活塞环制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种形成有耐磨耗性和耐擦伤性优异、且配合对象攻击性低的喷涂被膜而得到的活塞环。为了解决这一问题，本发明专利技术提供一种活塞环，其在滑动面上形成喷涂被膜，所述喷涂被膜通过喷涂至少包含Ｍｏ粉末、Ｎｉ基自熔性合金粉末、及Ｃｕ或Ｃｕ合金粉末的混合粉末而形成，其中，该喷涂被膜至少含有５０～８０质量％的Ｍｏ、１～１２质量％的Ｃｕ或Ｃｕ合金、以及余量为Ｎｉ基自熔性合金，且在喷涂被膜的滑动面上显现的Ｃｕ或Ｃｕ合金相的面积率为０．５～１５％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种活塞环，更详细地，涉及一种通过形成耐磨耗性、耐擦伤性及初期磨合性优异，且配合对象攻击性低的喷涂被膜而得到的活塞环。
技术介绍
近年来，伴随内燃机的高输出化和高性能化、活塞环等滑动部件的使用环境变得越来越苛刻，因而要求具有良好的耐磨耗性、耐擦伤性的滑动部件。作为用于改善内燃机用活塞环等滑动部件的耐磨耗性、耐擦伤性的传统方法，对于汽车用活塞环而言，例如有对其滑动面施以PVD被膜、氮化处理层等表面处理的方法。在这些表面处理中，尤其是PVD被膜，由于可显示出优异的耐磨耗性，因此已作为针对能够在苛刻运转条件下使用的活塞环的表面处理而被广泛付诸实用。此外，就用于船舶等的大尺寸活塞环而言，已有对其滑动面施以硬质镀铬被膜、利用等离子喷涂法的陶瓷被膜等表面处理的方法。在这些表面处理中，尤其是利用等离子喷涂法而形成的由碳化铬等硬质陶瓷相与金属相形成的金属陶瓷喷涂被膜，显示出优异的耐磨耗性和耐烧结性。作为涉及等离子喷涂被膜的现有技术，可列举下述专利文献1 4。专利文献1 中，提出了一种设置喷涂层的滑动部件作为要求耐磨耗性和耐擦伤性的滑动部件，所述喷涂层是通过在基体材料表面等离子喷涂下述混合粉末而形成的，所述混合粉末由含有Cr、 B、Si、C、Fe、Co的Ni基自熔性合金粉末80 40重量％和Mo粉末20 60重量％混合而成。此外，专利文献2中提出了一种活塞环，其在形成于外周面上的耐剥离强度较高的底层喷涂被膜上具有耐磨耗性、耐擦伤性优异的表层部的喷涂被膜，其中，所述底层喷涂被膜由粒度44 μ m以上且小于125 μ m的Mo 60 80重量％和粒度10 μ m以上且小于64 μ m的Ni 基自熔性合金20 40重量％的喷涂材料形成，且该被膜的厚度为20 100 μ m。此外，专利文献3中提出了一种喷涂被膜滑动材料，其由Mo金属相、或10体积％以上的Mo金属相和含有i^、Ni、Co、Cr、Cu、Zn中一种以上的金属相和/或合金相形成。在该专利文献3中， 所述金属相和/或合金相用以改善密合性、被膜韧性、致密性。此外，专利文献4中提出了一种活塞环，其是在滑动面上形成具有NiCr合金相和由碳化铬形成的硬质陶瓷相、且气孔率为以下的喷涂膜而得到的。就该喷涂膜而言，可认为通过利用HVOF喷涂法或HVAF喷涂法使其气孔率达到以下，可降低由硬质陶瓷相引起的对配合对象材料的攻击性。此外，专利文献5中公开了一种活塞环，其是在滑动面上形成混合存在有由Mo、NiCr合金及碳化铬构成的金属陶瓷区的组织的喷涂被膜而得到的。 该喷涂被膜具有优异的耐磨耗性、耐擦伤性，且配合对象材料攻击性低。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开昭59-150080号公报专利文献2 日本特开平3160474号公报专利文献3 日本特开2004-346417号公报专利文献4 日本特开2005-155711号公报专利文献5 日本特开2007-314839号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题就用于船舶等的大尺寸活塞环而言，多数情况下要在其滑动面上形成喷涂被膜， 而这样的活塞环，除了具有自身磨耗小的特性(耐磨耗性)以外，具有配合对象材料的磨耗小的特性(配合对象攻击性低)也是重要的。尤其是用于船舶的活塞环，为了在定期更换活塞环的情况下航行，相比于活塞环自身的耐磨耗性，重点更倾向于降低耐擦伤性及作为配合对象材料的汽缸孔的磨耗。此外，还要求在更换活塞环之后，对汽缸孔显示出优异的初期磨合性(& C *性)。然而，上述专利文献1 5中公开的活塞环并不满足这样的要求。