自行车链条的热处理工艺

自行车链条是自行车传动系统中的驱动力，它通过齿轮不断的循环，从而让自行车前进。那么自行车链条是如何制作的呢？

第一、首先冲床将钢片切割并压制成八字形状的内链环，这些压制好的内链环每一枚都可以相互连接。然后工人把内链环氧纹送去检测，确认洞与洞之间的距离没有误差，同时也要测量洞口的直径，必须精确到误差在一毫米以内。记得把内变环送进850摄氏度的烤箱中，经过高温的炙烤之后再进行快速冷却来强化钢铁。工人现在把内链环放到一台圆形的机器，然后加入陶瓷和石英粉，再倒入一点水，接着盖上盖子并将其旋解。机器的剧烈震动会让粉末雨水形成研磨膏，从而研磨内链环。

第二、紧接着将研磨或的内链环装进金属篮子里，机器会把篮子侵入一系列的化学溶液里，让内链环的表面镀上一层镍铁浮蓉。镍铁浮龙镀层可以防止腐蚀它光滑的纹理，也让自行车链条在通过链轮的时候更轻松自行车的外链环只要涂上不同的外层，它跟内链环不同，外链环不用通过链轮，因此只要简单的镀镍就可以。接下来就是自行车链条的组装。首先管子将零件一个个输送到组装机上，握爪手臂会调整位置，将链环装到其他链环组件上，然后机器把烧钉压入链环的动力来固定组装。

第三、接着握爪把完成的自行车链条段一到下一个工作站。自行车的链条必须要用上许多小零件才能打造出一小段，一段又一段的链条，互相连接在一起，就形成了自行车链条。组装好的链条会经过检查站，质检员会通过放大镜检查有没有缺陷。接下来链条会被切入热油里润滑链环，避免在使用时发出一下或是受到磨损。链条离开润滑站后，会通过一卷吸收性材料将链条上多余的油渍吸干，然后用激光工具标识出链条切割的确切位置，再用裁切刀进行切割。一般标准的自行车链条长度为144厘米，最后制作好的自行车链 就可以打包出售了。

第一章 链轮概述及工序流程

1.1 链轮概述

链轮广泛应用于工业、农业、军事、医疗卫生、科技等方面，是各种领域的中间环节。链轮在生活中的角色决定了他的加工与设计也是必须达到最合理化。

链轮传动有它独特的一面，它的特点是：轴间距范围大，传动比一定，吸振能力强，对恶劣环境有一定的适应能力，工作可靠作用于轴上的力较小。缺点是：运转的瞬时速度不均匀，高速时不如带传动平稳（齿形链较好）；链条工作时，特别是因磨损产生伸长之后，容易引起共振，因而需增设张紧和减振装置。

由于需求数量和种类比较多，链轮结构形式自然比较多。当尺寸较小时，可与轴做成一体；当尺寸较大时，可做成连接式结构、张紧链轮和辊轮结构。

1.2 链轮加工工序

将制订好的零部件的机械加工工艺过程按一定的格式和要求描述出来，如用生产计划单表示，作为指令性和跟踪性文件，即为机械加工工艺规程。包括：机械加工工艺过程卡—为说明零件机械加工工艺过程的文件；工序卡—对每一道工序作详细说明，可用于直接指导工人操作；检验工序卡—对成批或大量生产中重要检验工序作详细说明、指导检验的文件。

  链轮加工工艺规程的格式，不同的生产类型对工艺规程的要求不同。 单件小批生产由于生产的分工比较粗糙，通常只需说明零件的加工顺序，填写工艺过程卡。对于大批量生产，因其生产组织严密、分工细致，工艺规程应尽量详细，要求对每道加工工序的加工精度、操作过程、使用的设备及刀、夹、量具等均作出具体规定。因此除了工艺过程卡外，还应有相应的加工工序卡。此外，必要时还需要检验工序卡。中小批量生产经常采用机械加工工艺卡，其详细程度介于工艺过程卡和加工工序卡之间。

