，所述金属粘合层的厚度变化不大于3%。16.根据权利要求14所述的气缸衬垫，其特征在于，通过将由所述金属形成的自耗金属电极溅射到所述内表面上，所述金属粘合层被布置在所述内表面上，所述本体包括面对所述内表面的外表面；并且所述金属粘合层沿着所述第二本体端和所述外表面的一部分延伸。17.根据权利要求16所述的气缸衬垫，其特征在于，所述金属粘合层沿着所述第一本体端的一部分延伸。18.根据权利要求14所述的气缸衬垫，其特征在于，所述金属粘合层的金属选自由络和钛组成的组，并且其中所述耐磨损层为类金刚石(DLC)涂层。19.一种用于容纳内燃机活塞的气缸衬垫的形成方法，其特征在于，包括步骤: 提供由金属材料形成的本体，所述本体沿着中心轴线周向地延伸并在第一本体端和第二本体端之间纵向地延伸； 所述本体包括面向所述中心轴线并且纵向地从所述第一本体端延伸到所述第二本体端的内表面； 所述内表面在所述第一本体端和所述第二本体端之间限定具有圆筒形形状的孔口； 所述内表面具有从所述第一本体端延伸到所述第二本体端的内部长度； 所述第一本体端限定环绕所述中心轴线并且具有圆形形状的第一开口； 所述第二本体端限定环绕所述中心轴线并且具有圆形形状的第二开口； 所述孔口具有能够容纳活塞的体积以使得在所述内燃机的运行期间所述活塞能够在所述气缸衬垫内往复运动并沿着所述内表面滑动； 所述本体限定面对所述内表面并且从所述第一本体端纵向地延伸到所述第二本体端的外表面； 所述外表面具有从所述第一本体端延伸到所述第二本体端的外部长度； 所述本体的金属材料具有至少20HRC的硬度以及40-50W/(m.K)的热导率； 所述金属材料在典型的燃烧循环中能经受极端的传导； 所述本体的所述金属材料包括钢或钢合金； 在所述本体的所述孔口内沿着所述中心轴线布置自耗金属电极； 所述自耗金属电极沿着所述中心轴线从第一电极端纵向地延伸到第二电极端； 所述自耗金属电极具有小于所述内表面直径的直径以在其间限定间隔； 所述自耗金属电极基本上由金属组成； 所述自耗金属电极的所述金属包括铬和钛的至少一种； 密封所述本体的所述第一开口和所述第二开口以沿着所述本体的所述内表面形成沉积腔； 所述密封步骤包括沿着所述第一本体端布置第一盖并沿着所述第二本体端布置第二盖以形成所述沉积腔，所述盖由钢形成，所述第一盖为薄板，并且所述第二盖为限定了内盖表面的开口半圆筒体； 所述密封步骤包括将第一密封件布置在所述第一本体端，所述第一密封件为由橡胶形成O型圈，并且在所述第一密封件上布置所述第一盖； 所述密封步骤包括将所述第二本体端布置在所述开口的半圆筒体内，将第二密封件环绕所述本体的外表面布置并且布置于邻近所述第二本体端，所述第二密封件为由橡胶形成的O型圈，并且将所述第二密封件与所述第二盖的所述内盖表面接合以密封所述沉积腔，所述第二盖延伸过所述第二开口； 将所述第二本体端与所述第二盖间隔开以使得所述第二本体端和所述本体的所述外表面的一部分提供所述沉积腔； 将所述第一盖和所述本体相对彼此固定就位； 提供延伸通过所述第一盖并进入所述沉积腔内的气体入口，用于提供载气到所述沉积腔内； 提供延伸通过所述第二盖到所述沉积腔的真空栗，用于减小所述沉积腔内的所述压强； 提供延伸通过所述第二盖到所述沉积腔的真空计，用于测量所述真空腔内的所述压强； 提供电源，用于施加负电压给所述自耗金属电极的所述第一电极端； 通过电绝缘导孔将所述电源和所述第一电极端互连，所述电绝缘导孔延伸通过所述第一盖; 施加负电压到所述第一电极端以在所述沉积腔内提供等离子体，所述电压由所述电源提供并是脉冲的，并且所述电压为射频(RF)电压或直流(DC)电压； 施加包括正离子的载气到所述密封的沉积腔内，所述正离子包括氩(Ar)和氢(H2)的至少一种； 溅射所述自耗金属电极的金属到所述本体的所述内表面上； 所述溅射步骤包括在所述本体的所述内表面上形成由所述自耗金属电极的金属组成的金属粘合层，所述金属粘合层具有沿着70%的所述内部长度变化不大于5%的厚度；增加所述沉积腔的压强以调节被溅射到所述本体的所述内表面的金属的量； 调节被供应到所述沉积腔的载气的量以调节被溅射到所述本体的所述内表面上的金属的量； 所述溅射步骤包括将所述金属粘合层布置在所述内表面和所述第一密封件之间的所述第一本体的一部分上并且将所述金属粘合层布置在所述第二本体端上并邻近所述第二本体端沿着外部长度的1-40% ;以及 提供至少一种耐磨损成分通过所述气体入口进入所述沉积腔内并将所述耐磨损成分沉积到所述金属粘合层上以形成耐磨损层，所述至少一种耐磨损成分包括碳氢化合物以及硅和锗中的至少一种，并且所述耐磨损层具有沿着至少70%的内部长度变化不大于5%的厚度。20.一种用于容纳内燃机的活塞的气缸衬垫，其特征在于，包括: 由金属材料形成的本体，所述本体沿着中心轴线周向地延伸并且在第一本体端和第二本体端之间从所述第一本体端到所述第二本体端纵向地延伸； 所述本体包括面向所述中心轴线的内表面并且从所述第一本体端到所述第二本体端纵向地延伸； 所述内表面环绕所述中心轴线并且在所述第一本体端和所述第二本体端之间限定具有圆筒形形状的孔口； 所述内表面具有从所述第一本体端延伸到所述第二本体端的内部长度； 所述第一本体端限定环绕所述中心轴线并具有圆形形状的第一开口； 所述第二本体端限定环绕所述中心轴线并具有圆形形状的第二开口； 所述孔口具有能容纳活塞的体积以使得在所述内燃机的运行期间所述活塞能在所述气缸衬垫内往复移动并沿着所述内表面滑动； 所述本体限定面对所述内表面并从所述第一本体端纵向地延伸到所述第二本体端的外表面； 所述外表面具有从所述第一本体端延伸到所述第二本体端的外部长度； 所述本体的所述金属材料具有至少20HRC的硬度以及40-50W/(m.K)的热导率； 所述本体的金属材料由钢或钢合金组成； 耐磨损层，其沉积在所述内表面上，所述耐磨损层由溅射工艺产生； 所述耐磨损层为类金刚石(DLC)涂层； 所述DLC涂层包括碳氢化合物以及硅和锗的至少一种； 所述耐磨损层从所述第一本体端连续地延伸到所述第二本体端； 所述耐磨损层具有在所述内表面和所述中心轴线之间延伸的厚度； 所述耐磨损层的所述厚度沿着至少70%的所述内部长度变化不大于5% ;以及 金属粘合层，其沉积在所述耐磨损层和所述内表面之间； 所述金属粘合层将所述耐磨损层粘合到所述内表面上； 所述金属粘合层大体上由金属组成； 所述金属粘合层的所述金属包括铬和钛的至少一种； 所述金属粘合层具有在所述内表面和所述中心轴线之间延伸的厚度； 所述金属粘合层的所述厚度沿着至少70%的所述内部长度变化不大于5% ;以及所述金属粘合层邻近所述第二本体端沿着1-40 %的所述外部长度被沉积在所述第二本体端上。
【专利摘要】一种带涂层的气缸衬垫20包括被沉积在其内表面26上的诸如DLC涂层的耐磨损层22以及诸如铬或钛的金属粘合层24。层22，24的每一个具有沿着内表面26的长度的至少70％变化不大于5％的厚度tw，ta。该金属粘合层24通过溅射自耗金属电极28到内表面26上而沉积。该溅射可以为磁控溅射。自耗金属电极28可以包括带有孔口50的中空开口40用于提供载气到沉积腔52内。此外，气缸衬垫20的内表面26能够通过密封气缸衬垫20的第一开口36和第二开口38提供沉积腔52。
【IPC分类】C23C14/35, F02F1/00, C23C14/04, C23C28/00, C23C14/06, C23C28/04, H01J37/00, C23C14/02
【公开号】CN105143496
【申请号】CN201480023253
【发明人】罗伯特·鲁文·阿哈罗诺夫
【申请人】费德罗-莫格尔公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2014年2月27日
【公告号】US20140260955, WO2014163911A2, WO2014163911A3