推型带制造过程中的质量监测方法技术

一种用于监测用于制造无级变速器的推型带（３）的环部件（３０）的工序的质量的方法，所述推型带（３）包括多个相对薄的横向金属元件（３２），所述金属元件（３２）可滑动地结合在一个或多个层状循环拉伸装置（３１）上，所述拉伸装置均包括一组互相嵌套的扁平金属环（３０），特别是测量环部件（３０）的渗氮表面层（９）的厚度（Ｔ），其中，通过蒸发环材料，小的凹口（１４）形成在环（３０）中，并且相对于以环（３０）的外表面（１６）为基准的凹口（１４）的深度（Ｄ），蒸发的材料中的氮浓度（［Ｎ］）被测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于监测推型带(push belt)制造过程的质 量的方法，特别是它的环形部件的质量的监测方法。这种推型带主 要用作公知的无级变速器的两个可调节带轮(pullety)之间的动 力传递的装置，所述无级变速器主要用在机动车辆中。
技术介绍
推型带是众所周知的，并且包括多个相对薄的横向金属元件， 所述金属元件可滑动地结合在一个或多个层状循环的(endless) 拉伸装置上，所述拉伸装置均包括一组互相嵌套的扁平金属环，可 替换的是所指示的带环。这种环通常由马氏体时效钢制成，所述钢 结合了良好的拉伸强度和良好的耐用性，防止拉伸应力和弯曲疲 劳，具有将钢材从板材朝着所需要形状进行处理的相对良好的可行 性，并且具有最终产品环的材料特性，所述特性优选不应当沿着环 的圆周而变化。这些所需要的材料特性包括环芯部材料的良好的硬度和环的 非常坚硬的外表面层，所述良好的硬度用于结合大的拉伸强度特性 连同充分的弹性以允许环的纵向弯曲，所述环的坚硬外表面层用于 提供耐磨性能。优选的是，外表面层还具有残余的压应力以提供防 止金属疲劳的高度耐用性，由于在带的服务年限过程中环受到的负 荷和弯曲循环的巨大数目，因此这是环的重要特征。 通常对于这种带、至少对于它的金属环部件的制造方法的处 理步骤在现有技术中是众所周知的，如申请人使用了数十年的方 法。环本身由板状基材制成，所述基材被弯曲并且焊接成圆柱形状 或管，所述管被热处理，即退火，以恢复最初的材料特性，即主要 地去除其中由弯曲和焊接引入的变化。所述管然后被切割成多个环 箍(ho叩)，所述环箍随后被滚压和延长到所需要的厚度，该厚度通常在最终产品中大约为O. 185毫米。在滚压之后，环箍通常称为环 或者带环(band)。环进行另外的退火步骤以去除在滚压过程中引 起的内部应力。之后，所述环被校准，即它们被安装在两个旋转滚 子周围，并且被拉伸到预定的圆周长度。在这个处理步骤中，同样 内部应力分布被施加在环上，所述内部应力分布限定环的所谓的巻 边半径(curling radius),如在欧洲专利申请EP-A-1 403 551中 详细解释的。最后，环在氮保护气氛中在高温下被沉淀 (precipitation)硬化，即经过时效(aged),并且随后或者同时，在包括限定浓度的氨的保护气氛中在高温下进行气体渗氮，从而为 环的外表面层提供另外的硬度和压应力，所述后者的处理步骤可替 换的表示为"表面硬化"。利用多个这些处理过的环，通过径向嵌 套即基本同心的放置多个有目的选择的环来形成拉伸装置，从而仅仅小的正或者负的间隙允许位于拉伸装置的相邻的环之间。推型带环部件的上述通常的处理中重要的处理步骤是渗氮处 理以获得坚硬的表面层，因为渗氮表面比非渗氮表面具有显著更高 的耐磨性和耐疲劳性。另一方面，硬化的表面层的厚度不是无限的， 因为否则环会变得太过脆性，和/或制造成本会变得不必要的高。 因此，通过环的制造方法，可以实现推型带的适合的即最优的使用 寿命。由于环的渗氮表面层对于推型带最终产品质量的重要性，因 此重要的是在推型带环部件的制造过程中至少维持恒定的并且优 选最佳的渗氮层厚度。因此，通常认为必须的是监测所制造的环的 质量，至少通过测量产品样本的渗氮表面层的厚度。当特定的样品 环的这种厚度偏离对于它的预定标准时，相关批次的环会被拒绝用 于带组件，和/或渗氮过程的工艺设置会被调整以实现所需的渗氮 层厚度。用于监测渗氮表面厚度的通常的方法是通过在某些时间间 隔或者数量间隔从产品工艺流程中取出环样品，通过切割这种环， 使切割表面抛光，并且最后利用特别提供的蚀刻液体成分来蚀刻抛 光表面，从而对制造工艺进行采样。通过这种传统的方法，渗氮表 面层相对于环的芯部材料变得可见，并且它的厚度例如可利用显微 镜测量。虽然申请人己经使用了这种已知方法许多年，并且结果满 意，但是它被认为是很消耗工作量并且很费时。另外，虽然该方法 优选适用于将测量的渗氮层厚度与预定的标准进行比较，但是它不 能提供渗氮层本身的良好限定的特征，例如在它的绝对厚度方面或 在马氏体时效钢基体中氮浓度方面。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于测量推型带环部件的渗氮表面 层的厚度的新方法，以用作监测其质量的方法。另外特别的是，它 的目的是提供一种与普通方法相比消耗劳动和时间较少的方法。根据本专利技术，通过权利要求1提供一种用于测量推型带环部 件中渗氮表面层厚度的新方法。这种新方法的主要改进是进行测量 所需要的劳动和时间量显著减少，以及这种测量所提供的它的信息量和精度。辉光放电光发射谱仪(GD0ES)的技术在散料(bulk solids) 的直接成分分析的领域中以及薄膜的深度成形和工业覆层成分的 领域中是公知的技术。然而根据本专利技术，它也可以应用在确定推型 带环部件中渗氮层厚度的本
中。根据本专利技术，GD0ES技术 在这方面惊奇的发现同样适用于精确测量与相对于外部环表面的 试样深度相关的环的马氏体时效钢基体(matrix)内的氮浓度。根 据本专利技术，利用这个深度与所测量的氮浓度特征确定了渗氮表面层 的厚度。在GD0ES测量中，原子从试样表面被溅离。这导致凹坑的形 成，所述凹坑具有取决于溅射探头形状的数毫米的直径和数十微米 的深度。在这个过程中，大功率的电场在探头(阳极)和金属试样 (阴极)之间产生，并且通过在低压氩气体等离子气氛中进行放电 来实现溅射(sputtering)。从而原子通过放电等离子体的惰性气 体(例如氩)离子的轰击从而连续地从试样表面被溅射(腐蚀)。 被溅射的原子随后在等离子体的阴极辉光中主要通过与电子碰撞 从而被激发或者电离，以特征光发射的形式发射出能量，这通过光 谱仪来进行分析，所述光谱仪测量以特定波长发射的光的强度，所 述特定波长与感兴趣的元素相关，此处为氮。为了能够正确地并且 精确地将所测量的光强关联到实际的氮浓度，以及将电溅射电流和 处理时间关联到实际的试样深度，GDOES测量设备被预先校准，所 述校准过程优选定期重复进行以校正任何偏移。可替换的是，在测 量过程中，实际的试样深度的逐渐增加可以与钢的一种或多种元素 的测量量相关(在一段时间上测量的浓度的总计)，所述元素均匀 地分布在散料中。本专利技术另外涉及GD0ES技术相对于它目前新的应用的多个另 外的改进，这将参考附图来说明。附图说明图1是已知的无级变速器的示意性透视图，其具有推式驱动带和两个带轮。图2是沿着其纵向方向定向的现有推型带的剖视图。图3示出了己知制造方法的处理步骤，用于制造将用在推型带中的金属环。图4示意性示出了层状拉伸装置的一个环的肉眼可见的剖视 图，包括它的表面硬化的表面层和测量凹口的图示。图5示出了这种环的所测量的氮浓度特性的示意图形。具体实施方式图1示出了已知的无级变速器的中间部件，所述无级变速器 通常用在机动车辆中在发动机和它的驱动轮之间的传动系中。变速 器包括两个带轮l、 2，每个带轮均设置有两个带轮盘(disck) 4、 5，在所述两个带轮盘之间具有推型驱动带3，用于从一个带轮l、 2向另一个带轮2、 1传递旋转运动M和伴随的转矩。带轮盘4、 5 成形为大致锥形的，并且至少一个带轮盘4结合在变速器中可沿着 相应的带轮轴6、 7轴向移动，两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测无级变速器的推型带（３）的环部件（３０）的制造过程的质量的方法，特别是一种测量环部件（３０）的渗氮表面层（９）的厚度（Ｔ）的方法，所述推型带（３）包括多个相对薄的横向金属元件（３２），所述金属元件（３２）可滑动地结合在一个或多个层状循环拉伸装置（３１）上，所述拉伸装置均包括一组互相嵌套的扁平金属环（３０），其特征在于，通过蒸发环材料，小的凹口（１４）形成在环（３０）中，并且测量与凹口（１４）相对于环（３０）外表面（１６）的深度（Ｄ）相关的蒸发材料中的氮浓度（［Ｎ］）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：NCW库伊佩尔斯，
申请(专利权)人：罗伯特博世有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[]