在发动机部件的表面涂布耐磨性优异的合金层，使部件寿命提高的表面硬化方法，和采用该方法使耐磨性提高的活塞等的制造方法中，通过将金属粉末、粘合剂和溶剂混合，将该混合物均匀地涂布在金属母材表面形成涂膜，使该涂膜干燥，照射激光或电子束使之烧结和扩散，在上述金属母材表面生成合金层的同时，使该合金层与金属母材结合。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发动机或驱动部件等的输送机械领域或机械结构领 域等需要耐磨性的部件使用的金属构件的表面硬化方法及其制造方法。
技术介绍
近年，随着原油的重质化、轻质油的需求增加、石油加工方法的 变化等，低质油的燃料性质恶化，由于燃料中含有的硬质粒子或硫含 量、燃料残渣物等内燃机的部件处于容易磨损的环境。为了适应上述状况，例如作为主要用于使柴油机使用的一体型FCD(球墨铸铁)制活塞的环形槽部的耐磨性提高的技术，使用激光对 环形槽部进行淬火的这样的激光淬火技术(例如，参照专利文献l)、高频淬火技术(例如，参照专利文献2)和镀铬处理技术等成为公知技术而广泛地使用。专利文献l:特开昭61-149424号公报专利文献2:特开平7-119831号公报然而，采用激光淬火技术或高频淬火技术实施淬火的部分的硬度 只有600Hv 800Hv左右。并且，淬火部分的组织不是完全均匀的，混 合存在着马氏体、贝氏体、残留奥氏体等的组织，硬度的偏差也大。另外，第一道密封环槽容易传导发动机燃烧温度，变成约150匸 以上时淬火组织被回火，硬度约降低100Hv 2()0Hv左右。此外，活塞的材质是容易腐蚀的铸铁的场合，燃烧气体中含有的 硫等对环形槽部发生腐蚀。由于上述理由，通过长时间使用活塞环槽部磨损、尤其是内燃机用的活塞环槽，由于磨损其上下间隙增大时，由于抽吸作用而使润滑 油上升过多，因此润滑油消耗量变大。所以达到一定的磨损量时必须 更换活塞，从而产生维修费用。另外，激光淬火在淬火深度达到约300jLira以上时，由于发生许多 微细龟裂，因此淬火不能够太深。而高频淬火虽然淬火深度可达到约 800^im左右，但热处理变形大，需要磨削等后加工。另外，镀铬处理中的表面硬化，镀敷部分的硬度为800Hv ~ 1000Hv 左右，虽然耐磨性优异，但成本非常高。并且镀敷处理液含有六价铬， 因此若考虑对环境的影响不是优选的方法。
技术实现思路
专利技术要解决的课题因此本专利技术是鉴于上述状况而完成的专利技术，要解决的课题是提供 在发动机部件的表面涂布耐磨性优异的合金层，使部件寿命提高的表 面硬化方法，和釆用该方法使耐磨性提高的活塞等的制造方法。解决课题的方法
本专利技术的金属构件的表面硬化方法，是将含有金属粉末、粘合剂 和溶剂的混合物均匀地涂布在金属母材表面上形成涂膜，通过使该涂 膜千燥照射激光或电子束使之烧结和扩散，在上述金属母材表面生成 合金层的同时，将该合金层与上述金属母材进行结合的方法。本专利技术的金属构件的表面硬化方法，是通过在上述涂膜上被覆石 墨促进上述金属粉末的烧结和扩散的方法。本专利技术的金属构件的表面硬化方法，是上述金属母材为铸铁母材 的方法。本专利技术的活塞的制造方法，是对内燃机用活塞的环形槽部使用权 利要求1 ~ 3的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的制造方法。本专利技术的汽缸盖的制造方法，是对内燃机用汽缸盖的阀座部使用 权利要求1~3的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的制造方法。本专利技术的汽缸体的制造方法，是对内燃机用汽缸体的衬里表面部使用权利要求1~3的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的制造方法。本专利技术的活塞，是对内燃机用活塞的环形槽部使用权利要求1 ~ 3 的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的活塞。本专利技术的汽缸盖，是对内燃机用汽缸盖的阀座使用权利要求1~ 3 的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的汽缸盖。本专利技术的汽缸体，是对内燃机用汽缸体的衬里表面部使用权利要 求1 ~ 3的任何一项所述的金属构件的表面硬化方法的汽缸体。