履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節的製作方法
2024-01-20 04:56:15
專利名稱：履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節，例如構成在油壓挖掘機、推土機等建築機械的循環軌道的履帶的履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節。
以往，上述履帶鏈節是由如圖5所示的工序的製造方法製作的。即、首先準備好作為原料的以SMn、SCM類、SNCM類等的高強度鋼的圓料(或方棒料)(工序1)。然後，對該原料進行熱鍛造成為接近完成品的形狀的鏈節原料(工序2)，其後，使該鏈節原料用水或油等的淬火劑使其全體淬火(工序3)。然後，將該被淬火的鏈節原料以400℃～650℃左右進行高溫回火(工序4)，使金屬組織成為強韌的回火馬氏體(索氏體)組織。這樣，使鏈節原料的硬度為HRC25～HRC40左右而確保疲勞強度。然後，對在該鏈節原料中的支撐面、滑履安裝面、銷孔、襯套孔、密封墊沉孔、滑履螺栓孔、滑履螺母接合面實施機械加工、精加工成規定的尺寸(工序5)。進而，在這些機械加工部位中，在支撐面，因為通過被夾在與履帶滾輪之間的土砂施加高面壓而產生土砂磨耗，所以為了抵抗該土砂磨耗，在其支撐面部實施高頻淬火回火處理(工序6、7)，形成HRC45～HRC55左右的硬度的5～15mm左右的硬化層。並且，在實施這些機械加工的部位實施最後精加工而完成履帶鏈節(工序8)。
一般地講，履帶鏈節由於支撐面的磨耗加深、履帶滾輪的凸緣部與履帶鏈節幹擾，由於支撐面變薄支撐車體重量的強度不能保證，就失去其功能到了壽命。從而，就需要儘量提高支撐面的磨耗壽命，因此加深在支撐面的硬化層就是有效的。
然而，在通常的高頻淬火回火那樣的表面硬化方法中，就有無論使用怎樣的淬火性能良好的原料也只能得到比較淺的(15mm左右)硬化層的問題。在這裡，為了要得到更深的硬化層使表面加熱區域變深時加熱時間就變長，其結果，支撐面的溫度變得過高結晶粒度就變粗，就有該部分的韌性下降的問題。
另外，一旦在上述工序3和工序4實施了全體淬火回火處理，再次實施高頻加熱處理時，就成為圖6所示的溫度分布，加熱不充分的a部呈接受高溫回火的狀態。其結果，在圖4中的硬度分布比較圖中如由IQT(高頻淬火回火)品質線所示，已經比由原料調質處理得到的硬度更低硬度層，形成所謂軟區，就有以強度不夠為原因硬化層剝離的問題。
為了達到上述目的，本發明之1提出一種履帶鏈節的製造方法，其特徵在於，包含對於在熱鍛造後的鏈節原料的全體實施淬火低溫回火處理的熱處理工序，在進行該熱處理工序之前，對上述鏈節原料實施所需要的機械加工，並且在進行了該熱處理工序之後，對實施了該機械加工的部分之中至少要求尺寸精度的部分，和通過由壓入銷、襯套產生的高應力而有阻滯破壞的危險性的部分實施回火處理，並且實施精加工。
根據本發明，通過對於熱鍛造後的鏈節原料的全體實施淬火低溫回火處理的熱處理工序，鏈節原料的坯料全體被硬化，結果由於在支撐面形成深的硬化部，所以能夠大幅地提高履帶鏈節的磨耗壽命。另外，由於對於進行熱處理工序前的鏈節原料，即對於硬度較低易於加工狀態的鏈節原料實施所需要的機械加工，能夠預先防止伴隨難加工的精度不良及成本高。另外，通過對於實施了在進行熱處理工序後的鏈節原料前面的機械加工的部分之中至少要求尺寸精度的部分、和通過由壓入銷、襯套產生的高應力而有阻滯破壞的危險性的部分實施回火處理(部分回火處理)，由於除去了在熱處理中不可避免地產生的變形、並且被軟化呈易加工狀態，所以能夠容易且可靠地進行該部分回火處理後的精加工，在能夠以低成本確保尺寸精度的同時，能夠防止阻滯破壞。
而且，本發明之2提出一種履帶鏈節，其特徵在於是由本發明之1的履帶鏈節的製造方法製造的履帶鏈節，其中，從與滾輪接觸的支撐面到芯部的硬度至少是HRC40，並且芯部結晶粒度至少是Gh5。
根據本發明，由於通過從支撐面到芯部形成的高強度的硬化部能夠長時間保持耐磨性，所以能夠大幅地提高履帶鏈節的磨耗壽命。
