(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを所定の長さに圧延し、周長補正して、時効処理と窒化処理とを施した後、複数のリングを積層して無段変速機の動力伝達ベルトに用いられる無端状金属ベルトを製造する方法において、
所定の長さに圧延されたリングを時効処理室に収容し、該時効処理室内を所定の時効処理温度に加熱して、該リングを該時効処理温度に所定時間保持して時効硬度が最大値未満になる範囲で時効処理を施す工程と、
前記時効処理後、前記リングを前記時効処理温度に維持して、前記時効処理室と独立に設けられ、予め前記時効処理温度と同一または前記時効処理温度より高い窒化処理温度に加熱された窒化処理室に移動し、
アンモニアガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で、該窒化処理温度に所定時間保持して、時効硬度を最大値に到達せしめるガス窒化処理またはガス軟窒化処理を施した後、冷却する工程とを備え、
前記時効処理終了後、前記リングの前記時効処理室から前記窒化処理室への移動は、前記時効処理温度と同一または該時効処理温度と前記窒化処理温度との中間の温度に設定された中間室を経由して行われ、
前記リングの前記時効処理室から前記中間室への移動と、前記中間室から前記窒化処理室への移動は、前記時効処理室と前記中間室との間と、前記中間室と前記窒化処理室との間に設けられた開閉自在の扉を介して行われることを特徴とする無端状金属ベルトの製造方法。
【請求項２】
前記リングは、窒化処理を施した後、前記窒化処理室内で冷却することを特徴とする請求項１記載の無端状金属ベルトの製造方法。
【請求項３】
前記リングは、窒化処理を施した後、開閉自在の扉を介して前記窒化処理室と連通自在に設けられた冷却室に移動し、該冷却室内で冷却することを特徴とする請求項１または請求項２記載の無端状金属ベルトの製造方法。
【請求項４】
マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを所定の長さに圧延し、周長補正した後、該リングに時効処理と窒化処理とを施す熱処理装置であって、
前記リングを収容すると共に所定の時効処理温度に加熱されて該リングを該時効処理温度に所定時間保持して時効硬度が最大値未満になる範囲で時効処理する時効処理室と、
予め前記時効処理温度と同一または前記時効処理温度より高い窒化処理温度に加熱され、該リングを収容すると共に、該リングをアンモニアガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で、該窒化処理温度に所定時間保持して、時効硬度を最大値に到達せしめるガス窒化処理またはガス軟窒化処理を施す窒化処理室とからなり、
前記窒化処理室と、前記時効処理室との間に、予め前記時効処理温度と同一または該時効処理温度と前記窒化処理温度との中間の温度に加熱された中間室を備え、
各室は開閉自在の扉を介して連通自在に設けられると共に、前記リングは、該時効処理室から該中間室を経由して該窒化処理室に移動されることを特徴とする熱処理装置。
【請求項５】
前記窒化処理室と開閉自在の扉を介して連通された冷却室を備え、該窒化処理室で窒化処理が施されたリングは、該窒化処理室から該冷却室に移動され、該冷却室内で冷却されることを特徴とする請求項４記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機用ベルトに用いられる無端状金属ベルトの製造方法及び前記製造方法に用いられる熱処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
１対のプーリ間に張設された動力伝達ベルトを備える無段変速機では、前記動力伝達ベルトとして複数のリングを積層した状態で保持した無端状金属ベルトが用いられている。
【０００３】
前記無端状金属ベルトは、前記プーリ間を走行するときには直線状態を呈する一方、前記プーリに沿って走行するときには湾曲状態を呈し、前記直線状態と湾曲状態との繰り返しによる過酷な曲げ変形が加えられる。そこで、前記無端状金属ベルトは、前記過酷な曲げ変形に耐える強度を備えることが必要とされる。
【０００４】
前記過酷な曲げ変形に耐える強度を備える材料としてマルエージング鋼が知られている。前記マルエージング鋼は、１７〜１９％のＮｉの他、Ｃｏ，Ｍｏ，Ｔｉ等を含む低炭素鋼であり、溶体化後、適温に加熱することによりマルテンサイト状態において時効硬化を生じ、高強度、高靱性を兼ね備える超強力鋼であるので、前記無端状金属ベルトに賞用される。
【０００５】
