[發(fā)明專利]復(fù)合鍍鉻覆膜和具有該覆膜的活塞環(huán)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880016420.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN110382747B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西山邦廣;村松曉;市川貴之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社理研
• 主分類號(hào): C25D15/02
• 分類號(hào): C25D15/02;C25D5/14;C25D5/18;C25D7/00;F02F5/00;F16J9/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 魯雯雯;金龍河

為了提供具有優(yōu)良的耐磨損性、并且對(duì)對(duì)象材料(滑動(dòng)構(gòu)件)的攻擊性小的復(fù)合鍍鉻覆膜和具有該覆膜的活塞環(huán)，在復(fù)合鍍鉻覆膜的網(wǎng)狀微小龜裂內(nèi)復(fù)合硬質(zhì)粒子，并且使復(fù)合鍍鉻覆膜的結(jié)晶取向性為：在包覆面的X射線衍射測(cè)定中，Cr(110)面的X射線衍射強(qiáng)度I₍₁₁₀₎最大，上述I₍₁₁₀₎相對(duì)于Cr(200)面的X射線衍射強(qiáng)度I₍₂₀₀₎的比(I₍₁₁₀₎/I₍₂₀₀)為9.5以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在網(wǎng)狀的微小龜裂內(nèi)含有硬質(zhì)粒子的復(fù)合鍍鉻覆膜和包覆有該覆膜的活塞環(huán)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)中，為了減少二氧化碳的排放，除了要求高輸出化和低油耗化(Low Fuel Consumption)以外，還要求滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)這些高輸出化、低油耗化、排放標(biāo)準(zhǔn)，增加最大筒內(nèi)壓，使燃燒溫度高溫化，要求發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化，因此，需要即使在嚴(yán)酷的環(huán)境中也充分地發(fā)揮功能、顯示長(zhǎng)壽命的活塞環(huán)。

作為具體對(duì)策，在活塞環(huán)的外周包覆強(qiáng)韌的覆膜的技術(shù)未來(lái)被看好，特別是復(fù)合鍍鉻覆膜已被有效地用于船舶用柴油機(jī)用的大型活塞環(huán)中。復(fù)合鍍鉻利用了氧化鋁、氮化硅等陶瓷粒子，該陶瓷粒子在包括反電處理的電化學(xué)工藝中被埋入硬質(zhì)鉻基體內(nèi)。復(fù)合鍍鉻覆膜與普通的鍍鉻覆膜相比，陶瓷粒子的存在使得耐劃傷性提高，同時(shí)減少覆膜的自磨損和對(duì)象材料的磨損。

在未來(lái)的柴油機(jī)開發(fā)中，必須增加活塞環(huán)外周面與氣缸內(nèi)周面的摩擦學(xué)相關(guān)的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，結(jié)果，就連含有氧化鋁硬質(zhì)粒子的復(fù)合鍍鉻覆膜也達(dá)到其極限，在摩擦學(xué)上耐磨損性劣化，最終導(dǎo)致燒傷這樣的結(jié)果。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，要求與現(xiàn)狀的復(fù)合鍍鉻覆膜相比更優(yōu)良的新的復(fù)合鍍鉻覆膜。

專利文獻(xiàn)1教導(dǎo)了一種形成有在網(wǎng)眼狀的微小龜裂內(nèi)含有硬質(zhì)粒子的復(fù)合鍍鉻覆膜的滑動(dòng)構(gòu)件，所述復(fù)合鍍鉻覆膜是上述微小龜裂具有10～20面積％的表面占有率和1200～2500/cm的分布密度并且將上述覆膜整體設(shè)為100質(zhì)量％時(shí)上述硬質(zhì)粒子的含量為1～15質(zhì)量％的復(fù)合鍍鉻覆膜，上述覆膜至少形成在滑動(dòng)構(gòu)件的母材的滑動(dòng)面上。教導(dǎo)了：上述構(gòu)成的滑動(dòng)構(gòu)件即使因滑動(dòng)發(fā)生磨損，也可保持由微小龜裂帶來(lái)的優(yōu)良的耐磨損性和耐燒傷性以及低的對(duì)象材料攻擊性，特別是在活塞環(huán)的情況下，適合于高輸出發(fā)動(dòng)機(jī)、高負(fù)荷發(fā)動(dòng)機(jī)等。

另外，專利文獻(xiàn)2公開了一種活塞環(huán)用的電沉積硬質(zhì)鉻覆膜，其實(shí)質(zhì)上由含有六價(jià)鉻的電解質(zhì)形成，在該覆膜內(nèi)具有龜裂，在上述龜裂內(nèi)埋設(shè)有金剛石粒子，上述金剛石粒子具有0.25～0.4μm的范圍的尺寸。相對(duì)于含有氧化鋁粒子的以往的復(fù)合鉻覆膜，該覆膜使環(huán)磨損減少一半，使耐腐蝕性提高20％。此外教導(dǎo)了：即使受到大的熱負(fù)荷，也顯示出通過(guò)金剛石向石墨的變化而改善的特性。

但是，實(shí)際情況是，對(duì)于熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷增大的更加嚴(yán)苛的使用環(huán)境來(lái)說(shuō)，上述覆膜也難說(shuō)是一種已經(jīng)達(dá)到了充分的耐磨損性的強(qiáng)韌的涂層，對(duì)于復(fù)合鍍鉻覆膜的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利第4353485號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本專利第4406520號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

鑒于上述情況，本發(fā)明的課題在于提供具有優(yōu)良的耐磨損性、并且對(duì)對(duì)象材料(滑動(dòng)構(gòu)件)的攻擊性小的復(fù)合鍍鉻覆膜和具有該覆膜的活塞環(huán)。

用于解決問題的方法

本發(fā)明人為了解決上述問題而對(duì)復(fù)合鍍鉻覆膜進(jìn)行了深入研究，結(jié)果，通過(guò)復(fù)合硬質(zhì)粒子、并且將復(fù)合鍍鉻覆膜的結(jié)晶取向性調(diào)整為規(guī)定范圍，成功地得到了具有優(yōu)良的耐磨損性、并且對(duì)對(duì)象材料(滑動(dòng)構(gòu)件)的攻擊性小的復(fù)合鍍鉻覆膜，從而完成了本發(fā)明。