TWI750068B - 包含齒形鏈片的鏈條 - Google Patents

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Abstract

一種包含齒形鏈片的鏈條，包含數片鏈片與數根鏈軸。每一鏈片包含一鏈片本體，以及一形成於該鏈片本體外且主要由二硫化鉬構成的二硫化鉬層。該等鏈軸與該等鏈片組裝在一起而相配合構成該鏈條。每一鏈軸包括一軸芯部，以及一環繞該軸芯部的外軸部。其中，以每一外軸部的總重為100wt%計，每一外軸部包含35～60wt%的釩、15～25wt%的鉻、10～25wt%的碳、10～25wt%的鐵，以及5～10wt%的鋁。本發明揭露了共滲後的具體組成，且每一鏈片設置有二硫化鉬層，提高了鏈條整體的耐磨性與自潤性。

Description

包含齒形鏈片的鏈條
本發明是有關於一種傳動元件，特別是指一種包含齒形鏈片的鏈條。
CN208397226號專利案，公開了一種鏈條，包含彼此組裝在一起的數鏈板、數軸套，以及數鏈銷。每一軸套的外表面形成有一石墨層。每一石墨層外設置有一透過一黏合層連接該石墨層的二硫化鉬層。
CN105369192號專利案，公開了一種降低齒形鏈磨損伸長率的方法，主要是在銷軸滲入鉻釩，取得相較於滲入碳氮或單純滲鉻處理更好的耐磨性能。
就上述兩專利而言，226’專利的鏈板(鏈片)並未設置有二硫化鉬層，因此226’專利的鏈片耐磨性與自潤性較差，而192’專利並未提供共滲後的具體組成，難以據以實現，兩者均有缺陷。
本發明的目的在於：提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的包含齒形鏈片的鏈條。
該包含齒形鏈片的鏈條，包含數片鏈片與數根鏈軸。每一鏈片包含一鏈片本體，以及一形成於該鏈片本體外且主要由二硫化鉬構成的二硫化鉬層。該等鏈軸與該等鏈片組裝在一起而相配合構成該鏈條。每一鏈軸包括一軸芯部，以及一環繞該軸芯部的外軸部。其中，以每一外軸部的總重為100wt%計，每一外軸部包含35～60wt%的釩、15～25wt%的鉻、10～25wt%的碳、10～25wt%的鐵，以及5～10wt%的鋁。
本發明的功效在於：揭露了共滲後的具體組成，且每一鏈片設置有二硫化鉬層，提高了鏈條整體的耐磨性與自潤性。
《實施例》
參閱圖1、2，本發明包含齒形鏈片的鏈條的一個實施例，為一條鏈條1。該鏈條1包含數片齒形的鏈片11，以及數根將該等鏈片11串接在一起而與該等鏈片11相配合構成該鏈條1的鏈軸12。於本實施例中，該等鏈片11指的是全部的內鏈片及全部的中間鏈片，但不包含外鏈片。在本發明的其他實施態樣中，所述的鏈片11也能僅為全部的內鏈片、僅為全部的中間鏈片、全部的內鏈片與部分的中間鏈片、部分的內鏈片與全部的中間鏈片，或部分的內鏈片與部分的中間鏈片，但不包含外鏈片。
參閱圖2至4，每一鏈片11包含一鏈片本體111，以及一形成於該鏈片本體111外且主要由二硫化鉬構成的二硫化鉬層112。
每一鏈片本體111包括一連接各別的二硫化鉬層112的本體表面113。每一本體表面113包括兩沿著該鏈片本體111的厚度方向間隔排列且沿著該鏈片本體111的長度方向及寬度方向延伸的片面部113a、界定出兩鏈孔113b的孔面部113c，以及一沿著該鏈片本體111的厚度方向延伸並圍繞在該等孔面部113c外的側面部113d。
每一本體表面113的該等片面部113a、該等孔面部113c及該側面部113d的中心線平均粗糙度(Ra，下同)為0.15µm，並形成有數個毛孔114。在本發明的其他實施態樣中，每一本體表面113的中心線平均粗糙度也能為0.1～0.2µm。
每一二硫化鉬層112是以二硫化鉬粉末直接形成於各別的鏈片本體111上，並完全包裹覆蓋在各別的鏈片本體111外。由於每一二硫化鉬層112是透過如後所述地將二硫化鉬粉末溶解於煤油後形成，故可能會包括少部分難以去除的雜質。
每一二硫化鉬層112包括一覆蓋該鏈片本體111的主層部112a，以及數個由該主層部112a往該鏈片本體111延伸並填入該等毛孔114中的填孔部112b。
每一二硫化鉬層的一層厚T1為1～2µm。更具體來說，所述層厚T1指的是每一主層部112a的厚度。在本發明的其他實施態樣中，每一二硫化鉬層112的層厚T1也能為1～3µm。
參閱圖1、5，每一鏈軸12包括一軸芯部121，以及一環繞包覆在該軸芯部121側表面的外軸部122。
每一外軸部122的厚度T2為20µm，並包括一相反於各別的軸芯部121的鏈軸表面123。每一鏈軸表面123的中心線平均粗糙度0.05µm。
以每一外軸部122的總重為100wt%計，並包括38.49wt%的釩、19.61wt%的鉻、14.86wt%的碳、19.92wt%的鐵，以及7.12wt%的鋁。
在本發明的其他實施態樣中，每一外軸部122的厚度T2也能為10～25µm，每一鏈軸表面123的中心線平均粗糙度也能為0.05～0.08µm，以每一外軸部122的總重為100wt%計，每一外軸部122也能包含35～60wt%的釩、15～25wt%的鉻、10～25wt%的碳、10～25wt%的鐵，以及5%～10%的鋁。
本實施例的特點在於：每一鏈片11設置有各別的二硫化鉬層112，提高了該鏈條1整體的耐磨性與自潤性，並提供了共滲後的具體組成，而可據以實現。此外，由於每一鏈片11的本體表面113的粗糙度為的中心線平均粗糙度為0.15µm介於0.1～0.2µm間，故本案的每一二硫化鉬層112可直接形成於各別的鏈片本體111上，而無須如同先前技術般透過黏合層結合。