前記無端状金属ベルトを構成するリングは、前記マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断した後所定の長さに圧延することにより形成されている。しかし、前記動力伝達ベルト用無端状金属ベルトに用いる場合には、さらに、耐摩耗性、耐疲労強度を備えることが望まれるので、前記マルエージング鋼に表面硬化処理を施すことが行われている。
【０００６】
前記表面硬化処理は、一般に、前記リングに窒化処理を施してその表層部に窒化層を形成することにより行われる。前記表面硬化処理を行う場合には、まず、所定の長さに圧延された前記リングに、その表面が前記窒化処理に適した状態になるように、溶体化処理を施す。前記溶体化処理を行うと、加熱歪みにより前記リングの寸法に変化が生じるので、次に前記リングに周長補正を施した後、時効処理を施す。
【０００７】
前記時効処理は、前記マルエージング鋼に時効硬度を発現させて高強度を付与するためのものであり、前記リングを時効処理室に収容し、該時効処理室内を所定の時効処理温度、例えば４８０〜５２０℃に加熱した後、該時効処理温度に所定時間保持することにより行われる。前記時効処理は、前記リングの表面に酸化層が形成されることを避けるために、窒素等の不活性気体雰囲気下で行われる。
【０００８】
前記時効処理が終了したならば、前記リングは前記時効処理室内で冷却され、次いで窒化処理に供される。前記窒化処理としては、ガス窒化処理、ガス軟窒化処理または塩浴窒化処理があるが、ここではガス窒化処理及びガス軟窒化処理について説明する。
【０００９】
前記時効処理が終了し、時効処理室内で冷却された前記リングは、窒化処理室に移される。
【００１０】
前記ガス窒化処理は、前記リングを前記窒化処理室に収容し、該窒化処理室内を所定の窒化処理温度、例えば５００〜５５０℃に加熱した後、前記リングをアンモニアガス雰囲気下、該窒化処理温度に所定時間保持することにより行われる。尚、前記アンモニアガスを含む雰囲気は、純アンモニア以外に他の不活性ガスを含んでいてもよい。そして、前記ガス窒化処理が終了したならば、前記リングは前記窒化処理室内で冷却される。
【００１１】
また、前記ガス軟窒化処理は前記窒化処理室内に前記リングを収容し、前記ガス窒化処理におけるアンモニアガス雰囲気に替えて、アンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気を用いる以外は、前記ガス窒化処理と同一にして行われる。
【００１２】
前記ガス窒化処理またはガス軟窒化処理によれば、アンモニアの分解により生じる窒素がマルエージング鋼の金属組織中に浸透することにより、前記リングの表面に窒化層を形成して硬化させ、耐摩耗性及び耐疲労強度を向上させることができる。
【００１３】
ところが、前記ガス窒化処理またはガス軟窒化処理を行うときには、前記時効処理室と、前記窒化処理室とで、それぞれ所定温度に加熱し、該温度に所定時間保持し、次いで冷却するという操作が繰り返される。このため、前記時効処理と、前記窒化処理とに要する時間が長くなり、製造コストが増大するとの問題がある。
【００１４】
前記問題を解決するために、１つの処理室内で、前記時効処理と、前記窒化処理との両方の処理を順次行うことが提案されている。これは、前記リングを処理室に収容し、該処理室内を所定の時効処理温度に加熱した後、該時効処理温度に所定時間保持して時効処理を施した後、冷却することなく、該処理室内の雰囲気をアンモニアガス雰囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気に切り換えて、所定の窒化処理温度に所定時間保持することにより窒化処理を施すものである。
【００１５】
前記のように、１つの処理室内で、前記時効処理と前記窒化処理との両方の処理を行うことにより、前記時効処理後の冷却する操作と、時効処理が施された前記リングを前記窒化処理室に収容した後に、該窒化処理室内を前記窒化処理温度に加熱する操作とを省略することができ、その分の時間を短縮することができる。しかしながら、このようにするときには、前記時効処理と窒化処理とで、雰囲気を切り換えた後、その雰囲気が安定しにくいとの不都合がある。
【００１６】
また、前記問題を解決するために、１つの処理室内で、前記時効処理と前記窒化処理との両方の処理を同時に行うことが提案されている。これは前記窒化処理のための加熱により、前記時効処理のための加熱を兼ねるものである。
【００１７】
しかしながら、このようにするときには、適正な時効硬度と、適正な深さの窒化層とが得られるように雰囲気を調整することが難しいとの不都合がある。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる不都合を解消して、時効処理と窒化処理とに要する処理時間を短縮することができ、しかも前記窒化処理を安定した雰囲気下で行うことができる無端状金属ベルトの製造方法を提供することを目的とする。
