[发明专利]内燃机

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机，其活塞或气缸因具有无电解镀镍薄膜而使该内燃机耐磨性得以提高。

背景技术

近年来，为了减轻内燃机的重量，人们逐渐在采用由铝合金制成的活塞和由铝合金制成的气缸这样的组合。由于活塞的滑动面(外周面)和该活塞在其内部滑动的气缸的滑动面(内周面)之间产生摩擦，因此各滑动面都会产生磨损。由于各滑动面产生磨损，因此有可能出现热粘连等问题。尤其是铝合金之间的磨损较为严重。为了减轻各滑动面的磨损程度以及为了防止热粘连现象的产生，可采用将耐磨性良好的固体润滑剂涂敷在滑动面上的方法。

内燃机应用于各种不同负载的情况，例如作为通用发动机搭载在各种作业机械上。在作业机械中，有像耕作机械那样在粉尘环境中使用的作业机械。此时，通用发动机有时在像粉尘环境这样较为严酷的环境中使用。而且在通用发动机中，为了降低制造成本而有去掉了润滑油过滤器的通用发动机。只在活塞的滑动面上涂敷固体润滑剂时，因受到从外部进入发动机润滑油中的异物的影响，需要考虑不能使滑动面上产生磨损。

对此，人们公知专利文献1和专利文献2中的对滑动部分进行无电解镀镍处理这样的技术。在人们所知的专利文献1的技术中，对活塞的用于与活塞环嵌合的环形槽进行无电解镀镍(Ni-P-B电镀)处理。专利文献1中的无电解镀镍薄膜含有重量百分比0.5～3％的磷和重量百分比0.05～2％的硼，余下为镍。另外，在人们所知的专利文献2的技术中，对机械的滑动部分进行无电解镀镍(Ni-P-B电镀)处理。专利文献2中的无电解镀镍薄膜含有重量百分比1.0～2.0％的磷和重量百分比0.05～1.0％的硼，余下为镍。人们所知的专利文献1和专利文献2中的无电解镀镍薄膜自身具有一定的硬度，因而具有良好的耐磨性。

为了使无电解镀镍薄膜的成分中含有硼，需要在电镀处理液中使用还原剂二甲基胺硼烷(DMAB)。但是，当电镀处理液的温度达到80～90℃时，DMAB易于产生劣化。为了减轻DMAB的劣化程度，需要使用铅系稳定剂。虽然含量为微量，但是无电解镀镍薄膜会含有铅成分。考虑到对环境的影响，优选无电解镀镍薄膜中不含有铅成分。因此人们在期待开发出一种薄膜中不含有铅成分的、具有与Ni-P-B薄膜同等耐磨性的技术。

对此，人们公知专利文献3中的不合有硼和铅的无电解镀镍技术。在人们所知的专利文献3的技术中，对滑动部件进行无电解镀镍处理。专利文献3中的无电解镀镍薄膜含有1～4％重量百分比的磷、1～50％重量百分比的钴和1～20％重量百分比的钨，余下为镍。与Ni-P-B薄膜相比，上述无电解镀镍薄膜(Ni-P-Co-W薄膜)的硬度较高、耐磨性更好。尤其是人们所知的专利文献3中的Ni-P-Co-W薄膜是为了实现以下目的而开发出来的：其在从室温到高温的较大温度范围内均具有较高的硬度，即、其硬度在高温环境中降低得较少。因此，其钴和钨的含量较多。

但是，含在Ni-P-Co-W薄膜中的钴或钨为稀有金属的一种而价格较贵。将钴或钨的含量较多的Ni-P-Co-W薄膜形成在内燃机的活塞的滑动面上时，成为内燃机制造成本上升的重要原因。例如，只要应用于通用发动机中的活塞的薄膜具有与Ni-P-B薄膜同等程度的耐磨性即可。

另外，对于普通的小型通用发动机，活塞的外周面的最高温度约为200℃。因此，形成在活塞的滑动面上的无电解镀镍薄膜在25℃时的维氏硬度在Hv600～700左右、在200℃时的维氏硬度在Hv500～600左右就能很好地得以使用。与此相对，专利文献3中的无电解镀镍薄膜的维氏硬度Hv在25℃时为700～900、在200℃时为650～750，因此高于所需的硬度。

这样，将专利文献3中的无电解镀镍薄膜用作内燃机的活塞或气缸的薄膜时，不利于降低内燃机的制造成本。

【专利文献1】日本发明专利公开公报特开平11-303994号

【专利文献2】日本发明专利公开公报特开平8-158058号

【专利文献3】日本发明专利公开公报特开2007-062069号

发明内容

有鉴于此，提出了本发明，本发明的目的在于提供这样一种适于用作内燃机的活塞或气缸的薄膜的、不含铅成分且价格较低的无电解镀镍薄膜。

由本发明的技术方案1可知，内燃机的活塞的滑动面或该活塞在其内部滑动的气缸的滑动面上具有无电解镀镍薄膜，所述无电解镀镍薄膜含有重量百分比0.6～2.8％的磷、重量百分比0.5～1.8％的钴和重量百分比0.005～0.5％的钨，余下为镍。

【发明效果】