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抗剥离磨损性优异的无级变速器皮带轮用钢
信息来源:世界金属导报2022-09-13B01      时间:2022-09-13 00:00:00

1前言

皮带式无级变速器(Cont i nuousl y Var i abl e Transmission,CVT)是通过传动皮带和皮带轮之间的摩擦力来传递动力,因此皮带轮必须具备抗剥离磨损性,以防止与传动皮带的滑动。伴随着滑动发热的接触面软化是剥离磨损的原因。作为其对策,通过细颗粒喷丸来提高接触面的硬度是有效方法,已经部分应用。但是,因为设备投资和管理费

用等成本增加,迫切需要降低成本。

日本大同特钢通过提高钢材的抗软化性,不需要施以细颗粒喷丸就能满足皮带式CVT皮带轮所要求的滑动面的抗剥离磨损性。下面将介绍大同特钢新开发的CVT皮带轮用钢特性。

2皮带式CVT皮带轮用钢的特点

1)开发钢成分

表1是开发的CVT皮带轮用钢的化学成分。为了比较,将作为普通渗碳钢广泛应用的JIS-SCr420的化学成分一并列出。为了提高开发钢的抗剥离磨损性,相对于JIS-SCr420,增加了Si含量。

2)抗剥离磨损性

如前所述,皮带轮与传动皮带接触发热(约250-300℃)会使接触面回火软化,降低了抗剥离磨损性。为了提高抗回火软化能力,添加Si是有效的方法。作为案例,图1示出了Si添加量与300℃回火硬度的关系,从图中可知,随着Si添加量的增加,300℃回火硬度(抗软化性)提高。

图2是使用滚轴点蚀试验机的剥离磨损试验结果。在此,本试验的磨损呈微小剥离磨损的形态,再现了皮带式CVT皮带轮的磨损。从图中可以看出,随着Si添加量的增加,抗剥离磨损性得到了大幅度改善。

此外,考虑到添加0.8mass%以上Si时,抗剥离磨损性基本饱和,如果过量添加Si可能会恶化制造性。决定开发钢的Si添加量为0.9%。

图3是皮带式CVT皮带轮耐久试验后的接触面磨损量。开发钢的磨损量与细颗粒喷丸产品一样,未发现剥离磨损现象。由此可见,在实际零部件中开发钢也具有优异的抗剥离磨损性。

3)机械加工性

皮带轮在渗碳处理前要进行大量切削加工。添加大量Si的钢一般有难于切削的倾向,但开发钢通过优化工具材料,确认可以进行良好的切削加工。

3 结语

本文介绍的可省略细颗粒喷丸、抗剥离磨损性优异的CVT皮带轮用钢,从2018年开始搭载在JATCA公司的大、中型车用皮带式 CVT(JATCA CVT8)上。

近年来,除了机械零部件的高强度化和低成本化外,从碳中和的角度看,降低环境负荷的意向也在提高。今后,大同特钢将继续进行新钢种、新工艺开发,从而提高机械零部件的使用性能。

(魏英杰)

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