例如，就专利文献1 3中提出的喷涂被膜而言，其初期磨合性及耐配合对象攻击性不足，另外，就专利文献4、5中提出的活塞环而言，尽管基于碳化铬等硬质陶瓷相的耐磨耗性优异，但其配合对象攻击性仍然较高，并且，耐擦伤性及初期磨合性也不足。因此，作为针对活塞环的表面处理，期待开发出一种活塞环的耐磨耗性、耐擦伤性及初期磨合性优异，且配合对象攻击性低的喷涂被膜。本专利技术为解决上述问题而完成，其目的在于提供一种活塞环，该活塞环通过形成耐磨耗性和耐擦伤性优异，且配合对象攻击性低的喷涂被膜而得到。解决问题的方法用于解决上述问题的本专利技术的活塞环是在滑动面上形成有喷涂被膜的活塞环，所述喷涂被膜通过喷涂至少包含Mo粉末、Ni基自熔性合金粉末、及Cu或Cu合金粉末的混合粉末而形成，所述喷涂被膜至少含有50 80质量％的Mo、1 12质量％的Cu或Cu合金、 以及余量为M基自熔性合金，且在所述喷涂被膜的滑动面上显现的Cu或Cu合金相的面积率为0. 5 15%。其中，“在滑动面上显现”是指，在从滑动面一侧对滑动面本身进行研磨之后的表面上显现。本专利技术中，将高熔点且耐磨耗性及耐擦伤性优异的Mo作为基础金属，在该基础金属上以自熔性的Ni基合金作为粘合剂，进一步分散Cu或Cu合金而形成喷涂被膜。根据上述这样的本专利技术，通过以Ni基自熔性合金为粘合剂，可以进一步提高耐磨耗性，通过在Mo 及M基自熔性合金之间分散Cu或Cu合金，可使初期磨合性提高并且降低配合对象攻击性。而且，由于在喷涂被膜的滑动面上必然会显现0. 5 15%面积率的初期磨合性优异的 Cu或Cu合金相，因此具有可提高耐擦伤性的效果。就本专利技术的活塞环而言，优选所述喷涂被膜的截面上显现的Cu或Cu合金相的面积率为0. 1 10%。就本专利技术的活塞环而言，优选所述喷涂被膜的空穴率为8%以下。就本专利技术的活塞环而言，优选所述Cu或Cu合金相呈扁平形状，该扁平形状是沿所述滑动面的面内方向被拉伸、且沿所述滑动面的法线方向被压缩而形成的。本专利技术的活塞环优选为船舶用活塞环。专利技术的效果根据本专利技术的活塞环，对于耐磨耗性和耐擦伤性良好的Mo金属，通过以Ni基自熔性合金作为粘合剂，可进一步提高耐磨耗性，通过分散Cu或Cu合金，可提高初期磨合性并且使配合对象攻击性降低。由于构成这样的本专利技术的活塞环的喷涂被膜的配合对象攻击性低，并且初期磨合性优异，因此对于例如用于船舶等的大尺寸活塞环这样的需要更换使用的活塞环的滑动面而言是优选使用的。附图说明是示出本专利技术的活塞环的一例的剖面图。为说明图，示出了对构成本专利技术的喷涂被膜的滑动面进行研磨之后的表面上显现的Cu或Cu合金相的形态。为说明图，示出了在构成本专利技术的喷涂被膜的截面上显现的Cu或Cu合金相的形态。为用于磨耗量测定的高负载型磨耗试验机的构成原理图。为用于擦伤载荷测定的旋转型平面滑动摩擦试验机的构成原理图。符号说明1活塞环2活塞环母材3喷涂被膜5高负载型磨耗试验机6供试材料7旋转片10旋转型平面滑动摩擦试验机11试验片12配合对象材料P 载荷专利技术的具体实施例方式以下，针对本专利技术的活塞环进行具体说明。图1是示出本专利技术的活塞环的一例的剖面图。如图1所示，在活塞环母材2的外周滑动面上形成喷涂被膜3。(构成材料)本专利技术的活塞环是在滑动面上形成有喷涂被膜的活塞环，所述喷涂被膜通过喷涂至少包含Mo粉末、Ni基自熔性合金粉末、及Cu或Cu合金粉末的混合粉末而形成。而且， 该喷涂被膜至少含有50 80质量％的Mo、1 12质量％的Cu或Cu合金、以及余量为Ni 基自熔性合金。就作为形成喷涂被膜的对象的活塞环母材而言，可以列举各种材料，可以举出例如硼铸铁、片状石墨铸铁、球状石墨铸铁、CV本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种活塞环，其在滑动面上形成有喷涂被膜，所述喷涂被膜通过喷涂至少包含Ｍｏ粉末、Ｎｉ基自熔性合金粉末、及Ｃｕ或Ｃｕ合金粉末的混合粉末而形成，其中，所述喷涂被膜至少含有５０～８０质量％的Ｍｏ、１～１２质量％的Ｃｕ或Ｃｕ合金、以及余量为Ｎｉ基自熔性合金，且在所述喷涂被膜的滑动面上显现的Ｃｕ或Ｃｕ合金相的面积率为０．５～１５％。

【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：相泽健，
申请(专利权)人：日本活塞环株式会社，
类型：发明
国别省市：JP