具有冶金结合式涂层的链轮及其制造方法技术

一种链轮具有一个基底钢构件，所述基底钢构件包括一个外齿廓表面，外齿廓表面的其中至少一部分具有一种设置于其上的耐磨和耐腐蚀涂层；涂层包括一种合金，合金包括至少６０ｗｔ％的铁，钴，镍，或它们的合金。一种生产耐磨和耐腐蚀链轮的方法包括：（ｉ）将一种基底钢构件进行机加工，以便在其上形成一个外齿廓表面；（ｉｉ）将一个涂层涂布到表面的其中至少一部分上；及（ｉｉｉ）将涂层熔合到基底钢构件上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及各种链轮及制造它们的方法。尤其是，本专利技术涉及具有一个耐磨涂层的链轮，及形成这种经过涂装的链轮的方法，上述耐磨涂层冶金结合到链轮其中至少一个在其操作期间经受磨损的表面上。
技术介绍
在讨论现有技术水平时，下面参照某些结构和/或方法。然而，不应把下面的参考文献看作是承认这些结构和/或方法构成先有技术。申请人明确地保留证明这些结构和/或方法不看作先有技术违背本专利技术的权利。一种环形履带传动装置由许多元件如连杆、履带销衬套，辊，履带销和氏，以及链轮组成。美国专利No.2,271,172示出这类装置。美国专利No.2,271,172内容整体包括在本文中作为参考文献。环形履带传动装置经受很严格的工作环境。例如，碎屑、土地、岩石等在运行期间可能进入一种履带式机器如履带拖拉机的履带和行走部分。这些材料可以依次集聚在履带销衬套和驱动链轮齿的接合面之间，装入履带及绷紧履带张力，和/或直接研磨、磨损、弄凹、刮擦或毁损各元件的表面。此外，各元件经受腐蚀条件的影响，所述腐蚀条件可能进一步使上述磨损机制恶化。常规链轮通常用经过硬化的钢材料制成。例如，钢链轮可以具有一种表面处理，如渗碳，氮化或其它施加于其上的表面硬化处理。然而，这些经过表面硬化的钢链轮仍产生某些缺点，象这些材料和方法仍然会导致比较短的使用寿命。例如，砂子可能比甚至经过表面硬化的钢还硬，因此造成元件磨耗。上述表面处理不是用于防止腐蚀的费用低廉解决方案。用一种价钱更贵的高合金钢组成形成链轮齿也不是一种完全令人满意的解决方案，因为即使经过硬化的高合金钢也易于因与砂子接触而磨耗。此外，这些高合金钢不经济。美国专利No.5,933,955公开了一种制造驱动动链轮的方法，所述方法包括水力喷射机加工各链齿，以便留下未受影响的金属材料组成和结构的均匀性，接着进行选择性的表面硬化，上述专利整个内容包括在本文中作为参考文献。美国专利No.6,414,258介绍了一种用于形成焊接的技术，所述焊接覆盖在一个链轮和/或衬套表面上，上述专利整个内容包括在本文中作为参考文献。按照这个专利，将一个电弧极加到一种基底金属上，同时在其表面上形成一个“焊池”。然后将烧结碳化物粒子加入焊池中，随后烧结碳化物粒子固化，同时在部件的表面上留下一种珠状构造。这种方法具有某些缺点。上述操作手续是令人乏味的，耗费时间而费用高。由这种操作手续所产生的经过处理的表面是一种比较粗糙的正弦形表面。另外，烧结的碳化物粒子是价钱比较贵的材料。美国专利No.5,879,743公开了一种用于使一种机器元件表面硬化的方法，该方法通过将含有一种合金的浆料涂布到基底金属的表面上，然后将涂层熔化并冶金结合(metallurgically bonded)到基底材料上，上述专利整个内容包括在本文中作为参考文献。在这个专利中所介绍的方法不是专门适用于生产一种改善的链轮元件。美国专利申请公报No.2003/0168912 A1介绍了一种方法，所述方法用于将一种浆料涂层涂布到履带衬套的工作面上，然后将涂层熔合或冶金结合到元件的基底金属上，上述专利的整个内容都包括在本文中作为参考文献。测试如其中所述经过处理的履带衬套已证明，这种技术是增加这些元件耐磨耐腐蚀性的一种费用低廉的方法。然而，各履带衬套接触上述环形履带驱动机构中的链齿轮。常规链齿轮的使用寿命看不到能与上述改善的衬套使用寿命相匹配。因此，环形履带驱动机构的总使用寿命不必受现有链轮构造限制。因此，有必要提供一种具有改善了使用寿命和性能特征的链轮。
技术实现思路
