[发明专利]活塞环

说明书

技术领域

本发明涉及活塞环，特别是涉及具备喷涂膜的活塞环。

本申请以2011年10月25日在日本申请的日本特愿2011-233998号为基础主张优先权，将其内容引用在本申请中。

背景技术

通常，设置于柴油发动机等内燃机中的活塞环具备在与汽缸套滑动的滑动面具有抗咬合性的保护膜。目前，作为这样的保护膜，多使用多层镀铬，但近年来由于内燃机活塞环的滑动环境的变化，多层镀铬即使作为保护膜保留，在实际装置中仍可见发生咬合的事例。认为其原因在于，虽然多层镀铬可形成均匀的膜，但另一方面膜的微小的咬合部难以发生脱离，咬合容易一下子大面积扩大。

在下述专利文献1中，作为替代多层镀铬的保护膜，公开了具备喷涂膜(金属陶瓷喷涂膜)的活塞环。此喷涂膜为硬质相由碳化钨(WC)、碳化铬(Cr₃C₂)等硬质粒子构成，金属粘合相由钼(Mo)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)等构成的膜，与多层镀铬相比，易发生微小的膜的脱离，具备优异的抗咬合性。

先前技术文献

专利文献

专利文献1：日本国特开2005-155711号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

可是，此喷涂膜虽然具备优异的抗咬合性，但由于其硬度和脆性，易产生裂纹(龟裂)，与多层镀铬相比加工性差，所以难以实际应用，实际上有在实际装置水平下基本未得到实际应用的问题。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，提供具备与多层镀铬相比具有优异的抗咬合性，同时具有与多层镀铬同等以上的加工性的喷涂膜的活塞环。

解决课题的手段

本申请发明人为解决上述问题而反复深入实验，结果发现，通过在规定的范围内调整喷涂粉末中含有的规定的硬质粒子的平均粒径，可形成抗咬合性和加工性并存的喷涂膜，从而想到本发明。

即，为解决上述课题，根据本发明的第1实施方案，采用如下活塞环，所述活塞环具备作为硬质相含有碳化钨和碳化铬、作为金属粘合相含有镍的喷涂膜，上述喷涂膜通过喷涂由造粒烧结法制备的喷涂粉末而形成，所述喷涂粉末含有通过BET法在0.15μm以上且0.45μm以下的范围内调整碳化钨的平均粒径而得的硬质粒子。

另外，根据本发明的第2实施方案，采用如下结构：在上述第1实施方案中，上述喷涂膜在7.0wt%以上且18.5wt%以下的范围内含有作为上述金属粘合相的镍。

另外，根据本发明的第3实施方案，采用如下结构：在上述第1或第2实施方案中，上述喷涂膜具有下述组成：含有7wt%的作为上述金属粘合相的镍、20wt%的作为上述硬质相的碳化铬，余量由作为上述硬质相的碳化钨和不可避免的杂质构成。

另外，根据本发明的第4实施方案，采用如下结构：在上述第1或第2实施方案中，上述喷涂膜具有下述组成：含有12.5wt%的作为上述金属粘合相的镍、37.5wt%的作为上述硬质相的碳化铬，余量由作为上述硬质相的碳化钨和不可避免的杂质构成。

另外，根据本发明的第5实施方案，采用如下结构：在上述第1实施方案中，上述喷涂膜的孔隙率为3%以下。

另外，根据本发明的第6实施方案，采用如下结构：在上述第1实施方案中，上述喷涂膜通过利用高速火焰喷涂法的喷涂形成。

发明的效果

根据本发明，可得到具备与多层镀铬相比具有优异的抗咬合性，同时具有与多层镀铬同等以上的加工性的喷涂膜的活塞环。

附图说明

[图1] 示出本发明实施方案的活塞环结构的示意图。

[图2] 用以说明本发明实施方案的抗咬合性评价试验的图。

[图3A] 示出本发明实施方案的加工性评价试验后试验片的加工面状态的图。

[图3B] 示出本发明实施方案的加工性评价试验后试验片的加工面状态的图。

[图3C] 示出本发明实施方案的加工性评价试验后试验片的加工面状态的图。

[图4A] 示出本发明实施方案的加工性评价试验后试验片的加工面状态的图。

[图4B] 示出本发明实施方案的加工性评价试验后试验片的加工面状态的图。

[图5] 示出本发明实施方案的碳化钨平均粒径与裂纹长度和咬合时间的关系的曲线图。

[图6] 示出本发明实施方案的碳化钨平均粒径与裂纹长度和维氏硬度的关系的曲线图。

[图7] 示出本发明实施方案的镍粘合剂的量与咬合时间和维氏硬度的关系的曲线图。