上，該表面的硬度通過碳化鉻的顆粒改進。然而，由于形成基體涂層的鉻鐵合金層是金屬，該層不具有充分耐磨性。另外，近年來，由于需要高速操作和長的使用壽命，使用在發(fā)動機中的無聲鏈需要改進的耐磨性。
由此，本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供具有出色潤滑油保持性能的耐磨涂層，并提供具有出色耐磨性的涂層無聲鏈。

發(fā)明內(nèi)容
對于無聲鏈具有特殊用途的本發(fā)明的耐磨涂層，其包括由硬無機材料組成的基體涂層，其中分散有由不同于基體無機材料的硬無機材料組成的顆粒，并且其中分散顆粒的一部分暴露于該涂層表面上。最好是，該基體涂層的硬無機材料是碳化釩，并且該分散的顆粒是氧化鋁。
當涂層施加在用于無聲鏈的連接銷的表面上時，可抑止由該無聲鏈彎曲造成的連接銷和鏈條板之間的磨損，并同樣降低鏈條老化磨損拉長的量。因此，改善了該鏈條的使用壽命。
在本發(fā)明中，可使用多于兩種無機材料作為分散的顆粒，只要該分散顆粒的無機材料不同于用作基體涂層的硬無機材料即可。
如果涂層形成其上的母體或基體材料是通常使用在無聲鏈中的例如鋼或類似物的金屬時，該涂層可沒有問題地施加。然而，該基體材料可同樣施加在工程塑料或陶瓷上。
本發(fā)明的耐磨涂層當其如上所述施加在無聲鏈上時顯示出特別有益的效果。然而，其用途不局限于無聲鏈，該涂層可施加在例如滾子鏈、用于木材加工的刀片鏈和類似物的鏈條上。
按照本發(fā)明，由硬的無機材料組成的基體涂層具有不同于該基體涂層的無機材料的硬無機材料的分散顆粒，并且分散顆粒的一部分暴露于該涂層的表面上，各自的硬無機材料相互互補。
由于該基體涂層材料和分散在該基體涂層材料中的顆粒兩者由硬無機材料構(gòu)成，在該基體涂層材料和分散的無機顆粒之間的界面處形成有微小間隙。該微小間隙增強了該涂層的液體保持性能。因此，潤滑油或類似物可滲透進入這些微小間隙中，并有助于降低該涂層表面的磨損。
由于該基體涂層的硬無機材料是碳化釩，并且該分散的顆粒是氧化鋁，碳化釩的高硬度和氧化鋁的抗氧化性能相互作用以便產(chǎn)生耐磨性的顯著改進。
當此耐磨涂層形成在無聲鏈表面至少一部分上時，即使在例如高溫和氧化環(huán)境(例如空氣)的惡劣的傳動環(huán)境下，可長時間保持耐磨性，并因此該涂層有助于該鏈條的使用壽命延長。
特別是，當無聲鏈在使用中連續(xù)由潤滑油濕潤時，由于該耐磨涂層的液體保持性能，顯示出在其他表面涂層材料中未發(fā)現(xiàn)的出色的耐磨性。


圖1是本發(fā)明的耐磨涂層的截面示意圖；圖2是本發(fā)明的耐磨涂層的磨損測試結(jié)果的條形圖；以及圖3是表示無聲鏈結(jié)構(gòu)的透視圖。
具體實施例方式
圖1中本發(fā)明的耐磨涂層10形成在例如無聲鏈的連接銷的母體11上，該母體與材料12相對并與之滑動接觸，該材料可以是該鏈條的鏈條板?；w涂層10a由例如碳化釩的硬無機材料組成。例如氧化鋁顆粒的顆粒10b分散在該基體涂層中。圖1的上部和下部看到的箭頭表示母體11相對于相對的材料12的滑動方向。
如圖1清楚所示，由于耐磨涂層10在碳化釩的基體涂層10a中具有分散的氧化鋁顆粒10b，分散的顆粒10b的一部分暴露于涂層表面上。
涂層10可通過粉末裝填方法在擴散涂層工藝中將氧化鋁顆粒添加在粉末中來形成。然而，在母體11表面上形成耐磨涂層10的方法不特別作出限制。
為調(diào)查該耐磨涂層的磨損性能，如下描述進行磨損測試。在本發(fā)明的實例中，厚度為15m的碳化釩形成在母體上。在該涂層中，每個顆粒直徑為1m或更小的球形氧化鋁顆粒均勻分散。作為比較實例，厚度為15m的碳化釩的單層涂層形成在相同材料的母體上。
