[发明专利]复合镀铬覆膜和具有该覆膜的活塞环

说明书

为了提供具有优良的耐磨损性、并且对对象材料(滑动构件)的攻击性小的复合镀铬覆膜和具有该覆膜的活塞环，在复合镀铬覆膜的网状微小龟裂内复合硬质粒子，并且使复合镀铬覆膜的结晶取向性为：在包覆面的X射线衍射测定中，Cr(110)面的X射线衍射强度I₍₁₁₀₎最大，上述I₍₁₁₀₎相对于Cr(200)面的X射线衍射强度I₍₂₀₀₎的比(I₍₁₁₀₎/I₍₂₀₀)为9.5以上。

技术领域

本发明涉及在网状的微小龟裂内含有硬质粒子的复合镀铬覆膜和包覆有该覆膜的活塞环。

背景技术

近年来，在发动机的开发中，为了减少二氧化碳的排放，除了要求高输出化和低油耗化(Low Fuel Consumption)以外，还要求满足新的排放标准。为了实现这些高输出化、低油耗化、排放标准，增加最大筒内压，使燃烧温度高温化，要求发动机的小型化，因此，需要即使在严酷的环境中也充分地发挥功能、显示长寿命的活塞环。

作为具体对策，在活塞环的外周包覆强韧的覆膜的技术未来被看好，特别是复合镀铬覆膜已被有效地用于船舶用柴油机用的大型活塞环中。复合镀铬利用了氧化铝、氮化硅等陶瓷粒子，该陶瓷粒子在包括反电处理的电化学工艺中被埋入硬质铬基体内。复合镀铬覆膜与普通的镀铬覆膜相比，陶瓷粒子的存在使得耐划伤性提高，同时减少覆膜的自磨损和对象材料的磨损。

在未来的柴油机开发中，必须增加活塞环外周面与气缸内周面的摩擦学相关的热负荷和机械负荷，结果，就连含有氧化铝硬质粒子的复合镀铬覆膜也达到其极限，在摩擦学上耐磨损性劣化，最终导致烧伤这样的结果。从这个意义上来说，要求与现状的复合镀铬覆膜相比更优良的新的复合镀铬覆膜。

专利文献1教导了一种形成有在网眼状的微小龟裂内含有硬质粒子的复合镀铬覆膜的滑动构件，所述复合镀铬覆膜是上述微小龟裂具有10～20面积％的表面占有率和1200～2500/cm的分布密度并且将上述覆膜整体设为100质量％时上述硬质粒子的含量为1～15质量％的复合镀铬覆膜，上述覆膜至少形成在滑动构件的母材的滑动面上。教导了：上述构成的滑动构件即使因滑动发生磨损，也可保持由微小龟裂带来的优良的耐磨损性和耐烧伤性以及低的对象材料攻击性，特别是在活塞环的情况下，适合于高输出发动机、高负荷发动机等。

另外，专利文献2公开了一种活塞环用的电沉积硬质铬覆膜，其实质上由含有六价铬的电解质形成，在该覆膜内具有龟裂，在上述龟裂内埋设有金刚石粒子，上述金刚石粒子具有0.25～0.4μm的范围的尺寸。相对于含有氧化铝粒子的以往的复合铬覆膜，该覆膜使环磨损减少一半，使耐腐蚀性提高20％。此外教导了：即使受到大的热负荷，也显示出通过金刚石向石墨的变化而改善的特性。

但是，实际情况是，对于热负荷和机械负荷增大的更加严苛的使用环境来说，上述覆膜也难说是一种已经达到了充分的耐磨损性的强韧的涂层，对于复合镀铬覆膜的优选结构，需要进一步进行研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4353485号公报

专利文献2：日本专利第4406520号公报

发明内容

发明所要解决的问题

鉴于上述情况，本发明的课题在于提供具有优良的耐磨损性、并且对对象材料(滑动构件)的攻击性小的复合镀铬覆膜和具有该覆膜的活塞环。

用于解决问题的方法

本发明人为了解决上述问题而对复合镀铬覆膜进行了深入研究，结果，通过复合硬质粒子、并且将复合镀铬覆膜的结晶取向性调整为规定范围，成功地得到了具有优良的耐磨损性、并且对对象材料(滑动构件)的攻击性小的复合镀铬覆膜，从而完成了本发明。