參閱圖3、5、6，本實施例的鏈片11與鏈軸12的加工方式如下：
〈鏈片加工〉
取鋼材編號為SAE 1552的數片內鏈片與數片中間鏈片粗磨後再以粒徑為0.1～0.3mm的陶瓷粉粒噴洗加工。接著，取奈米級的二硫化鉬粉末加入煤油中以製成一浸泡液備用，其中，煤油與二硫化鉬粉末的使用量以重量計為2：1。將噴洗後的所述內鏈片與所述中間鏈片浸泡在該浸泡液中至少5分鐘使所述內鏈片與所述中間鏈片吸附二硫化鉬，最後再將浸泡後的所述內鏈片與所述中間鏈片以120～150℃的烘烤溫度烘烤15～30分鐘，製得所述鏈片11。其中，所述的二硫化鉬粉末的粒徑為30～50nm。
〈鏈軸加工〉
取鋼材編號為GCr15的數根母軸以一共滲組成物進行共滲加工處理。其中，以該共滲組成物的總重為100wt%計，該共滲組成物包含38wt%的鐵化釩、30wt%的鉻、30wt%的氧化鋁、0.8wt%的氯化銨、0.4wt%的鋁，以及0.8wt%的氟硼酸鉀。共滲加工條件為加熱至950～1050℃，並維持這樣的溫度6～8小時，再冷卻到300℃以下出料。
所述的母軸經共滲處理後，再如圖6所示地以一支持件21、一研磨輪22及一導向輪23打磨加工處理，以製得鏈軸表面123的中心線平均粗糙度為5～8µm的所述鏈軸12。其中，所述研磨輪22為氮化硼砂輪，所述的導向輪23為陶瓷導輪。陶瓷導輪的支撐力度小，且不易變形。氮化硼切削力強，且相比鑽石砂輪來說，研磨過程中的損耗更小，更能精準控制鏈軸12的表面粗糙度。
在本發明的其他實施態樣中，以該共滲組成物的總重為100wt%計，該共滲組成物也能包含35～40wt%的鐵化釩、28～32wt%的鉻、28～32wt%的氧化鋁、0.5～0.8wt%的氯化銨、0.25～0.5wt%的鋁，以及0.25～0.8wt%(例如0.5wt%)的氟硼酸鉀。
《比較例1～3》
比較例1～3是外形與該實施例相同的鏈條，不同的地方在於：比較例1的鏈軸經碳氮共滲加工處理，且內鏈片與中間鏈片上並未形成有二硫化鉬塗層，比較例2的鏈軸經碳氮共滲加工處理，比較例3的鏈軸經鉻釩共滲加工處理，內鏈片及與間鏈片上並未形成有二硫化鉬塗層。實施例與比較例1～3簡明整理如下表1：
  實施例 比較例1 比較例2 比較例3
鏈軸共滲 鉻釩 碳氮 碳氮 鉻釩
MoS 2塗層 有 無 有 無
〈發動機測試〉
將實施例與比較例1～3進行如下所述的發動機測試。提供一發動機，該發動機包括17齒的小齒輪與34齒的大齒輪。以該小齒輪的轉速為8000rpm進行測試。將實施例及比較例1～3裝設於該發動機的該小齒輪與該大齒輪上，並連續運轉400小，並將不同運轉時間與伸長率的關係記錄於表2，繪製折線圖如圖7。
  伸長率(%)
運轉時間 (hr) 50 100 150 200 250 300 350 400
實施例 0.0085 0.0127 0.0213 0.0298 0.0425 0.530 0.0723 0.0893
比較例1 0.0340 0.0893 0.1403 0.2042 0.2680 0.3318 0.3913 0.4424
比較例2 0.0213 0.0425 0.0595 0.0851 0.1021 0.1234 0.1446 0.1616
比較例3 0.0127 0.0213 0.0383 0.0595 0.0766 0.1021 0.1233 0.1489
從前述的測試結果來看，實施例相較於僅鏈軸碳氮共滲或鉻釩共滲而內鏈片與中間鏈片無二硫化鉬層的比較例1、3，或僅內鏈片與中間鏈片有二硫化鉬層但鏈軸無鉻釩共滲的比較例2，在400小時的運轉測試後，都能有較小的伸長率，足見本發明對比於比較例1～3來說，確實有較佳的耐磨性。
綜上所述，本發明包含齒形鏈片的鏈條的功效在於：每一鏈片11設置有對應的所述二硫化鉬層112，提高了鏈條1整體的耐磨性與自潤性，並提供了共滲後的具體組成，而可據以實現。
以上所述者，僅為本發明的實施例而已，不能以此限定本發明的申請專利範圍，且依本發明申請專利範圍及專利說明書簡單等效變化與修飾之態樣，亦應為本發明申請專利範圍所涵蓋。
1:鏈條 11:鏈片 111:鏈片本體 112:二硫化鉬層 112a:主層部 112b:填孔部 113:本體表面 113a:片面部 113b:鏈孔 113c:孔面部 113d:側面部 114:毛孔 12:鏈軸 121:軸芯部 122:外軸部 123:鏈軸表面 21:支持件 22:研磨輪 23:導向輪 T1:層厚 T2:厚度
本發明其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一個俯視角度的分解圖，說明本發明包含齒形鏈片的鏈條的一個實施例； 圖2是一個側視圖，說明該實施例的數片鏈片的其中一片的一鏈片本體； 圖3是一個剖視圖，說明該等鏈片的其中一片的該鏈片本體與對應形成在該鏈片本體外的一二硫化鉬層的關係； 圖4是一個不完整的剖視圖，放大說明該等鏈片的其中一片的該鏈片本體與對應形成在該鏈片本體外的該二硫化鉬層的關係； 圖5是一個剖視圖，說明該實施例的數根鏈軸的其中一根；及 圖6是一個側視圖，說明每一鏈軸的打磨方式； 圖7是一個折線圖，說明該實施例與比較例1～3的發動機測試結果。
1:鏈條
11:鏈片
12:鏈軸