形成有該涂層的母體設(shè)置在往復(fù)摩擦測試機上，并測量在負載重量為637N和滑動速度為0.6m/s條件下大約20小時的往復(fù)所產(chǎn)生磨損量。
如圖2所示的測試結(jié)果所示，與單層碳化釩涂層顯示的磨損相比涂有分散的氧化鋁顆粒的碳化釩顯示出顯著更小的磨損量。
因此形成在無聲鏈的表面上的耐磨涂層10形成具有油保持性能的微小間隙。這種間隙不可能存在于硬無機材料顆粒分散在由常規(guī)金屬材料組成的基體涂層中的耐磨涂層中。因此，該微小間隙改善了該涂層的液體保持性能，并且例如潤滑油的潤滑劑可滲透進入該間隙中，以實現(xiàn)出色的耐磨性。
在上述本發(fā)明的實例中，球形氧化鋁顆粒分散在碳化釩基體涂層中。然而，即使這些材料是優(yōu)選的，用作該基體涂層材料的硬無機材料與分散在該基體涂層中的顆粒的結(jié)合不分別局限于碳化釩和球形氧化鋁顆粒。例如，碳化鉻、碳化鈦和類似物可用作取代碳化釩的基體涂層材料。同樣，該分散的顆?？蛇x自例如氧化硅、氧化鈦、氧化鉻和類似物的無機材料?？梢允褂枚嘤趦煞N的無機材料，只要該分散的顆粒是不同于用作該基體涂層材料的一種或多種硬無機材料的一種或多種硬無機材料即可。該分散的顆?？刹捎贸蛐沃獾娜魏尾煌螤?，例如板形、多邊顆粒形狀、纖維形狀或類似物。
該耐磨涂層和涂有所述耐磨涂層的無聲鏈顯示出多個有益效果，如下所述。
當由硬無機材料組成的基體涂層在其中分散有由不同于該基體涂層的無機材料的硬無機材料組成的顆粒，并且該分散顆粒的一部分暴露于該涂層表面上時，各自硬無機材料的性能互補，并與使用硬無機材料本身的情況相比顯著改善了耐磨性。另外，由于例如潤滑油的潤滑劑滲透進入形成在該基體涂層材料和該分散硬無機顆粒之間的界面處的微小間隙，改善了該涂層的液體保持性能，并且顯著抑止該涂層的磨損。
當形成該基體涂層的硬無機材料時碳化釩時，并且分散在該基體涂層中的硬無機顆粒是氧化鋁時，碳化釩的高硬度和氧化鋁的抗氧化性能相互作用，使得該涂層的耐磨性進一步改善。
在具有上述耐磨涂層的無聲鏈中，可長時間保持耐磨性，并且該無聲鏈的使用壽命顯著改善。特別是，在使用中由潤滑油濕潤的無聲鏈中，可通過將濕潤與該涂層的液體保持性能相結(jié)合實現(xiàn)優(yōu)于其他表面涂層材料的耐磨性的出色的耐磨性。
權(quán)利要求
1.一種耐磨涂層，其包括一包括硬無機材料的基體涂層，其中分散有包括不同于該基體涂層的所述無機材料的硬無機材料的顆粒，并且其中所述分散的顆粒的一部分暴露于所述涂層的表面上。
2.一種涂有如權(quán)利要求1所述的耐磨涂層的無聲鏈。
3.如權(quán)利要求1所述的耐磨涂層，其特征在于，所述基體涂層的所述硬無機材料是碳化釩，并且所述分散的顆粒是氧化鋁。
4.一種涂有如權(quán)利要求3所述的耐磨涂層的無聲鏈。
全文摘要
一種能夠給予無聲鏈出色耐磨性的耐磨涂層，其包括一包括硬無機材料的基體涂層，其中分散有包括不同于該基體涂層的無機材料的硬無機材料的顆粒。分散的顆粒的一部分暴露于所述涂層的表面上。由于在該顆粒和該基體涂層之間的界面處形成有間隙，該涂層具有出色的油保持性能，并且該出色的油保持性能有助于該涂層的耐磨性。
文檔編號F16G13/02GK1417499SQ0215025
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月6日
發(fā)明者永井淳一, 永尾憲一, 巖本計政, 小野田昌弘 申請人:株式會社椿本鏈索