汽缸套及其制造方法技术

本发明专利技术的汽缸套是安装在汽缸体上的片状石墨铸铁制汽缸套，其特征在于：所述汽缸套的内周面上至少有氮化处理层，并形成有网纹部，内周面的粗糙度曲线为平顶珩磨形状，内周面根据JIS B0601：1982的十点平均粗糙度Rz为4.0μm以下，并且形成于内周面的凹坑的面积比率以平均值计为8％以下。

Cylinder sleeve and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
汽缸套及其制造方法
本专利技术涉及内周面上具有氮化处理层的汽缸套及其制造方法。
技术介绍
已知内燃机的汽缸体中在内侧配合有铸铁制汽缸套的结构。对该汽缸套的内周面，通常实施各种表面处理以改善初始适应性、耐磨性和抗咬合性，并且对内周面的表面粗糙度等性能进行控制。专利文献1公开了一种汽缸套的内表面精加工方法，其特征在于：在通过珩磨加工将待处理的铸铁制汽缸套的内表面精加工为随处具有油袋的2～6μm的表面粗糙度之后，实施软氮化处理，在除了油袋之外的整个表面上形成化合物层，然后对上述化合物层再次实施珩磨加工,并对表面进行调整以使表面粗糙度为2μm以下，其目的在于提高汽缸套的抗刮擦性和耐磨性。这里，化合物层的平均厚度为4～5μm。另外，表面粗糙度由依据JISB0601：1982的十点平均粗糙度Rz表示。专利文献2公开了一种汽缸套，所述汽缸套固定于汽缸内壁，并且活塞在内周面滑动，其特征在于：该内周面的粗糙度为0.4～0.8μmR3Z，并且该内周面的石墨开口率为80％以上，专利文献2中提及所述汽缸套可同时满足低油耗和高抗刮擦性。应注意，R3Z表示表面测量量。在由DIN4768定义的平均表面粗糙度Rz中，对于五处测量截面分别求出其最大波峰与最深孔部之间的距离的平均值，而R3Z是所谓的功能表面粗糙度，通过上端部和下端部两处的平均求出。制造该汽缸套时用于珩磨加工的珩磨精磨石是纤维状弹性珩磨精磨石，珩磨磨石的粗糙度相当于GC3000L或GC3000L与ALS2000的混合。通过使用该珩磨磨石进行超精珩磨处理，超精珩磨处理防止表面上的加工流的发生，并且使内周面的石墨开口率为80％以上。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特公昭60-044112号公报(B)专利文献2：日本专利特开2000-283291号公报(A)
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在内燃机中，为了符合环境法规期望进一步提高性能，期望提供一种除了减少油耗和减少摩擦(机械摩擦损失)之外，还不会引起刮擦(由于油耗尽而导致刮伤)的汽缸套。传统上，已知一种汽缸套(也称为内周氮化衬套)，其至少在内周面上形成氮化处理层，以改善耐磨性和抗刮擦性。该内周氮化衬套的内周面从作为滑动面以确保良好润滑环境的观点出发，通过精加工珩磨处理形成有网纹部。然而，有可能导致存在下述问题：在内周面的最外表面上不规则地产生大约1.5μm以上的微小凹部(称为凹坑)，微小凹部的开口部尺寸相当于约10～100μm的直径，并且深度比表面粗糙度的谷底更深。由于在该内周氮化衬套的内周面上所形成的凹坑成为蓄油部，因此当凹坑的形成是不规则的并且凹坑形成数量较多时，不能获得预期的油耗性能。因此，重要的是对内周氮化衬套中内周面的氮化处理前后的性状进行控制。本专利技术鉴于这些情况而做出，其目的在于提供一种具有能够减少油耗和降低刮擦发生风险的结构且在内周面上具有氮化处理层的汽缸套及其制造方法。用于解决问题的技术方案(1)本专利技术的一方面的汽缸套是安装在汽缸体上的片状石墨铸铁制汽缸套，其特征在于：所述汽缸套的内周面上至少有氮化处理层，并形成有网纹部，所述内周面的粗糙度曲线为平顶珩磨形状，所述内周面根据JISB0601：1982的十点平均粗糙度Rz为4.0μm以下，在所述内周面形成的凹坑的面积比率以平均值计为8％以下。(2)根据本专利技术的一方面的汽缸套是将片状的游离石墨分散于铸铁基体中并使其结晶化的金属组织，存在于汽缸套内周面的最外表面部分的一部分游离石墨分散成使所述游离石墨的一部分作为露出部到达所述内周面，并且存在于所述内周面的表面部分的其他游离石墨延伸至所述内周面附近，从所述其他游离石墨的延伸部分前端至所述内周面的部分分散有由构成所述铸铁基体的材料覆盖的被覆部。(3)在根据本专利技术的一方面的汽缸套内周面的最外表面部分的金属组织中，将所述游离石墨露出于内周表面的石墨的数量作为开口石墨数，将未露出于内周表面的石墨的数量作为闭口石墨数，对所述开口石墨数和所述闭口石墨数进行计数，石墨开口率由开口石墨数/(开口石墨数+闭口石墨数)表示，且以平均值计优选为50％以下。(4)根据本专利技术的一方面的汽缸套内周面的网纹部的槽在汽缸套的轴向上的打开角度优选为3°至60°。(5)根据本专利技术的一方面的汽缸套的制造方法的特征在于：铸造圆筒形的由片状石墨铸铁制成的汽缸套，所述汽缸套的内周面的形成过程为：在切削加工之后，经由第一珩磨步骤使所述内周面具有接近精加工的内径，在第二珩磨步骤中，通过配备有第一扩展磨石和第二扩展磨石的磨石两段扩展方式使所述内周面的表面粗糙度形成为十点平均粗糙度Rz为1.6μm以下，且最大高度Rmax为2.6μm以下，并且使粗糙度曲线形成为平顶珩磨形状，接着经由氮化处理步骤，在精加工珩磨步骤后，使所述内周面的粗糙度曲线为平顶珩磨形状，使所述内周面根据JISB0601：1982的十点平均粗糙度Rz为4.0μm以下，并且使在所述内周面形成的凹坑的面积比率以平均值计为8％以下。(6)在根据本专利技术的一方面的汽缸套的制造方法中，氮化处理前的所述汽缸套是将游离石墨分散于铸铁基体中并使其结晶化的金属组织，存在于所述汽缸套的内周面的表面部分的一部分游离石墨分散成使所述游离石墨的一部分作为露出部到达所述内周面，并且存在于所述内周面的表面部分的其他游离石墨延伸至所述内周面附近，从所述其他游离石墨的延伸部分前端至所述内周面的部分分散有由构成所述铸铁基体的材料覆盖的被覆部，在所述内周面的表面部分的金属组织中，将所述游离石墨露出于内周表面的石墨的数量作为开口石墨数，将未露出于内周表面的石墨的数量作为闭口石墨数，对所述开口石墨数和所述闭口石墨数进行计数，能够获得石墨开口率以平均值计为50％以下的汽缸套，其中，石墨开口率由开口石墨数/(开口石墨数+闭口石墨数)表示。(7)在根据本专利技术的一方面的的汽缸套的制造方法中，获得所述内周面的表面部分为距所述内周面的最外表面20μm深度范围的汽缸套。专利技术的效果本专利技术能够提供具有能够减少油耗和摩擦并能够降低刮擦发生风险的结构且在内周面上具有氮化处理层的汽缸套及其制造方法。附图说明图1是示出了安装在汽缸体上的根据本专利技术实施方式的汽缸套的纵向剖视图。图2是表示同一实施方式的汽缸套中的内周侧截面的金属组织的一个示例的示意图。图3A是示出了在汽缸套的内周侧截面的根据精加工珩磨之后的金属显微照片(400倍)的金属组织和化合物层(表面的白色层)并且特别示出了游离石墨未露出于内周面的表面部分的状态的图。图3B是示出了在汽缸套的内周侧截面中的根据精加工珩磨之后的金属显微照片(400倍)的金属组织和化合物层(表面的白色层)并且特别示出了游离石墨大量露出于内周面的表面部分且产生凹坑的状态的图。图4A是作为同时对汽缸套的内周面和截面进行摄影的、精加工珩磨后的SEM图像(500倍)且示出了第二实施例的一个示例的图。图4B是作为同时对汽缸套的内周面和截面进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽缸套，所述汽缸套是安装在汽缸体上的片状石墨铸铁制汽缸套，其特征在于：/n所述汽缸套的内周面上至少有氮化处理层并形成有网纹部，并且所述内周面的粗糙度曲线为平顶珩磨形状，所述内周面根据JIS B0601：1982的十点平均粗糙度Rz为4.0μm以下，并且在所述内周面形成的凹坑的面积比率以平均值计为8％以下。/n

