[發(fā)明專利]活塞環(huán)用原料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710243544.4
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN107255053B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 川西實(shí);掛川聰;島祐司
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社理研
• 主分類號: F02F5/00
• 分類號: F02F5/00
• 代理公司: 中原信達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 高培培;車文

本發(fā)明涉及一種活塞環(huán)用原料，為了提供一種對燃耗改善作出貢獻(xiàn)的輕量、低張力化的、耐磨損性及耐劃傷性優(yōu)異的大型鋼環(huán)及其原料以及它們的制造方法，而包含C、Si、Mn、Cr作為必須合金元素，包含Ni、V、Mo、V作為選擇合金元素，調(diào)整了熱傳導(dǎo)率及/或耐熱疲勞性的鋼與包含擴(kuò)孔加工的熱鍛進(jìn)行組合，由此由熱鍛后的圓筒狀鋼原料，得到縮小了環(huán)寬(h1)和徑向厚度(a1)的、標(biāo)稱直徑(d1)為200mm以上且小于1100mm的大型鋼環(huán)。

本申請為2015年11月27日提交的、申請?zhí)枮?01480030692.2的、發(fā)明名稱為“活塞環(huán)及其原料以及它們的制造方法”的申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及活塞環(huán)(以下也稱為“環(huán)”)，尤其是涉及鋼制的大型活塞環(huán)(以下也稱為“大型環(huán)”)及其原料以及它們的制造方法。

背景技術(shù)

大型柴油發(fā)動機(jī)所使用的大型環(huán)中，耐熱性、耐磨損性優(yōu)異的鑄鐵制活塞環(huán)為主流。然而，近年來，在大型柴油發(fā)動機(jī)中，伴隨著地球環(huán)境問題的明顯化，存在高輸出化、高效率化(CO₂減少)的傾向，具體而言，由于缸體有效壓力、最高壓力的上升、熱負(fù)載增大引起的作用應(yīng)力的增大、或者平均活塞速度的上升等，其使用環(huán)境日益變得嚴(yán)酷。例如，在低速2沖程柴油發(fā)動機(jī)的頂環(huán)中，采用的是滑動特性優(yōu)異的片狀石墨鑄鐵與強(qiáng)度優(yōu)異的球狀石墨鑄鐵的中間的CV(Compacted Vermicular)石墨鑄鐵。

通常，鑄鐵由于在組織中分散有石墨，因此耐劃傷性等的滑動特性優(yōu)異，而且導(dǎo)熱特性也優(yōu)異。然而，當(dāng)使用環(huán)境變得嚴(yán)酷時(shí)，在強(qiáng)度面上并不充分，活塞環(huán)的折損這樣的致命性的缺點(diǎn)受到關(guān)注。

在汽車發(fā)動機(jī)用的小型活塞環(huán)中，從鑄鐵向鋼的材料置換(以下也稱為“鋼化”)推進(jìn)，在頂環(huán)中，目前對馬氏體系不銹鋼實(shí)施了氮化處理或離子噴鍍處理(例如，CrN或TiN等)的結(jié)構(gòu)為主流。該頂環(huán)通常通過將拉絲成規(guī)定的截面形狀的馬氏體系不銹鋼線材成形為環(huán)的自由形狀的卷繞成形加工來制造。

然而，當(dāng)成為船舶用發(fā)動機(jī)等的大型環(huán)時(shí)，環(huán)截面積也變大，因此使用的鋼線材也需要截面積更大的線材。由于截面積大的線材難以處理且軋制機(jī)或熱處理裝置大型化，由線材成形大型環(huán)的鋼化未推進(jìn)。尤其是難以精密成形，因此導(dǎo)致與輕量化、低張力化相關(guān)的窄寬度化也變得困難。而且，日本特開平6-221436公開了利用鑄造法將特殊的鋼形成為環(huán)形狀的鑄鋼制活塞環(huán)材，但結(jié)果是，沒有由鑄造引起的氣孔、針孔等鑄造缺陷的制作方法和材料特性難以同時(shí)成立，實(shí)際情況是在可靠性這一點(diǎn)還未實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明鑒于上述問題而完成，其課題在于提供一種對燃耗改善作出貢獻(xiàn)的輕量、低張力化了的、耐磨損性及耐劃傷性優(yōu)異的大型鋼環(huán)及其原料以及它們的制造方法。

用于解決課題的手段

本發(fā)明者們對于在大型環(huán)中也能夠鋼化的制作方法、關(guān)注了耐熱疲勞性、導(dǎo)熱性的鋼材的研究、以及環(huán)寬(h1)和徑向厚度(a1)的縮小，進(jìn)行了仔細(xì)研究，結(jié)果想到了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的活塞環(huán)是標(biāo)稱直徑(d1)為200mm以上且小于1100mm的活塞環(huán)，其特征在于，所述活塞環(huán)由熱鍛后的圓筒狀鋼原料制造。

所述活塞環(huán)中，環(huán)寬(h1)與所述標(biāo)稱直徑(d1)優(yōu)選滿足1×10^-2<h1/d1<1.8×10^-2的關(guān)系，徑向厚度(a1)與所述標(biāo)稱直徑(d1)優(yōu)選滿足2×10^-2<a1/d1<2.8×10^-2的關(guān)系，進(jìn)而，所述環(huán)寬(h1)、所述徑向厚度(a1)以及所述標(biāo)稱直徑(d1)優(yōu)選滿足2×10^-4<(h1×a1)/(d1)²<5×10^-4的關(guān)系。