[發明專利]氣缸套

有效

• 申請號: 201310383633.0
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103667861A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 山本厚;石川佳樹
• 申請（專利權）人: 日本活塞環株式會社
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;F02F1/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡曉菡;孟慧嵐

技術領域

本發明涉及適合用作內燃機、優選為船舶發動機用柴油發動機的氣缸套的、鑄鐵制氣缸套，尤其是涉及氣缸套強度的增加。

背景技術

內燃機的氣缸內周面所使用的氣缸套起到與活塞環滑動而保持氣缸內的氣密的作用。因此，套材料要求高溫下的滑動特性、即耐磨耗性和耐燒結性（耐焼付き性）優異。

船舶發動機用柴油發動機的氣缸套一直以來使用滑動特性優異的片狀石墨鑄鐵。該片狀石墨鑄鐵均勻地分散有由碳化硼和斯氏體（steadite）構成的硬質相，是滑動特性優異的鑄鐵。但是，最近，對內燃機的排氣的規定得到強化。為了實現燃料的完全燃燒，將燃料進行高壓噴射而制成噴霧狀，用以促進燃料與空氣的混合。因此，氣缸的內壓呈現上升的傾向，尤其要求耐燒結性的提高。

對于這樣的希望，例如，專利文獻1、專利文獻2中記載了具備優異的高溫耐磨耗性和耐燒結性的氣缸套用鑄鐵。專利文獻1中記載的技術是涉及以重量%計含有3.1~3.8%的C、2.8~3.5%的Si、1.0~1.8%的Mn、0.1~0.4%的P、0.15~0.5%?的Cr、0.5~1.5%的Cu、0.2~0.5%的Ni、0.02~0.06%的B且剩余部分實質上由Fe構成的鑄鐵的技術。另外，專利文獻2中記載的技術是涉及以重量%計含有3.1~3.8%的C、2.8~3.5%的Si、1.0~1.8%的Mn、0.1~0.4%的P、0.15~0.5%的Cr、0.02~0.06%的B且剩余部分實質上由Fe構成的鑄鐵的技術。根據專利文獻1、2中記載的技術，由于調整為特定的成分，因此與以往相比能夠提高高溫耐磨耗性和耐燒結性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平07-145446號公報

專利文獻2：日本特開平07-145445號公報。

發明內容

發明要解決的問題

近年來，要求柴油發動機的高輸出功率化。隨之，尤其是希望船舶發動機用柴油發動機的氣缸套除了具有優異的滑動特性之外，為了耐受高負荷，還優選為30mm以上的厚壁且保持比以往更高的、拉伸強度為250MPa以上的高強度。

但是，專利文獻1、2所記載的技術中，Si含量高、鐵素體（ferrite）容易析出、所得強度低。因此，將這些技術適用于厚壁且高強度制品時有問題。而且，專利文獻1、2中并沒有提及厚壁且具有高強度的鑄鐵，僅示出了薄壁鑄鐵的例子。

本發明的目的在于，有利地解決所述現有技術的問題，提供適合面向大型船舶發動機用柴油發動機的、優選為30mm以上的厚壁且具有拉伸強度為250MPa以上的高強度、廉價的片狀石墨鑄鐵制船舶發動機用氣缸套。

用于解決問題的手段

本發明人等為了實現上述目的，首先，深入研究了對適合面向大型船舶發動機用柴油發動機的、厚壁的氣缸套的強度的提高產生影響的各種因素。

其結果，本發明人等想到了：為了穩定地制造具有30mm以上的厚壁且拉伸強度為250MPa以上的高強度的氣缸套，需要使石墨微細化并強化珠光體基體（pearlite?matrix）。

以往，為了使石墨微細地分布而大量含有Mo、Ni、V等。即，Mo使石墨微細化，并且會在基體中固溶而強化基體。另外，Ni會促進石墨化，同時在鐵素體中固溶而強化基體。進而，V與碳結合而形成碳化物，進而使石墨微細且均勻地分布。因此，一直以來，大量含有Mo、Ni、V。

但是，這些元素均昂貴，大量含有這些元素從提供廉價的制品的觀點出發是有問題的。因此，本發明人等著眼于較廉價、在基體中固溶而強化基體同時具有使石墨微細的作用的Mn。于是想到了：大量含有Mn、進而使C含量變得適當，并分散適當量的碳化物從而實現強度的增加；以及，盡可能降低成為強度下降的原因的Si含量。

而且，通過本發明人等的進一步研究，通過將Si含量降低至比以往低的小于2.8質量%，進而大量含有1.1~3.0質量%的Mn，進而含有適當量的B，從而能夠在30mm以上的厚壁制品中實現廉價且拉伸強度為250MPa以上的高強度，而不含有Mo、Ni、V。

本發明是基于所述見解而進一步進行研究而完成的。即，本發明的主旨如下所示。