【技术特征摘要】
20181128 JP 2018-2227271.一种汽缸套，所述汽缸套是安装在汽缸体上的片状石墨铸铁制汽缸套，其特征在于：
所述汽缸套的内周面上至少有氮化处理层并形成有网纹部，并且所述内周面的粗糙度曲线为平顶珩磨形状，所述内周面根据JISB0601：1982的十点平均粗糙度Rz为4.0μm以下，并且在所述内周面形成的凹坑的面积比率以平均值计为8％以下。


2.如权利要求1所述的汽缸套，其特征在于：
所述汽缸套是将片状的游离石墨分散于铸铁基体中并使其结晶化的金属组织，并且存在于所述汽缸套的内周面的表面部分的一部分游离石墨分散成使所述游离石墨的一部分作为露出部到达所述内周面，并且存在于所述内周面的表面部分的其他游离石墨延伸至所述内周面附近，从所述其他游离石墨的延伸部分前端至所述内周面的部分分散成具有由构成所述铸铁基体的材料构成的被覆部。


3.如权利要求2所述的汽缸套，其特征在于：
在所述内周面的表面部分的金属组织中，将所述游离石墨露出于内周表面的石墨的数量作为开口石墨数，将未露出于内周表面的石墨的数量作为闭口石墨数，对所述开口石墨数和所述闭口石墨数进行计数，石墨开口率由开口石墨数/(开口石墨数+闭口石墨数)表示，且以平均值计为50％以下。


4.如权利要求1所述的汽缸套，其特征在于：
所述网纹部的槽在所述汽缸套的垂直于轴向的方向上的打开角度为3°至60°。


5.一种汽缸套的制造方法，其特征在于：
铸造圆筒形的由片状石墨铸铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑政勇气，畠山公一，小泽乔，
申请(专利权)人：帝伯爱尔株式会社，帝伯爱尔工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP