[发明专利]基础材料组分、由该基础材料制造用于传动带的横向件的方法及包括由此制造的横向件的传动带

说明书

本发明涉及一种构成用于在无极变速器中使用的传动带(3)的横向件(32)，所述传动带(3)包括相对于其环形的张紧元件(31)的周向可滑动地并入的多个所述横向件(32)。横向件(32)由碳钢制成，所述碳钢包含0.60‑1.2重量％的碳和0.30‑0.60重量％的铬。根据本发明，所述碳钢还包含相当少量的0.05‑0.15重量％的钒，从而显著地且有利地提高横向件(32)的疲劳强度。

技术领域

本发明涉及一种传动带的横向件构件，所述传动带包括环形的张紧元件和可沿其周向滑动地布置在张紧元件上的多个这种横向件。该传动带是(a/o)应用于机动车的动力系统中公知的、可变的带与带轮式变速器中。这种特定类型的传动带及其横向件构件在本领域中是众所周知的，例如可从作为WO 2017/108206 A1公开的PCT申请中已知。

背景技术

为了使传动带在变速器中正确且持久地发挥作用，横向件必须既能抵抗磨损又能抵抗金属疲劳。在这方面，已知横向件的疲劳强度由其形状决定，该形状通常在传动带操作期间出现的应力水平和应力幅度方面进行优化。此外，横向件可以在其表面层中具有残余压应力，例如，由于使这些横向件在从基础材料切割出之后经受已知的石滚去毛刺工艺。通过这种残余压应力，已知由特别是表面缺陷引起的微裂纹的引发和/或生长，从而提高其疲劳强度。

为了将横向件的接触面的磨损率限制在变速器的典型汽车应用中合适的或至少是可接受的水平，已知提供具有在洛氏硬度C标尺(HRC)上至少为58的材料硬度的横向件。该硬度值通过用含碳钢生产横向件并对横向件进行淬火硬化来实现。横向件基础材料的钢成分中的碳含量在0.60-1.2重量％之间，典型的是0.75重量％+/-0.05重量％，并且还包括至少0.30-0.60重量％的铬。典型地，然而非必要地，横向件的基础材料还包括0.50-0.70重量％的锰和0.25-0.50重量％的硅。

在这方面实际应用的钢标准是JIS SKS95和DIN 1.2003(也称为：75Cr1)。例如，DIN 1.2003钢规定包含0.70至0.80重量％的碳、0.60至0.80重量％的锰、0.25至0.50重量％的硅、0.30至0.40重量％的铬和余量的铁以及不可避免的污染物，其中磷和硫的存在通常被明确限制在0.030重量％。

欧洲专利公开EP-A-1 233 207提供了在制造横向件时应用的已知热处理的一个示例。这种常规的淬火硬化热处理包括将横向件加热到高于钢的所谓奥氏体化温度(例如在DIN 1.2003钢成分的情况下高于±780℃)的步骤，以便将其晶体结构从铁素体转变为奥氏体，以及包括随后的淬火步骤，即将横向件充分快速地冷却到足够低的温度、例如110℃，以便至少主体上将奥氏体相转变为马氏体相。此后，使横向件经受进一步的回火工艺步骤，即将其加热到200℃左右的中等温度、例如185℃，持续约40分钟，以提高其延展性和韧性，从而使其疲劳强度达到要求的水平。作为回火工艺步骤的结果，与直接在淬火工艺步骤之后的硬度相比，钢的材料硬度也降低了。淬火硬化后的钢的微观结构或结晶结构主要是马氏体，典型的是还有一些奥氏体存在(所谓的“残余奥氏体”)。

在上述常规淬火硬化热处理的已知优化中，已知对横向件进行渗碳或碳氮化，从而在其表面层中提供残余压应力。通过这种残余压应力，已知可抑制特别是表面缺陷引起的微裂纹的引发和/或生长，从而提高横向件的疲劳强度。例如，WO2017/108206描述了应用于横向件的已知渗碳热处理。后一种热处理包括在含碳气体气氛中将横向件加热到高于有关基础材料的所谓奥氏体化温度(例如在DIN 1.2003钢的情况下高于±780℃)的工艺步骤。特别是在这种热处理中，气体气氛的碳势超过了相关基础材料的碳含量。通过已知热处理的后一个特征，横向件的表面层富集碳。更具体地说，施加0.9的碳势，或者一般来说，比有关基础材料的以重量％计的碳含量高0.1至0.25。

在碳氮化的情况下，还将含氮气体加入到气体气氛中，使得每个横向件的表面层不仅富集碳，而且富集氮。

发明内容