一般，本专利技术包括一种用于改善链轮耐腐和耐腐蚀性的方法。方法包括将一层比较厚的表面硬化材料涂布到链轮选定的表面上，将经过涂装的链轮优选的是在一种含氢或氩的气氛中加热，以便将表面硬化材料熔合到链轮上。在表面硬化材料已经熔合之后，将链轮进行热处理，淬火和回火，以便提供具有增加了耐腐性的层或区的底层钢。本专利技术还包括一种如一般上述所形成的链轮。亦即，一种链轮用一种基底钢材料形成，所述基底钢材料具有一个表面硬化材料的涂层，上述涂层涂布到其至少选定的表面上，其中链轮的底层基底钢也具有一个增加了耐磨性的层或区，所述耐磨性的层或区至少设置在最易于磨损和/或腐蚀的那些表面上。因此，本专利技术提供一种链轮，所述链轮包括一个基底钢构件，所述基底钢构件包括一个外齿廓表面，外齿廓表面的至少其中一部分具有一个设置于其上的耐磨和耐腐蚀涂层；涂层包括一种合金，合金包括至少60wt％的铁、钴、镍、或它们的合金。按照另一方面，本专利技术提供一种生产耐磨和耐腐蚀链轮的方法，所述方法包括(i)机加工一种基底钢构件，以便在其上形成一个外齿廓表面；(ii)将一种浆料涂层涂布在表面的其中至少一部分上；及(iii)将浆料涂层熔合到基底钢构件上。附图说明本专利技术的一些目的和优点从下面结合附图的一些优选实施例的详细说明将变得显而易见，其中相同的标号表示相同的元件，及其中图1是按照本专利技术所述原理制造的一种行走部分组件有关元件的局部平面图。图2是按照本专利技术原理制造的一种整体链轮平面图。图3是按照本专利技术原理所形成的多个弧形段制造的一种链轮平面图。图4是按照本专利技术的原理所形成的一种链轮局部剖视图。图5是用本专利技术所述方法所形成的一种齿廓其中一部分细节的局部剖视图。具体实施例方式如例如图1中所示，一种通常是用作履带式拖拉机驱动机构的行走部分组件10包括一个链轮20，所述链轮通过若干链齿轮22与履带销/衬套组合40的接合驱动一个环形履带构件30。如图2中所示，链轮可以形成为一个整体环形构件20’。可供选择地，链轮可以通过将多个弧形段20”接合形成。按照本专利技术，一个链轮20用一种独特的方法形成，以便提供一种增加其性能和使用寿命的独特构造。如图4中所示，按照本专利技术所述形成的链轮20由一个基底钢构件形成，所述基底钢构件具有一个外齿廓24，外齿廓24制成用地与履带销/衬套组件40接合。链轮20由其制成的基底金属构件外表面25设置一层耐磨耐腐蚀的材料26。层26设置在至少外齿廓24通常与履带/衬套组件40接触的那些表面上。在所示的实施例中，层26沿着整个外齿廓24设置。如下面进一步详细说明的，链轮20还设置一个硬化的表面区27，所述硬化的表面区27从外表面25朝一径向上向内的方向上延伸。层26的合适厚度约为1-2mm。然而，层26的厚度可以根据各种因素，如使用条件，制造要求和限制等进行改变。表面区27的合适厚度约为1.0-1.5mm，但同样可以改变。层26是一种耐磨和耐腐蚀的材料，如一种易熔合金，所述易熔合金比甚至在硬化条件下的基底钢构件如1045级钢显著更硬和耐磨得多。另外，层26优选的是基本上不含夹杂物，因此耐磨涂层是均匀致密、较少脆性和更耐久的。普遍承认的美国专利No.5,879,743公开了这种耐磨合金，该专利的整个内容都包括在本文中作为参考文献。此外，公开了适合在本专利技术中使用的成浆和涂装技术。例如，在示例性实施例中的易熔硬质金属合金优选的是至少含60％元素周期表VIII族的一种过渡金属如铁，钴，或镍。然而，硬质金属合金可以以其它金属为基础，只要合金具有上述物理性能。少量成分(约0.1-约20wt％)通常是硼、碳、铬、铁(在镍基和钴基合金中)、锰、镍(在铁基和钴基合金中)、硅、钨、钼、一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种链轮，包括：一个基底钢构件，所述基底钢构件包括一个外齿廓表面，上述外齿廓表面的其中至少一部分具有一种设置于其上的耐磨和耐腐蚀涂层；涂层包括一种合金，合金包括至少６０ｗｔ％的铁、钴、镍、或它们的合金。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GS雷文卡，TD沃德里奇，TB尼曼，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]