【００１９】
また、本発明の目的は、前記製造方法に適した熱処理装置を提供することにもある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明の無端状金属ベルト製造方法は、マルエージング鋼の鋼板の端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断してリングを形成し、該リングを所定の長さに圧延し、周長補正して、時効処理と窒化処理とを施した後、複数のリングを積層して無段変速機の動力伝達ベルトに用いられる無端状金属ベルトを製造する方法において、所定の長さに圧延されたリングを時効処理室に収容し、該時効処理室内を所定の時効処理温度に加熱して、該リングを該時効処理温度に所定時間保持して時効硬度が最大値未満になる範囲で時効処理を施す工程と、前記時効処理後、前記リングを前記時効処理温度に維持して、前記時効処理室と独立に設けられ、予め前記時効処理温度と同一または前記時効処理温度より高い窒化処理温度に加熱された窒化処理室に移動し、アンモニアガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で、該窒化処理温度に所定時間保持して、時効硬度を最大値に到達せしめるガス窒化処理またはガス軟窒化処理を施した後、冷却する工程とを備え、前記時効処理終了後、前記リングの前記時効処理室から前記窒化処理室への移動は、前記時効処理温度と同一または該時効処理温度と前記窒化処理温度との中間の温度に設定された中間室を経由して行われ、前記リングの前記時効処理室から前記中間室への移動と、前記中間室から前記窒化処理室への移動は、前記時効処理室と前記中間室との間と、前記中間室と前記窒化処理室との間に設けられた開閉自在の扉を介して行われることを特徴とする。
【００２１】
本発明の製造方法によれば、前記時効処理室で時効処理が施された前記リングは、前記時効処理後、冷却されることなく、前記時効処理温度に維持したまま前記窒化処理室に移動される。前記窒化処理室は、予め所定の窒化処理温度に加熱されているので、移動された前記リングは、そのまま該窒化処理温度に所定時間保持されることにより、純アンモニア以外に他の不活性ガス等を含んでいてもよいアンモニアガス雰囲気下で前記窒化処理温度に所定時間保持するガス窒化処理または、前記リングをアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で前記窒化処理温度に所定時間保持するガス軟窒化処理のいずれかで窒化処理が施される。
【００２２】
従って、従来のように前記時効処理後に冷却する操作と、その後に前記窒化処理のための窒化処理温度まで加熱する操作とを省略することができ、処理時間を短縮することができる。しかも、本発明の製造方法では、前記窒化処理室は、前記時効処理室とは独立に設けられているので、時効処理と窒化処理との間で雰囲気を切り換える必要がなく、安定した雰囲気下で窒化処理を行うことができる。
【００２４】
本発明の製造方法では、前記時効処理と前記窒化処理とを円滑に連続して行うために、前記窒化処理は、前記時効処理温度と同一または前記時効処理温度より高い窒化処理温度で行う。
【００２５】
本発明の製造方法において、前記リングは、窒化処理を施した後、前記窒化処理室内で冷却してもよく、前記窒化処理室の外で冷却してもよい。前記窒化処理後の冷却を前記窒化処理室の外で行うときには、例えば、前記リングは、窒化処理を施した後、開閉自在の扉を介して前記窒化処理室と連通自在に設けられた冷却室に移動し、該冷却室内で冷却する。
【００２６】
前記リングは、前記時効処理により時効硬度が発現し高強度が得られるが、該時効処理の後に前記窒化処理を行うと、該窒化処理のための加熱によりさらに時効が進行し、かえって前記強度が低減することがある。そこで、本発明の製造方法では、前記時効処理は時効硬度が最大値未満になる範囲で行うと共に、前記窒化処理により時効硬度を最大値に到達せしめることを特徴とする。尚、本明細書では時効硬度が最大値未満になる範囲の時効を「亜時効」と記載し、時効硬度が最大値に達した後、さらに時効が進行し、前記強度が低減した状態を「過時効」と記載する。
【００２７】
本発明の製造方法によれば、前記時効処理室における時効を亜時効になるように行うと共に、その後の窒化処理に伴う加熱で時効硬度を最大値に到達せしめることにより、適切な時効硬度を得ることができる。
【００２８】
本発明の製造方法は、前記リングを収容すると共に所定の時効処理温度に加熱されて該リングを該時効処理温度に所定時間保持して時効硬度が最大値未満になる範囲で時効処理する時効処理室と、予め前記時効処理温度と同一または前記時効処理温度より高い窒化処理温度に加熱され、該リングを収容すると共に、該リングをアンモニアガス雰囲気下またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で、該窒化処理温度に所定時間保持して、時効硬度を最大値に到達せしめるガス窒化処理またはガス軟窒化処理を施す窒化処理室とからなり、前記窒化処理室と、前記時効処理室との間に、予め前記時効処理温度と同一または該時効処理温度と前記窒化処理温度との中間の温度に加熱された中間室を備え、各室は開閉自在の扉を介して連通自在に設けられると共に、前記リングは、該時効処理室から該中間室を経由して該窒化処理室に移動されることを特徴とする熱処理装置により有利に実施することができる。
【００２９】
本発明の熱処理装置によれば、前記時効処理室と前記窒化処理室とは、開閉自在の扉により仕切られているので、前記窒化処理室の純アンモニア以外に他の不活性ガス等を含んでいてもよいアンモニアガス雰囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気を安定した状態に維持することができる。そして、前記リングは前記時効処理室における時効処理が終了したならば、前記扉を開いて前記窒化処理室を前記時効処理室と連通させることにより、時効処理室から窒化処理室に速やかに移動することができる。
【００３０】
また、本発明の熱処理装置は、前記窒化処理室と、前記時効処理室との間に、予め前記時効処理温度と前記窒化処理温度との中間の温度に加熱された中間室を備え、各室は開閉自在の扉を介して連通自在に設けられると共に、前記リングは、該時効処理室から該中間室を経由して該窒化処理室に移動される。
【００３１】
前記熱処理装置では、前記所定の長さに圧延されたリングを該時効処理室に収容し、該時効処理室内を所定の時効処理温度に加熱して、該リングを該時効処理温度に所定時間保持して時効処理を施した後、前記リングを第１の扉、該中間室、第２の扉を介して予め所定の窒化処理温度に加熱された該窒化処理室に移動し、純アンモニア以外に他の不活性ガス等を含んでいてもよいアンモニアガス雰囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気下で該窒化処理温度に所定時間保持して窒化処理を施した後、冷却する。
【００３２】
前記中間室は、前記窒化処理温度が前記時効処理温度と同一であるときには、前記時効処理室と同一の温度になっている。また、前記窒化処理温度が前記時効処理温度より高いときには、前記中間室は前記時効処理室と前記窒化処理室との中間の温度になっている。
【００３３】
この結果、前記中間室は、前記リングを前記時効処理室から前記窒化処理室に移動する際に、一時収容することにより、前記リングが前記移動の際に受ける温度差の影響を低減することができる。
【００３４】
前記熱処理装置は、前記中間室を備えることにより、前記時効処理後に前記リングを前記時効処理室から前記窒化処理室に移動する際に、前記時効処理室の雰囲気が前記窒化処理室に流入してその雰囲気を不安定化することを防止することができる。
【００３５】
さらに、本発明の熱処理装置は、前記窒化処理室と開閉自在の扉を介して連通された冷却室を備え、該窒化処理室で窒化処理が施されたリングは、該窒化処理室から該冷却室に移動され、該冷却室内で冷却されることを特徴とする。
【００３６】
本発明の熱処理装置は、前記のように独立した冷却室を備えることによって、前記窒化処理室内の雰囲気を安定化することができる。また、前記窒化処理が施されたリングを速やかに前記冷却室に移動させることにより、搬送効率が向上し、自動化に貢献することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の熱処理装置の構成を示す説明的断面図、図２は時効処理及びガス軟窒化処理の加熱パターンを示すグラフ、図３は時効処理における加熱時間と時効硬度との関係を示すグラフ、図４は無端状金属ベルトの表面からの深さと硬度との関係を示すグラフである。
【００３８】
本実施形態に用いるマルエージング鋼は、Ｃが０．０３％以下、Ｓｉが０．１０％以下、Ｍｎが０．１０％以下、Ｐが０．０１％以下、Ｓが０．０１％以下の低炭素鋼であり、１８〜１９％のＮｉ、４．７〜５．２％のＭｏ、０．０５〜０．１５％のＡｌ、０．５０〜０．７０％のＴｉ、８．５〜９．５％のＣｏを含む１８％のＮｉ鋼である。