Claims (10)

  1. 一種鏈條，包含：數片鏈片，前述每一鏈片包含一鏈片本體，以及一形成於該鏈片本體外且主要由二硫化鉬構成的二硫化鉬層；及數根鏈軸，與該等鏈片組裝在一起而相配合構成該鏈條，前述每一鏈軸包括一軸芯部，以及一環繞該軸芯部的外軸部，其中，以前述每一外軸部的總重為100wt%計，前述每一外軸部包含35~60wt%的釩、15~25wt%的鉻、10~25wt%的碳、10~25wt%的鐵，以及5~10wt%的鋁。
  2. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一鏈片本體包括一連接各別的二硫化鉬層的本體表面，前述每一本體表面的中心線平均粗糙度為0.1~0.2μm，前述每一二硫化鉬層直接吸附形成於各別的本體表面上。
  3. 如請求項2所述的鏈條，其中，前述每一本體表面包括數個孔面部，前述每一孔面部界定出一鏈孔，前述每一二硫化鉬層還延伸進該等鏈孔中並直接吸附形成於對應的該等孔面部上。
  4. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一二硫化鉬層是以一粒徑為30~50nm的二硫化鉬粉末形成。
  5. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一二硫化鉬層的層厚為1~3μm。
  6. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一外軸部的厚度 為10~25μm。
  7. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一外軸部包括一相反於各別的軸芯部且中心線平均粗糙度0.05~0.08μm的鏈軸表面。
  8. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一外軸部經一共滲組成物加工處理而成，該共滲組成物包括35~40wt%的鐵化釩、28~32wt%的鉻、28~32wt%的氧化鋁、0.5~0.8wt%的氯化銨、0.25~0.5wt%的鋁，以及0.25~0.8wt%的氟硼酸鉀。
  9. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一鏈片呈齒形，並選自於內鏈片及中間鏈片組成的群體的其中至少一種。
  10. 如請求項1所述的鏈條，其中，前述每一鏈軸經一包含氮化硼材質的研磨輪及一包含陶瓷材質的導向輪加工處理。
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