[发明专利]导热性优异的耐磨环用复合体

说明书

本发明提供一种导热性优异的耐磨环用复合体。利用铝合金铸包耐磨环用铁基烧结体，制成铝合金含浸在空孔内的耐磨环用复合体。耐磨环用铁基烧结体，组成以质量％计含有C：0.4％～1.5％、Cu：20％～40％，组织以体积率计空孔率为15％～50％，空孔连续地存在，基体为珠光体，在基体中分散有游离Cu相、或进而分散有分散粒子。藉此，导热性优异的耐磨环用复合体：导热率为40W/m/K以上且散热性优异，压环强度为300MPa以上，线膨胀系数为13.6～16.9×10^‑6/K，与铝合金的边界强度σ为铸包高镍耐热铸铁制耐磨环时的与铝合金的边界强度σ_E的1.5倍以上，可防止制造时及实际运转时的剥离，高温耐磨耗性也优异。

技术领域

本发明涉及一种汽车等内燃机中所使用的适合用作为耐磨环的铁基烧结体，尤其涉及一种将耐磨环用铁基烧结体铸包在铝合金中而成的耐磨环用复合体。

背景技术

近年来，就保护地球环境这一观点而言，强烈期望提高汽车等的燃料效率。因此种期望，引擎的轻量化得到发展，铝合金制引擎正在普及。但是，与先前的铸铁相比，铝合金的耐磨耗性低，对于铝合金制引擎，特别是在高温下滑动的滑动部而言，要求提升耐磨耗性。

针对此种问题，自先前以来，使用将包含强度高于铝合金(活塞材料)的材料的耐磨环铸包在活塞环槽部中，并利用该耐磨环支撑活塞环的结构的铝制活塞。作为铸包在此种铝制活塞中的耐磨环，通常为经镀铝处理(铝翅处理(Al-Fin process)等)的高镍耐热铸铁(Ni-resist cast iron)制耐磨环。利用铝合金铸包经铝翅处理的耐磨环，由此可提升耐磨环与铝合金的粘接强度。

最近，作为成为铝合金制构件的强化材(耐磨环)的高强度的材料，提出使用多孔质金属烧结体来代替高镍耐热铸铁。

例如，在专利文献1中提出有如下的金属烧结体复合材料，其包括：具备具有气孔的三维晶格结构的铁系的多孔质金属烧结体以及含浸在多孔质金属烧结体的气孔中并固化的轻金属，且以显微维氏硬度(micro vickers hardness)计将构成多孔质金属烧结体的金属设定成HV200～800。在专利文献1中所记载的技术中，对使用具有如下的组成的铁系原料粉末所形成的粉末成形体进行烧结，所述组成以重量比计含有铬(Cr)、钼(Mo)、钒(V)、钨(W)、锰(Mn)、硅(Si)中的至少一种2％～70％，碳(C)0.07％～8.2％，剩余部分包含不可避免的杂质及铁(Fe)，制成具有具备包含气孔且体积率为30％～88％的三维晶格结构且可进行气体淬火的组成的铁系的多孔质金属烧结体，进行在气体中对该多孔质金属烧结体进行冷却的气体淬火后，使轻金属的金属熔液含浸在该多孔质金属烧结体的气孔中，并使其固化而制成复合体。

另外，在专利文献2中记载有一种具备构成活塞环槽的支撑构件的内燃机用铝合金制活塞。在专利文献2中所记载的活塞中，将相对密度为50％～80％的奥氏体(austenite)系不锈钢多孔质体作为支撑构件，该支撑构件铸包在构成活塞本体的铝合金中。

另外，在专利文献3中记载有一种轻合金构件增强用多孔质金属烧结体。专利文献3中所记载的多孔质金属烧结体是对含有合金粉末的混合粉进行压粉、烧结而成的多孔质金属烧结体，其具有15％～50％的空孔率，且空孔之中直径超过5μm的空孔，相对于总空孔率，具有80％以上，压环强度为200MPa以上，轻金属的含浸性优异。在专利文献3中所记载的技术中，优选将多孔质金属烧结体设为多孔质不锈钢烧结体、或多孔质Fe-Cu-C烧结体。再者，在多孔质铁-铜-碳(Fe-Cu-C)烧结体中，优选含有2质量％～6质量％的Cu。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平08-319504号公报

专利文献2：日本专利特开2001-32747号公报

专利文献3：日本专利特开2003-73755号公报

发明内容