多层润滑覆膜以及具有该覆膜的内燃机的活塞制造技术

本发明专利技术公开一种形成于被覆对象物(11)的外表面上的多层润滑覆膜。多层润滑覆膜(23)由形成于被覆对象物(11)的外表面(24)上的下层覆膜(19)、和形成于该下层覆膜的表面上的上层覆膜(22)构成。下层覆膜的维氏硬度高于被覆对象物的维氏硬度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适合用于内燃机的铝合金制活塞的多层润滑覆膜用组合物。
技术介绍
活塞的裙部不可避免地会接触到内燃机的气缸套内面。因此对活塞的外周部要求改善耐磨耗性或抗烧结性(耐烷务付务性)。为此进行的改善策略公开于日本特开 2008-56750 公报。日本特开2008-56750公报中所公开的由上层覆膜组合物和下层覆膜组合物构成的多层润滑覆膜用组合物中，上层覆膜组合物包括50 70wt%的环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种粘合树脂、5 20wt%的氮化硼固体润滑剂、和15 30wt%的氮化硅和氧化铝中的至少一种硬质颗粒；下层覆膜组合物包括50 70wt%的环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种粘合树脂、以及15 30wt%的聚四氟乙烯固体润滑剂和5 20wt%的二硫化钼固体润滑剂。如果利用该覆膜用组合物，则可利用二硫化钼等固体润滑剂的作用来改善耐磨耗性或抗烧结性。在上述构成的多层润滑覆膜用组合物完好的情况下，能够发挥耐磨耗性或抗烧结性。可是，根据不同的发动机的种类或使用环境，有时在润滑油中混入沙子等异物。出于低成本的目的而省掉过滤器的通用发动机和在沙尘内工作的通用发动机等存在这样的担忧。如果润滑油中混入异物，则该异物成为磨削材料(研削材)，损伤多层润滑覆膜用组合物，而露出铝底(了 A S地)。这样，会引起磨耗或烧结，而发生活塞的寿命变短这样的问题。此外，如果活塞和气缸套之间的接触压力超过容许值，则会损伤多层润滑覆膜用组合物，露出铝底，而发生同样的问题。因此需要这样的技术即使多层润滑覆膜用组合物被损伤，也能够延长被覆在该多层润滑覆膜用组合物中的金属制品的寿命。
技术实现思路
本专利技术的课题是提供一种技术即使多层润滑覆膜用组合物被损伤，也能够延长被该多层润滑覆膜用组合物被覆的金属制品的寿命。根据本专利技术的一方面，提供一种多层润滑覆膜，其是形成于被覆对象物的外表面上的多层润滑覆膜，该多层润滑覆膜具备形成于被覆对象物(11)的外表面上的下层覆膜、 和形成于该下层覆膜的表面上的上层覆膜；上述上层覆膜由下述组合物形成所述组合物由50 70质量％的环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种树脂作为粘合树脂、5 20质量％的氮化硼作为固体润滑剂、以及15 30质量％的氮化硅和氧化铝中的至少一种物质作为硬质颗粒构成；上述下层覆膜具有比所述被覆对象物的维氏硬度高的维氏硬度。因此，维氏硬度高的下层覆膜不易受损伤。由于下层覆膜不易受损伤，容易防止被覆对象物的露出。通过防止露出，可以实现被覆的金属制品的长寿命化。优选的是，上述被覆对象物由铝合金构成，上述下层覆膜为铁镀膜和阳极氧化膜之中的一种膜。因此，由铁镀膜和阳极氧化膜中任一种膜构成的下层覆膜紧紧地密合于铝合金。由于紧紧地密合于铝合金，还可以防止被覆对象物的露出。而且可以实现被覆有多层润滑覆膜用组合物的金属制品的长寿命化。根据本专利技术的另一方面，提供一种内燃机的活塞，其是在外周面上形成了多层润滑覆膜的内燃机的活塞，上述多层润滑覆膜具备形成于上述活塞的外周面上的下层覆膜、 和形成于下层覆膜的表面上的上层覆膜；上述上层覆膜由下述组合物形成，所述组合物由 50 70质量％的环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种树脂作为粘合树脂、5 20 质量％的氮化硼作为固体润滑剂、和15 30质量％的氮化硅和氧化铝中的至少一种物质作为硬质颗粒构成；上述下层覆膜具有比上述活塞的维氏硬度高的维氏硬度。这样，由于多层润滑覆膜不易受损伤，因此被覆有多层润滑覆膜用组合物的活塞也不易受损伤。通过将这样的不易受损伤的活塞装载在内燃机中，可以在各种环境下使用内燃机，因此是有益的。附图说明下面，基于所附带的附图对本专利技术的优选的几个实施例进行详细的说明，图中，图1 (a) (e)是说明实施例1的活塞的制造方法的图。