【００３９】
本実施形態の製造方法では、まず、前記組成を有するマルエージング鋼の薄板をベンディングしてループ化したのち、端部を溶接して円筒状のドラムを形成する。次に、これを真空炉中、８２０〜８３０℃に２０〜６０分間保持して溶体化処理する。前記溶体化処理により、結晶を再配列し、溶接歪を除去することができる。
【００４０】
次に、前記円筒状のドラムを所定の幅に裁断し、リング状体を形成する。前記リング状体は前記裁断により、その端部にエッジが立っているので、バレル研磨により面取りしたのち、圧下率４０〜５０％で冷間圧延し、リングを形成する。
【００４１】
次に図１（ａ）に示すように、リングＷを熱処理装置に収容して、時効処理及び窒化処理を行う。図１（ａ）示の熱処理装置は、時効処理室１、窒化処理室２と、両室１，２の間の中間室３とが直線的に配置されてなり、時効処理室１と窒化処理室２とは中間室３との間に設けられた上下動により開閉自在の扉４，５を介して連通される様になっている。また、時効処理室１は中間室３と反対側に開閉自在の搬入口６を、窒化処理室２は中間室３と反対側に開閉自在の搬出口７を備えている。
【００４２】
図１（ａ）示の熱処理装置では、まず、搬入口６からリングＷが時効処理室１内に搬入される。リングＷが搬入されると、時効処理室１は図示しない加熱手段により加熱されて、所定の時効処理温度まで昇温され、リングＷを該時効処理温度に所定時間保持することにより、時効処理を行う。前記時効処理は、図示しない導入手段により時効処理室１に導入される窒素雰囲気下に行うことにより、リングＷの表面に酸化層が形成されることを防止して、後続の窒化処理を有利に行うことができる。
【００４３】
前記時効処理が終了すると、開閉扉４が開かれ、リングＷは時効処理室１から中間室３に移動される。そして、開閉扉４が閉じられると、開閉扉５が開かれ、リングＷは中間室３から窒化処理室２に移動される。
【００４４】
このとき、窒化処理室２は、図示しない導入手段により少なくともアンモニアガスを含む雰囲気が導入され、時効処理室１における時効処理温度と同一温度または時効処理温度より高い温度に加熱されている。また、中間室３は、時効処理室１における時効処理温度と同一温度または、時効処理室１における時効処理温度とそれより高い窒化処理室２の温度との中間の温度に加熱されている。尚、前記窒化処理室２に導入される雰囲気は、純アンモニア以外に他の不活性ガス等を含むアンモニアガス雰囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気である。
【００４５】
本実施形態では、前記の様に中間室３を介して、リングＷを時効処理室１から窒化処理室２に移動することにより、リングＷが前記移動の際に受ける温度差の影響を低減することができる。また、開閉扉４，５が共に上下動自在であることにより、時効処理室１及び窒化処理室２内の雰囲気を擾乱することなく、安定に維持することができる。
【００４６】
次に、リングＷは、前記の様に予め時効処理温度と同一温度または時効処理温度より高い窒化処理温度に加熱されている窒化処理室２内で、前記アンモニアガス雰囲気またはアンモニアガスとＲＸガスとの混合ガス雰囲気に所定時間保持されることにより窒化処理される。前記窒化処理が終了すると、リングＷは、窒化処理室２内で冷却され、搬出口７から搬出される。
【００４７】
また、前記熱処理装置は、図１（ｂ）示のように、さらに中間室３の反対側で窒化処理室２に隣接する冷却室８を備えていてもよい。冷却室８は、上下動により開閉自在の扉７を介して窒化処理室２に連通すると共に、窒化処理室２と反対側に上下動により開閉自在の搬出口９を備えている。
【００４８】
図１（ｂ）示の熱処理装置では、リングＷは図１（ａ）示の熱処理装置と全く同一にして時効処理室１、窒化処理室２で処理された後、扉７を介して冷却室８に移動せしめられ、冷却室８内で冷却されたのち、搬出口９から搬出される。
【００４９】
次に、中間室３及びガス軟窒化処理室２が予め時効処理室１における時効処理温度と同一温度に加熱されているときの、前記熱処理装置における加熱パターンを図２（ａ）に示す。また、比較のために、従来の時効処理室及びガス軟処理室が全く独立になっている場合の加熱パターンを図２（ｂ）に示す。
【００５０】
図２（ａ）から本実施形態の熱処理装置によれば時効処理Ａに続いて、冷却することなく窒化処理Ｂが行われるので、図２（ｂ）示の従来の場合のように、時効処理Ａの後の時効処理室１内で冷却する時間Ｃと、窒化処理室２内で窒化処理温度まで加熱する時間Ｄとを省くことができ、（Ｃ＋Ｄ）に相当する時間だけ処理時間を短縮できることが明らかである。
【００５１】