专利技术效果作为本专利技术的效果，通过在金属构件的制造中使用本专利技术的表面 硬化方法，即通过在金属母材表面均匀地涂布含有金属粉末、粘合剂 和溶剂的混合物形成涂膜，使该涂膜干燥照射激光或电子束使之烧结 和扩散，在上述金属母材表面生成合金层的同时，将该合金层与金属 母材结合的方法，使MoC或VC这样的MC型碳化物微细且均匀地分散 在例如内燃机用FCD制活塞的环形槽表面部，可容易地形成具有 1000 ~ 3000Hv左右硬度的高硬度合金层。由此能够防止碳等的燃烧残 淹物导致的腐蚀性磨损。另外，钢铁材料的场合，在150。C以上时引起由回火导致的硬度 降低，但如上迷那样的特殊碳化物是高熔点的，即使是高温下也难以 凝聚粗大化。因此，防止环形槽表面的硬度随发动机运转时活塞环槽 部的温度上升而降低。此外，通过在表面形成比钢铁材料有耐腐蚀性的陶瓷类合金，能 够防止硫等导致的腐蚀。另外，现有技术的高频淬火，淬火后必须回火和磨削。而本专利技术在对环形槽进行切削加工后，通过在其表面形成 100^un~ 300inm的均勾的合金层，省去回火，可以没有后加工，因此能够降低制造成本。附图说明图1是表示本专利技术的一实施例涉及的制造工序。图2是相同的一部分剖面的活塞使用的模型图。 图3是图2的主要部分放大剖面图。图4是示意地表示采用本专利技术方法制造的铸铁制汽缸盖一例的主 要部分剖面图。图5是图4的Z部分扩大图。图6是表示汽缸体的衬里表面部分的图。符号说明l-活塞、3、 4-环形槽部分、8-激光、10-激光吸收剂、15-汽缸 盖、19-阀座、20、 21、 22-合金层、25-汽缸体、26-衬里表面部。实施专利技术的最佳方式以下，对专利技术的实施方式进行说明。图1是表示本专利技术的一实施例涉及的制造工序的图，图2是相同 的一部分剖面的活塞使用的模型图，图3是图2的主要部分放大剖面 图，图4是示意地表示采用本专利技术方法制造的铸铁制汽缸盖一例的主 要部分剖面图，图5是图4的Z部分放大图，图6是表示汽缸体的衬 里表面部分的图。实施例1利用图1、图2和图3对内燃机用铸铁制活塞制造使用本专利技术的金属构件的表面硬化方法的工序进行说明。 <铸造.机械加工工序〉向铸型中流入铸铁熔液铸造FCD (球墨铸铁)制活塞1后，对活 塞环槽部进行切削加工，形成环形槽部3、 4。 <配合.涂布工序〉首先，对数种金属粉末称取规定量进行配合。接着，使用球磨机 等将合金粉末混合使上述金属粉末均等地分散。向该合金粉末中加入规定量的溶剂进一步进行混合，使合金粉末与溶剂均匀地分散。然后 向其中添加粘合剂充分地进行搅拌使整体成为均匀的混合物。接着，使用喷射用喷嘴(未图示)在上述环形槽部3、 4涂布如 上述制得的合金粉末、树脂与溶剂混合的混合物。进行涂布时，以一 定速度使活塞l旋转，形成均匀的粉末合金层(厚度200 ~40(Vn)。 形成该粉末合金层后，在常温下放置使溶剂充分地干燥。作为上述金属粉末，例如优选使用Cr、 V、 W、 Mo、 Ti等生成非 常硬的碳化物(MC系碳化物)的金属，而作为形成其他的硬质合金的 金属，也可以使用氧化铝、TiN、 Ti02、 CrN、氧化锆、SiC、 TiC等形 成粉末合金层。另外树脂优选使用在常温下能够固化的邻苯二曱酸树 脂系、醇酸树脂系的树脂，但不限定于这些树脂。另外，作为溶剂可使用稀释剂、甲苯、二甲苯或甲醇、乙醇、丙 醇等的醇类，考虑干燥速度或安全性适当进行选择即可。再者，作为实施例虽然举出了如上述向金属粉末与溶剂的混合物 中后添加粘合剂的工序作为 一个例子，但也可以成为在溶剂与粘合剂 的混合物中添加金属粉末进行配合的工序。另外，为了得到本专利技术的效果，作为粉末合金层的厚度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种金属构件的表面硬化方法，其特征在于，将含有金属粉末、粘合剂和溶剂的混合物均匀地涂布在金属母材表面上形成涂膜，通过使该涂膜干燥，照射激光或电子束使之烧结和扩散，在上述金属母材表面生成合金层的同时，将该合金层与上述金属母材进行结合。
【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：荻野知也，冈正德，金井保博，
申请(专利权)人：洋马株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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