第二章 链轮材料及热处理

2.1 链轮材料

链轮材料品种较多，有金属碳钢、合金钢、铜、胶木、铸铁等。我厂生产链轮多选择以下材料：

（1）C45、C35渗碳、淬火、回火。齿部硬度为50-60HRC,应用于Z≦25有冲击载的链轮。

（2）C45、45Mn淬火、回火。齿部高频淬火40-50HRC，无剧烈冲击、振动要求。应用于耐磨的链轮。40CrMo，齿部淬火40-50HRC要求强度高和耐磨损的重要链轮。Q275焊接后退火≈140HB，应用于中低速、传递功率不大、尺寸较大的链轮。夹布胶布，P＜6KW，适用于速度较高、要求传动平稳、噪音小的链轮。

2.2 热处理

链轮淬火时注意事项：通常产品淬火（齿部高频）是能满足产品工艺要求；但产品内孔或键槽离淬火部分很近时，高频淬火或整体淬火都会引起产品内孔或键槽变大，如图1所示。尤其碳钢产品变化更大。必须将产品上所有螺孔或通孔加工好，再淬火；否则淬火后钻孔、攻丝会因产品硬度较高，而无法加工。同时也会增加工具断裂损失。加工时，将内孔留有余量，根据经验，余量应为2mm左右。淬火后将将车床的三爪卡盘卡住产品，车刀镗孔时，车成品为一个圆，然后将产品重新装夹车链轮外圆，再对产品进行镗孔，至图1的￠大小,满足图纸要求。

在进行硬度测试时，链板淬火后表面硬度偏低(小于40HRC)，若磨去一定厚度表层，则其硬度可达50HRC以上，这将严重影响链条的最小拉伸载荷。

(2)国外厂商一般选用S35C、SAEl035，采用较先进的连续式网带渗碳炉，热处理在加热过程中用保护气氛进行复碳处理，加上严格的现场过程控制，因而很少发生链板淬火回火后出现脆性断裂或表面硬度偏低的现象。

金相观察表明，链板淬火后表面存在大量的细针状马氏体组织(约15—30um)，而心部为条块状马氏体组织。在同等链板厚度的条件下，经回火后其最小拉伸载荷较国内产品大。国外一般用1．5mm厚板材，要求拉力>18 kN，而国内链条一般选用1．6—1．7mm厚板材，要求拉力>17．8 kN。

(3)由于对摩托车链条零件要求的不断提高，国内外厂商不断对销轴、套筒及滚子所用的钢材进行改进。链条的最小拉伸载荷，尤其是耐磨性都与钢材有关。国内外厂商近期选用20CrMnTiH钢替代20CrMnMo作销轴材料后，其链条拉伸载荷提高13％一18％，而国外厂商用SAE8620钢作销轴与套筒的材料也与此有关。经实践表明，只有改善销轴与套筒之间的配合间隙，改进热处理工艺及润滑等途径，才可大幅提高链条的耐磨性及拉伸载荷。

(4)摩托车链条零件中内链板与套筒、外链板和销轴都是过盈配合固定在一起，而销轴和套筒为间隙配合。链条零件之间的配合对链条的耐磨性、最小拉伸载荷有很大影响。根据链条使用场合和破坏载荷的不同，分为A、B、C三级。A级用于重载、高速和重要的传动；B级用于一般传动；C级为普通抵档用途。故而A级链条零件之间的配合要求较严。

2．热处理技术

热处理工艺技术对链条零件尤其是摩托车链条的内在质量有着至关重要的影响。因此，要想生产出优质的摩托车链条，必须要有先进的热处理技术和装备。

由于国内外厂商对摩托车链条品质的认识、现场控制及技术要求等方面的差距，表现在链条零件热处理工艺技术的制订、完善及制造过程有所差别。

(1)国内生产商采用的热处理技术和装备。我国链条行业的热处理设备落后于工业发达国家，特别是国产网带炉存在结构性、可靠性和稳定性等一系列问题。

内、外链板采用40Mn、45Mn钢板，材料主要有脱碳、裂纹等缺陷。调质采用普通网带炉，无复碳处理，造成脱碳层超标。销轴、套筒和滚子采用渗碳淬火，淬火有效硬化层深0．3～0．6mm，表面硬度≥82HRA，虽然使用滚筒式炉生产灵活、设备利用率高，但是其中工艺参数的设定和变更需由技术人员制定，而且在生产过程中，这些经人工设定的参数值无法随气氛的瞬时变化而自动修正，热处理质量在很大程度上仍依赖于现场技术人员(技术工人)的技术水平，其质量重现性较差。考虑到产量、规格及生产成本等，这种局面一时难以改观。