進而，本發明之3的履帶鏈節的特徵是，銷孔、襯套孔的周邊的硬度是在HRC40以下。
根據本發明，由於使銷孔、襯套孔的周邊的硬度為HRC40以下，在防止由壓入銷孔、襯套產生的高應力的阻滯破壞的同時，能夠容易且可靠地進行精加工，能夠以低成本確保尺寸精度。
圖2是履帶鏈節的外觀圖。
圖3是本發明的一實施例的履帶鏈節的製造方法的工序圖。
圖4是比較完成品QT和IQT品的硬度分布的圖。
圖5是以往的履帶鏈節的製造方法的工序圖。
圖6是表示對履帶鏈節實施高頻加熱時的溫度分布的圖。
在
圖1中，表示本發明的一實施例的履帶的分解立體圖。另外，在圖2中，表示履帶鏈節的外觀圖。
本實施例的推土機，具有被省略圖示的車體、配置在該車體的兩側部的使該車體前進、後退和轉向行駛的履帶1。該履帶1具有卷掛在空轉輪和鏈輪(圖示均省略)之間的履帶鏈2、和在該履帶鏈2上通過螺栓、螺母(圖示省略)連結安裝的履板3，通過鏈輪被旋轉驅動，該履帶1在空轉輪和鏈輪之間進行圓周軌道運動。這樣，使車體行駛或轉向。
上述履帶鏈2，其左右一對履帶鏈節10通過連結銷4和履帶襯套5環狀地相連而構成。在各履帶鏈節10，如圖2所示，在上面，形成在支撐車體重量的同時，滾動接觸履帶滾柱(圖示省略)的支撐面11，並且在該支撐面11的相反側形成履板3的安裝用滑履安裝面12。另外，在該履帶鏈節10的一端部形成嵌插履帶襯套5的襯套孔13，在另一端分別以同心形成嵌插連結銷4的銷孔14和嵌入密封墊的密封墊沉孔15。進而，在該履帶鏈節10形成插入履板3的安裝用螺栓的滑履螺栓孔16、16、埋入履板3的安裝用螺母的滑履螺母接合面17、17等。另外，由符號18表示的空間是容納安裝用螺母用的窗部。
在本實施例中，上述履帶鏈節10由圖3所示的工序的製造方法製作。即，首先以SMn類、SCM類、SNCM類等的高強度鋼的圓料(或方棒料)作為原料準備好(工序1)。然後，對該原料通過熱鍛造而成為接近完成品的形狀的鏈節原料(工序2)，熱鍛造後自然冷卻、對於硬度比較低的易作加工狀態的履帶原料，實施含有形成支撐面11及滑履安裝面12、襯套孔13、銷孔14、密封墊沉孔15、滑履螺栓孔16、16、滑履螺母接合面17、17等的加工所需要的機械加工(工序3)。在該工序3的階段中，例如襯套孔13及銷孔14、密封墊沉孔15等的尺寸精度在重要的部分只作粗加工。另外，例如支撐面11及滑履安裝面12、滑履螺栓孔16、16、滑履螺母接合面17、17等以普通公差即可的部分，以及這些以外的尺寸精度不太重要的部分，不僅粗加工而且直至進行與其相應的實質的精加工也可以。另外，在工序3中在欲實施機械加工的部位之中，由工序2得到的成型，關於與實施粗加工時相同程度的尺寸公差的加工，也可以省略在工序3中的粗加工。這樣，通過對在進行後述的熱處理工序之前的鏈節原料，即硬度比較低的易進行加工的狀態的履帶原料實施所需要的機械加工，便能夠預先防止伴隨難加工的精度不良及成本高。
然後，對在工序3中實施機械加工的鏈節原料的全體進行以下那樣的熱處理工序。即，通過使鏈節原料以750℃以上(最好850℃)的溫度使用水、油、可溶性溶液或相同的淬火劑急速冷卻對全體淬火(工序4)。其後，為了不破壞由工序4的淬火處理形成的馬氏體組織，對於鏈節原料在150℃～300℃的溫度區域實施使全體回火的低溫回火處理(工序5)。通過由該工序4和工序5得到的熱處理，鏈節原料的原料全體被硬化，在此時從支撐面11至少到其芯部(深度30mm左右)的硬度為HRC(洛氏硬度)為40以上，理想的是HRC45～HRC55。