また、図２（ｂ）示の従来の場合、窒化処理室２内では、設定温度は上昇しても実際の雰囲気温度（図２（ｂ）に仮想線で示す）の上昇はそれよりも遅くなり、窒化処理室２内の雰囲気温度が均一になるまでに時間がかかる。このため、図２（ｂ）示の従来の場合には窒化処理が不均一になることがあった。しかし、本実施形態では図２（ａ）示のように、窒化処理Ｂにおける窒化処理温度が予め時効処理室１における時効処理温度と同一温度に加熱され、窒化処理室２内の雰囲気温度が均一になっているので、前記窒化処理を均一に行うことができる。
【００５２】
次に図３を参照して、前記時効処理Ａにおける加熱時間と、時効硬度との関係について説明する。図３から、時効処理温度を４８０℃とした場合には６０分間加熱しても時効硬度は最大値に達せず、亜時効領域にあることがわかる。しかし、時効処理温度を５００℃とした場合には、６０分間の加熱で時効硬度が最大値に達し、加熱時間が６０分を超えると過時効になって時効硬度が低減し始めることが明らかである。また、時効処理温度を５２０℃とした場合には、加熱時間が２０分を超えると過時効になって時効硬度が低減し始めることが明らかである。
【００５３】
そこで、本実施形態では、前記過時効による時効硬度の低減を避けるために、時効処理Ａにおける加熱時間を亜時効領域にとどめ、それに続く窒化処理Ｂの加熱によって時効硬度が最大値に達するようにする。このため、例えば時効処理温度が５００℃である場合、時効処理Ａにおける加熱時間は６０分未満とすることが好ましい。
【００５４】
次に、窒化処理Ｂにおける窒化処理温度と、加熱時間との関係について、説明する。前記窒化処理によれば、リングＷは、その表面から窒素が浸透することにより窒化層が形成され、該窒化層により硬度が発現する。そこで、前記リングＷでは、その表面から内部にかけて、窒素が浸透する深さが深くなるほどに硬度が小さくなる硬度勾配が形成される。
【００５５】
無段階変速機の動力伝達ベルトに用いられる無端状金属ベルトでは、複数のリングＷが重ね合わされた状態で用いられ、エンジン・ブレーキが掛けられたときには、リングＷ相互の表面で相対的なすべりが生じる。そこで、リングＷは、前記すべりに対する耐疲労性の点で、その表面の硬度が大であることは勿論であるが、その表面から内部にかけて適切な硬度勾配が形成されることが望まれる。
【００５６】
次に、亜時効となる範囲で時効処理Ａが施されたリングＷに、図２（ａ）示のように窒化処理Ｂを施したときに形成される硬度勾配の状態を表１に示す。表１において、ａａは無段階変速機の動力伝達ベルトに最適な硬度勾配、ｂｂは適用可能な硬度勾配、ｃｃは勾配が低く不適当な硬度勾配、ｄｄは勾配が高く不適当な硬度勾配をそれぞれ示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
表１から、亜時効となる範囲で時効処理Ａが施されたリングＷに窒化処理Ｂを施す場合には、窒化処理温度を４８０〜５２０℃の範囲とし、加熱時間を４５〜６０分の範囲とすることにより、無段階変速機の動力伝達ベルトに最適な硬度勾配を得ることができることが明らかである。
【００５９】
次に、図２（ａ）示の加熱パターンに従って、時効処理Ａを５００℃で４０分間、亜時効となる範囲で行い、窒化処理Ｂを５００℃で５０分行った場合のリングＷの表面からの深さと硬度との関係（硬度勾配）を図４に実線で示す。また、比較のために、図２（ａ）示の加熱パターンに従って、時効処理Ａを５００℃で６０分間、ピーク時効硬度が得られる様に行い、窒化処理Ｂを５００℃で５０分行った場合の硬度勾配を図４に破線で示す。
【００６０】
図４から、本実施形態の製造方法による場合（図４に実線で示す）には、リングＷの表面での硬度が、比較形態による場合（図４に破線で示す）よりも大であり、リングＷの表面から深さ３０μｍまでの範囲の硬度勾配が比較形態による場合よりも高くなることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理装置の一構成例を示す説明的断面図。
【図２】時効処理及びガス軟窒化処理の加熱パターンを示すグラフ。
【図３】時効処理における加熱時間と時効硬度との関係を示すグラフ。
【図４】無端状金属ベルトの表面からの深さと硬度との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１…時効処理室、  ２…窒化処理室、  ３…中間室、  ４，５，７…開閉扉、
８…冷却室。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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