专利名称：压力环及其制造方法
技术领域：
本发明涉及汽车发动机用活塞环，尤其是涉及暴露在高压缩比的发动机的热负荷高的环境下的压力环及其制造方法。
背景技术：
近年来，汽车发动机为了应对环境，实现燃耗的改善、低排放化、高输出化，发动机规格处于高压缩比化、高负荷化的倾向。然而，通常升高压缩比时，燃烧室温度也升高，容易产生爆燃。通常的爆燃对策通过使点火时期(超前角)延迟来进行应对，但这样的话无法维持高的热效率，因此也进行了使燃烧室壁温度下降的方向的研究。在燃烧室壁温度的下降中，降低活塞冠面温度是有效的，其中，使活塞的热量经由压力环向冷却了的气缸壁释放是最有效的。即，利用了活塞环的三个基本功能即气封功能、热传导功能、油控制功能中的热传导功能。热传导功能与母材、表面处理层的热传导率、环形状等存在密切的关系，因此只要对它们进行最适化即可，另一方面，在材料的选定时，除了热传导率之外，还要求即使暴 露在约300°C左右的热环境下也能够维持环特性的耐热衰减性、疲劳强度。另外，在活塞为铝(以下称为“铝”)制的情况下，伴随着燃烧室温度的上升而铝软化，在活塞的环槽内，由于压力环的在高温下的敲击和滑动而引起疲劳破坏，容易发生环槽磨损、向压力环的铝粘附。从该点出发，也要求使用热传导高的压力环而降低环槽温度。针对上述那样的要求，例如在日本特开2009-235561中，作为热传导性和耐热衰减性优异且能够适用作为压力环的活塞环，提出了将C、Si、Mn、Cr的适当成分范围规定成预定的参数的活塞环组成。然而，例如若以热传导率为35W/m · K以上且热衰减率(环的切线张力减退度)为4%以下为目标，则处于难以实现该目标的状况。此外，在活塞环那样的汽车零件中，不仅要求优异的特性，而且也要求有竞争力的价格。即，如何能够减少成本也是重要的课题。
发明内容
本发明的课题在于提供一种在高压缩比的发动机的热负荷高的环境下能够使用的、热传导性和耐热衰减性优异且具有价格竞争力的压力环。而且，其课题在于提供一种上述压力环的制造方法。表I表示在活塞环中使用的钢材A G的组成和200°C下的热传导率。对各钢材的热传导率与合金元素的组成和之间的关系进行整理后，如图6那样。即，合金元素量越少的材料而热传导率越高。[表 I]活塞环用钢材的合金元素*1和热传导率
权利要求
1.一种压力环，其特征在于， 所述压力环的组成为以质量％计C 0. 45 O. 55、Si 0. 15 O. 35,Mn 0. 65 O. 95、Cr :0. 80 I. 10、V :0. 15 O. 25且其余部分由铁及不可避免的杂质构成，平均粒径为O. I I. 5 μ m的球状化渗碳体分散到回火马氏体基体中。
2.根据权利要求I所述的压力环，其特征在于， 所述球状化渗碳体的分散量在显微镜组织观察面为I 6面积％。
3.根据权利要求I或2所述的压力环，其特征在于， 热传导率为35W/m · K以上，热衰减率为4%以下。
4.一种压力环的制造方法，制造如下所述的压力环所述压力环的组成为以质量％计C 0. 45 O. 55、Si 0. 15 O. 35、Mn 0. 65 O. 95、Cr 0. 80 I. 10、V 0. 15 O. 25 且其余部分由铁及不可避免的杂质构成，并将平均粒径为O. I I. 5 μ m的球状化渗碳体分散到回火马氏体基体中，所述压力环的制造方法的特征在于， 在压力环成形前的油回火处理工序之前含有退火工序。
5.根据权利要求4所述的压力环的制造方法，其特征在于， 所述退火工序在温度为600 720°C下进行。
6.根据权利要求4或5所述的压力环的制造方法，其特征在于， 所述油回火处理工序在淬火温度为820 980°C、回火温度为400 500°C下进行。
全文摘要
提供一种在高压缩比的发动机的热负荷较高的环境下能够使用的、热传导性和耐热衰减性优异且具有价格竞争力的压力环，因此使用JIS G 4801规定的材料记号SUP10构成的合金元素量少的钢材，在对活塞环线材进行油回火处理之前，进行退火，使平均粒径为0.1～1.5μm的球状化渗碳体分散到回火马氏体基体中，由此，在300℃下也抑制错位的移动、蠕变，提高耐热衰减性。
文档编号F02F5/00GK102906470SQ20118002560
公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月24日 优先权日2010年5月25日
发明者岛祐司, 高桥纯也 申请人:株式会社理研