然後，對於有必要去掉由前面的處理不可避免地產生的變形的部分，其中特別是襯套孔13、銷孔14、密封墊沉孔15等的尺寸精度是重要的，並且對由壓入產生的高應力而擔心阻滯破壞的部分的周邊作感應回火以及通過結構淬火局部地由400℃～650℃左右作高溫回火(以下稱「部分回火」)，在除去變形的同時，一面保證必要的強度一面軟化到容易加工且阻滯破壞的危險性少的硬度(HRC40以下)(工序6)。並且，對於含有這些尺寸精度的重要的部分的所需要部分實施精加工，設定規定的尺寸(工序7)。另外，在以普通的公差即可的部分、以及尺寸精度不太重要的部分、及除去通過壓入不產生高應力的銷、襯套的壓入部周邊的部分，由於工序5和工序6而帶來的變形量如果是在實用中不會發生問題的量，也可以省略工序7中的精加工。這樣，通過對於實施在進行工序4和工序5作的熱處理工序後的鏈節原料的前面的機械加工的部分之中的至少需要尺寸精度的部分、和對於通過由壓入銷、襯套而產生的高應力而有阻滯破壞的危險性的部分實施回火處理(部分回火處理)，在防止阻滯破壞的同時，通過熱處理除去不可避免地產生的變形，並且使其軟化作為易加工狀態，可容易且可靠地進行部分回火處理後的精加工，以低成本確保尺寸精度。
經過從上述的工序1至工序7製作履帶鏈節10。在圖4中，表示比較完成品QT(QT整截面硬化的淬火回火處理)即由本實施例的製造方法製作的履帶鏈節、和IQT(IQ高頻淬火、T回火)即由以往的製造方法製作的履帶鏈節的硬度分布的圖。根據本發明，通過工序4和工序5作的熱處理工序對鏈節原料的全體實施淬火低溫回火處理，由此由於鏈節原料的坯料全體被硬化，所以不會形成在以往技術中構成問題的軟區，如由圖4的完成品QT線所示那樣，從支撐面11向芯部形成深的硬化部，由於沒有如高頻回火那樣的局部地暴露於高溫則直到芯部可保持Gh5以上的結晶粒度。從而，一面確保履帶鏈節10的強韌性一面能夠大幅地提高磨耗壽命。
下面，對由本發明給出的履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節的具體實施例進行說明。
在本實施例中，使用表1所示的材料，以表2所示的製造條件為基礎，通過本發明的製造方法製作了履帶鏈節。其結果，得到了表3所示的品質的履帶鏈節。(表1)
(表2)
(注1)由於由圖2中符號13、14、15表示的部位(襯套孔、銷孔、密封墊沉孔)是與由熱鍛造時的成型實施粗加工的情形同等的尺寸公差，則鍛造後的機械加工、即在本實施例的工序3中的粗加工省略了。
(注2)由於由圖2中符號11、12、16、17表示的部位(支撐面、滑履安裝面、滑履螺栓孔、滑履螺母接合面)為全體回火工序、即，在本實施例中的工序5後的變形量在實用上不會產生問題的量，省略了精加工(本實施例中的工序7)。(表3)
由表3可知，根據本發明的製造方法，不管什麼材質的原料，都能夠得到，從鏈節支撐面到芯部以對抗磨耗充分的洛氏硬度、並且芯部的結晶粒度也達Gh5(JIS G0551參照奧氏體結晶粒度號碼)以上的強韌的履帶鏈節，能夠大幅地提高磨耗壽命。
權利要求
1.一種履帶鏈節的製造方法，其特徵在於包含對於在熱鍛造後的鏈節原料的全體實施淬火低溫回火處理的熱處理工序，在進行該熱處理工序之前，對於上述鏈節原料實施所需要的機械加工，並且，在進行了該熱處理工序之後，對於實施了該機械加工的部分之中至少要求尺寸精度的部分，和通過由壓入銷、襯套產生的高應力而有阻滯破壞的危險性的部分實施回火處理，並且實施最後精加工。
2.一種履帶鏈節，其特徵在於是根據權利要求1所述的履帶鏈節的製造方法製造的履帶鏈節，其中，從與滾輪接觸的支撐面到芯部的硬度至少是HRC40，並且芯部結晶粒度至少是Gh5。
3.根據權利要求2所述的履帶鏈節，其特徵在於銷孔、襯套孔的周邊的硬度是在HRC40以下。
全文摘要
本發明提供一種履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節，該方法包含對於在熱鍛造(工序2)後的鏈節原料的全體實施淬火低溫回火處理的熱處理工序(工序4、5)，在進行該熱處理工序(工序4、5)之前，對於上述鏈節原料實施所需要的機械加工(工序3)，並且在進行了該熱處理工序(工序4、5)之後，對於實施了該機械加工的部分之中至少需要尺寸精度的部分，實施回火處理(工序6)，並且實施精加工(工序7)。從而，可達到提供用於製造以低成本大幅提高磨耗壽命的履帶鏈節的製造方法及由該方法製造的履帶鏈節的目的。
文檔編號B62D55/20GK1467121SQ03107439
公開日2004年1月14日 申請日期2003年3月20日 優先權日2002年6月14日
發明者大川和英, 砂田祐之, 之 申請人:株式會社小松製作所