(2)国外生产商采用的热处理技术和装备。国外广泛采用连续式网带炉或铸链式热处理生产线，气氛控制技术已相当成熟，无需技术人员再制定工艺，并可根据炉内气氛的瞬时变化情况随时修正有关参数值；对于渗碳层浓度、硬度、气氛和温度的分布状态可实现自动控制，无需人工调节，可使碳浓度波动值控制在≤0．05％的范围内，硬度值的波动控制在1HRA范围内，温度严格控制在±0．5一±1℃范围内。

内、外链板调质除品质稳定外，而且生产效率高。销轴、套筒和滚子渗碳淬火整个渗碳过程中不断根据炉温和碳势的实际采样值计算浓度分布曲线的变化情况，并随时修正和优化工艺参数设定值，确保渗碳层的内在质量处在受控状态。

总之，我国摩托车链条零件热处理工艺技术水平与国外企业相比差距较大，主要是由于质量控制及保证体系不够严格，仍落后于发达国家，尤其是热处理后的表面处理技术差别较大。简便、实用且无污染的不用温度下着色技术或保持原色可作为首选。

3．问题及发展方向

摩托车链条属于工业基础范畴，为劳动密集型产品，尤其在热处理技术方面，目前还处在发展阶段。由于技术和装备方面的差距，链条很难达到预期的使用寿命(15000h)。为达到此要求，除了对热处理设备的结构、可靠性和稳定性要求更高之外，更要注意炉起成分的精确控制，即碳式和氮式的精确控制。

零件的热处理向微畸变、高耐磨方向发展。为了大幅度提高销轴的拉伸载荷及表面的耐磨性，有研发能力的厂商不仅从用材上进行改进，而且尝试对其表面进行镀铬、渗氮及碳氮共渗等其他工艺的处理，也取得了较好的效果。关键是如何制定稳定的工艺及用于规模生产。

在制造套筒方面，国内外在技术上大同小异。由于在摩托车链条的耐磨方面，套筒有着重要的影响。即链条的磨损伸长主要体现在销轴与套筒的过度磨损中，因此其材料选用、接缝方式、渗碳淬火质量及润滑等方面是关健。开发生产无缝套筒是大幅提高链条耐磨性的一个破热点。

4．结束语

我国国产摩托车链条产品质量与国外先进企业的产品存在一定差距。近10年来，国内外都十分重视摩托车链条的选材及热处理技术的发展。我国于2000年12月开始执行国GB／T18150—2000 (等同采用IS010823：1996滚子链传动选择指导)，为我国提高链条品质及疲劳强度方面指明了方向。国内厂商应与相关单位密切配合研制用于规模生产的摩托车链条，共同开发、试制不同材料的链条，突破用中低碳钢作链板、20CrMo系低碳合金钢作销轴用料的常规定式，改换低、中合金钢板作链板用料，提高销轴用料含碳量及改换其它零件用料等途径来提高链条品质。

为此，国内链条生产厂商还应积极开发生产各类摩托车发动机时规链，以便开拓生产链条空间，赢得更大的市场份额，尽快开发生产无缝套筒，探讨适用的镀铬等工艺来大幅提高销轴的表面硬度，且积极寻求高性能链条润滑油品等举措，全面提高摩托车链条零件品质，生产出具有国际竞争力品牌的链条，满足市场的需求。

其实在实际的使用中细心的车友会发现，如果将链条调整的太紧它反而会松的会更快。那么这到底是为什么呢，这主要是因为链条的缓冲区被你无形给取消掉了，链条传动的过程中需要一个卸力的过程也就是说需要上下摆动的缓冲区，如果你调得过紧这个力是没办法卸掉的，而它只能将这个力强加给链条使其过快出现松弛现象，所以你调得越紧链条就会松的越快。

那么到底存不存在载人状态下链条更容易过松的现象呢？这肯定是存在的因为车辆的负重增加了，链条所承受的力也变大了肯定更容易松弛。但只要你将链条调整在合理的范围内，这种松弛度的增加可以忽略不计。

其实链条松的过快的原因除了以上两种，最主要和链条的制造工艺有直接关系，因为一些链条所采用的材质在使用过程中很容易拉长，链轮儿也容易磨损，所以就会出现松弛过快的现象。