图1 (a) (d)是将实施例和比较例相比较的图。图3(a) (c)是说明实施例2的活塞的制造方法的图。具体实施例方式(实施例1)首先，基于附图说明本专利技术的实施例1。如图1 (a)所示，首先对铝合金制造的被覆对象物11进行铁镀覆。具体地说，在阴极12上连接被覆对象物11，在阳极13上连接铁(Fe)板14，将它们浸泡在电镀槽16内的电解液17中。在浸泡于电解液17中的状态下，流通电流，对被覆对象物11进行铁镀覆。例如，电解液17使用300g/l的氯化亚铁(FeCl2)和20g/l的氯化铵(NH4Cl)的混合液。将电解液17的温度设定为50°C，并将阴极电流密度设定为6A/dm2之后，进行铁镀覆。另外，在镀覆处理之前，优选进行这样的前处理将被覆对象物11表面脱脂和/或除去氧化膜，等等。通过进行前处理，可以进一步提高铁镀膜19(图1 (C))与被覆对象物11 的密合性。通过对被覆对象物11进行铁镀覆，能够得到图1(b)所示的中间产品18。如图 1 (c)(其是中间产品18的c区域的放大图)所示，通过进行铁镀覆，可在被覆对象物11的表面上包覆作为下层覆膜的铁镀膜19。铁镀膜19的厚度tl例如为20 μ m。通过改变图1(a)所示的镀覆处理的条件，可以调节该厚度tl。厚度tl只要在5 μ m 30 μ m的范围内就可。此外，铁镀膜19的维氏硬度为Hv400 500。另一方面，诸如活塞之类的金属制品中有时可使用铝-硅(Al-Si)系合金(其是铝合金之一)。该Al-Si系合金的维氏硬度为Hv70 140。即，作为下层覆膜的铁镀膜19 的维氏硬度高于铝合金(ΑΙ-Si系合金)的维氏硬度。接下来，在中间产品18的表面上，涂布上层覆膜组合物。上层覆膜组合物的混合比例如下粘合树脂——环氧树脂(EP)和聚酰胺酰亚胺树脂(PAI)中的至少一种树脂为50 70质量％、固体润滑剂——氮化硼(BN)为5 20质量％、硬质颗粒——氮化硅(Si3N4)和氧化铝(Al2O3)中的至少一种颗粒为15 30质量％，例如，将环氧树脂、氮化硼和氮化硅以下述比例混合，所述比例为环氧树脂为 62. 5质量％、氮化硼为12. 5质量％、氮化硅为25. 0质量％。将该混合物溶解于有机溶剂中后，涂布在中间产品18的表面上并烧制。由此，可以得到图1(d)所示的作为金属制品的活塞20。如图1 (e)(其是图1 (d)的e区域的放大图)所示，在铁镀膜19的表面上，形成被烧制的上层覆膜22。被覆活塞20的外周部M的多层润滑覆膜23由铁镀膜19和上层覆膜 22构成。上层覆膜22的厚度t2例如为10 μ m。上层覆膜22的厚度t2只要在5 10 μ m 的范围内就可。在通用发动机中，有时在润滑油中混入沙子等异物。将实施例1的活塞和现有的活塞相比较，说明对异物的耐久性。如图2(a)所示，现有技术例的活塞100是在铝合金制造的被覆对象物101的外周面102上形成下层覆膜103和上层覆膜104而成的。下层覆膜103和上层覆膜104的覆膜组合物均为将环氧树脂(EP)、氮化硼(BN)和氮化硅(Si3N4)混合的混合物，它们的混合比例分别为62. 5质量％环氧树脂(EP)、12. 5质量％氮化硼(BN) ,25. 0质量％氮化硅(Si3N4)。如果将这样的活塞100用于内燃机中，如图2(b)所示，下层覆膜103、上层覆膜 104有时被混入在润滑油中的异物磨削。由于被磨削，被本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多层润滑覆膜，其是形成于被覆对象物（１１）的外表面上的多层润滑覆膜，该多层润滑覆膜的特征在于，其具备：形成于上述被覆对象物（１１）的外表面上的下层覆膜（１９，３１）、和形成于该下层覆膜的表面上的上层覆膜（２２，３２）；上述上层覆膜由下述组合物形成：所述组合物包含５０～７０质量％粘合树脂、５～２０质量％固体润滑剂和１５～３０质量％硬质颗粒，所述粘合树脂为环氧树脂和聚酰胺酰亚胺树脂中的至少一种树脂，所述固体润滑剂为氮化硼，所述硬质颗粒为氮化硅和氧化铝中的至少一种物质；上述下层覆膜的维氏硬度高于所述被覆对象物的维氏硬度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：须藤建次，德备广太，齐藤智则，黑田由巳，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP