活塞环及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及活塞环及其制造方法，更详细而言涉及密合性良好地形成有耐磨损 性、抗划性及初期磨合性优异，且对配合对象的攻击性低的喷镀膜的活塞环及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，伴随内燃机的高输出功率化和高性能化，活塞环等滑动部件的使用环境 越发严苛，要求具有良好的耐磨损性、抗划性的滑动部件。
[0003]目前，作为改善内燃机用活塞环等滑动部件的耐磨损性及抗划性的方法，例如，在 汽车用的活塞环中，在其滑动面实施PVD被膜或氮化处理层等表面处理。这些表面处理中， 特别是PVD被膜呈现优异的耐磨损性，因此，作为对在严苛的运转条件下使用的活塞环进 行的表面处理被广泛地实际应用。
[0004] 另外，在船舶用等大尺寸的活塞环中，在其滑动面实施镀硬铬被膜及通过等离子 喷镀法的陶瓷被膜等表面处理。这些表面处理中，特别是由通过等离子喷镀法形成的碳化 铬等硬质陶瓷相和金属相构成的金属陶瓷喷镀膜耐磨损性和抗烧粘性优异。
[0005] 专利文献1~3是关于耐磨损性良好的喷镀膜的现有技术。专利文献1提案有在 活塞环1的母材的外周滑动面形成由微细碳化络3~25重量％、钼30~80重量％、镍-络 合金10~40重量％构成的等离子喷镀膜的活塞环。该技术通过将各喷镀粉末的粒子形成 为325目的微细粒子，并且使各组成形成在指定的范围内，可以将用于内燃机或压缩机等 的活塞环的外周面制成耐磨损性、抗烧粘性、初期磨合性优异的面。
[0006] 专利文献2提案有内燃机用滑动部件，其通过将粒径为10~45 μ m的喷镀材料进 行等离子喷涂侧在滑动部形成喷镀膜，所述粒径为10~45 μ m的喷镀材料通过对下述粉末 以下述比例进行混合而制得:Mo粉末作为A粉末，Ni-Cr粉末或Co-Cr粉末作为B粉末，Cr 或Nb的碳化物和金属的硼化物的任一种或两种构成的粉末作为C粉末，B粉末：10~30重 量％、C粉末：20~40重量％及其余部分为A粉末的比率充分进行混合。该技术得到的等 离子喷镀膜是致密的，且密合性优异，耐磨损性和抗烧粘性优异。
[0007] 专利文献3提案有：对由Mo、NiCr合金和碳化铬构成的造粒烧结粉、Mo造粒烧结 粉和NiCr合金粉进行混合，并作为喷镀原料粉进行HV0F喷镀，由此可以形成由下述组织构 成的喷镀膜：所述组织混合存在由Mo和NiCr合金构成的区域A、以及由Mo和NiCr合金和 碳化铬构成的金属陶瓷区域B。该技术为HV0F喷镀获得的喷镀膜耐磨损性、抗划性优异，配 合对象材料攻击性低。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :(日本）特开平6-221438号公报
[0011] 专利文献2 :(日本）特开2003-105518号公报
[0012] 专利文献3 :(日本）特开2007-314839号公报
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的问题
[0014] 本发明的目的在于，提供一种密合性良好地形成有耐磨损性和抗划性优异、且对 配合对象的攻击性低的喷镀膜的活塞环及其制造方法。
[0015] 用于解决问题的技术方案
[0016] 用于解决上述问题的本发明的活塞环具有喷镀原料粉末而形成的喷镀膜，所述原 料粉末至少含有：Cr3C 2粉末和NiCr粉末的混合粉末、以及Mo粉末，其中，所述混合粉末的 平均粒径Da为50 μ m以上，所述Mo粉末的平均粒径Db比所述混合粉末的平均粒径Da小。
[0017] 根据该发明，由于具有喷镀原料粉末而成的喷镀膜，且所述原料粉末中，混合粉末 的平均粒径Da为50 μm以上，Mo粉末的平均粒径Db比混合粉末的平均粒径Da小，因此 Mo粉末容易进入经过喷镀的混合粉末的间隙，其结果是，与经过喷镀的Mo粉末的质量比相 比，Mo的面积比变大，可以密合性良好地形成耐磨损性和抗划性优异、且对配合对象的攻击 性低的喷镀膜。
[0018] 就本发明的活塞环而言，构成所述喷镀膜的Mo相的面积B与Cr3C2-NiCr相的面积 A之比（B/A)比构成所述原料粉末的所述Mo粉末的配合质量b与所述混合粉末的配合质 量a之比（b/a)大。根据该发明，面积比值（B/A)比配合质量比值（b/a)大，因此，提高耐 磨损性的混合粉末的配合质量可以比Mo粉末更多地加入，并且，可以增大提高耐磨损性和 抗划性的Mo相的面积。
[0019] 就本发明的活塞环而言，所述Mo相的面积比可以以成为喷镀膜整体的40%以上 的方式构成。根据该发明，可以将Mo相的面积提高到喷镀膜整体的40 %以上。
[0020] 就本发明的活塞环而言，喷镀膜的最外层表面可以以具有含Cu的喷镀表面层的 方式构成。根据该发明，可以提供更进一步降低对配合对象的攻击性，并且具有初期磨合性 良好的喷镀膜的活塞环。
[0021] 就本发明的活塞环而言，可以以在喷镀膜和活塞环母材之间具有基底层的方式构 成。根据该发明，可以进一步提高与活塞环母材的密合性。
[0022] 用于解决上述问题的本发明的活塞环的制造方法包括：喷镀原料粉末来形成喷镀 膜，所述原料粉末至少含有：Cr 3C2粉末和NiCr粉末的混合粉末、以及Mo粉末，所述混合粉 末的平均粒径Da为50 μ m以上，所述Mo粉末的平均粒径Db比所述混合粉末的平均粒径Da 小。
[0023] 在本发明的活塞环的制造方法中，构成所述喷镀膜的Mo相的面积B与Cr3C 2-NiCr 相的面积A之比（B/A)比构成所述原料粉末的所述Mo粉末的配合质量b与所述混合粉末 的配合质量a之比（b/a)大。
[0024] 发明的效果
[0025] 根据本发明，可以提供密合性良好地形成耐磨损性和抗划性优异、且对配合对象 的攻击性低的喷镀膜的活塞环及其制造方法。
[0026] 详细而言，根据本发明，由于具有喷镀原料粉末而形成的喷镀膜，且所述原料粉末 中Cr 3C2粉末和NiCr粉末的混合粉末的平均粒径Da为50 μ m以上，并且，Mo粉末的平均粒 径Db比混合粉末的平均粒径Da小，因此Mo粉末容易进入经过喷镀的混合粉末的间隙，其 结果，与经过喷镀的Mo粉末的质量比相比，Mo的面积比变大，因此，与通常情况相比，能够 以低成本制膜。耐磨损性和抗划性优异的高融点金属Mo的面积比例增大，由此，使喷镀膜 的耐磨损性、抗划性和对配合对象的攻击性优异，另外，作为原料粉末含有的NiCr粉末作 为粘合剂发挥功能，因此，密合性优异。
【附图说明】
[0027] 图1是表示本发明的活塞环的一个例子的剖面图（A)，（B);
[0028] 图2是实施例1中所得的喷镀膜的剖面照片（A)、和比较例1中所得的喷镀膜的剖 面照片⑶；
[0029] 图3是用于磨损量测定的高负荷型磨损试验机的构成原理图。
[0030] 标记说明
[0031] 1活塞环
[0032] 2活塞环母材
[0033] 3喷镀膜
[0034] 4喷镀表面表
[0035] 6高负载型磨损试验机
[0036] 7供试材料
[0037] 8旋转片
[0038] P 负载
【具体实施方式】
[0039] 以下，对本发明的活塞环及其制造方法进行详细说明。另外，本发明只要在其宗旨 的范围内即可，不限定于以下的实施方式。
[0040] (活塞环）
[0041] 如图1(A)所示，本发明的活塞环1在活塞环母材2的至少滑动面上具有特定的喷 镀膜3。另外，图1(B)是在喷镀膜3之上包覆了喷镀表面层4形成的活塞的图。该喷镀膜 3是喷镀原料粉末而成的膜，所述原料粉末至少含有Cr 3C2粉末和NiCr粉末的混合粉末、以 及Mo粉末，该混合粉末的平