通过以上的介绍可以看到链条松弛过快是不可能避免的，但只要你合理的调整将链条摆动幅度保持在15公分到20公分之间，不要太刻意的去管它就不会有任何的问题。如果你太刻意就会去调整它而调得越紧它松的越快，甚至于有时候链条还可能会崩断，所以让链条保持合理的松紧度很重要。

一、链条的尺寸规格：链条尺寸规格常见的有三种：1/2" 1/8" 1/2" 3/32" 1/2" 11/128"，用两个数值表示，第一个值的含义是链条每一节的长度，对于常见的自行车一般都是1/2"。

第二个值是链条的宽度，其中 1/8" 的链条最宽，可以使用在比较厚的牙盘上，11/128" 链条最窄，只能使用在薄的牙盘上，这里特别要注意，1/8" 的链条是通用的，即可以使用在其他薄的牙盘上，但 11/128" 的链条绝对不能使用在厚的牙盘上，许多做工精致的牙盘上面会注明需要链条的宽度。

二、链条的变速性能：对于变速车而言，就是选择多少速，例如常见的7速、8速、9速、10速等（这里指后塔轮牙盘的片数，选择链条一般不考虑前变速），链条的速度等级越高，要求链条的扭曲角度越大，也就是说，当链条工作在后塔轮最高速和最低速时，前后牙盘不在一条直线上，链条是在扭曲的状态下工作的，这要求链条的每个关节能够有足够的间隙来应付这种扭曲。高速链条可以使用在低速上，但低速链条不能使用在高速上，如8速链条可以使用在7速的塔轮上，如果7速链条使用在8速的车上，由于7速链条的扭曲角度小，当变速调整到最高速和最低速时，扭曲角度超过了链条的承受能力，这样强行工作，对链条和牙盘的损害很大，甚至断链。另外要注意的是，即使你的链条选择对了，也不代表你的车就没有问题了，假设8速车的中轴过长，前牙盘和后塔轮最小的牙盘（最外面）在一条线上，这时如果调整到最低速（最里面那个最大的牙盘），链条就会因过于扭曲而损坏。所以正确的做法是将大牙盘和后塔轮中部的牙盘对齐在一条线上，这个可以通过选择不同长度的中轴来实现。另外，如果前变速有三个大牙盘，那么只能折中考虑，或可以考虑选用更高一级的链条。

三、链条的长度：链条的长度用节来表示，选择链条长度方法有计算法和经验法，这里只简单介绍经验法。

1、链条不上变速器，链条环绕前大盘和后大盘，在这个长度上增加两节。

2、链条挂上变速器，在前小对后小的情况下后变速导论支臂与地面平行。

3、链条挂上变速器，在小对小的情况下，链条无明显下垂。

随着造车技术水平和工业发展的不断进步，部分发动机的正时皮带已被发动机链条所替代，与传统的皮带驱动相比，链条驱动方式的传动可靠、耐久性好并且还可节省空间，整个系统由齿轮、链条和涨紧装置等部件组成，其中液压涨紧器可自动调节涨紧力，使链条涨力始终如一，并且终身免维护，这就使其与发动机同寿命，不但安全、可靠性得到了一定提升，还将引擎的使用、维护成本降低了不少，可谓一举两得。

对所有发动机来说，正时皮带是绝对不可以发生跳齿或断裂的，如果一旦发生跳齿现象，发动机则不能正常工作，便会出现怠速不稳、加速不良或打不着车等现象；而如果正时皮带断裂的话，发动机就会立刻熄火，多气门发动机还会导致活塞将顶气门顶弯，严重的更会损坏发动机整体。

橡胶材质的正时皮带随着发动机工作时间增加，皮带以及其它附件，如张紧轮、张紧器和水泵等都会发生磨损或老化。因此，凡是装有正时皮带的发动机，厂家都会有严格要求，在规定的周期内定期更换正时皮带及附件。而由强度较大的钢材所制成正时链条则可将这一问题迎刃而解，众所周知，金属的强度要远远大于橡胶，这就使得其变形程度也随之大大降低，跳齿和断裂现象的发生几率也是微乎其微。

对于像发动机这种精密仪器来说，每个机械组成部分都有着严格的技术和工艺指标，这就使得在整个装配过程中，对操作质量的要求很高。正时链条作为汽车核心部位中不可或缺的组成部分，当然同样具有一定的装配难度，某些发动机上的正时链条会有几个明显的标志，以用来保证精确度的同时降低一些安装难度。