发明名称 用于滑动匹配之机械构件及其制法
摘要
申请公布号 申请公布日期 2011.06.01
申请号 TW097108130 申请日期 2008.03.07
申请人 曼狄塞尔公司 发明人 班隆 麦可E;莫可如斯基 列曲;弗曲 捷斯珀W
分类号 F16C33/12;F16J9/26 主分类号 F16C33/12
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 一种机械构件,系附属于大型柴油发动机之具有可相对移动之两个机械构件所形成之摩擦副者,该机械构件于至少各自与另一机械构件呈相对向之面之区域具有包含收容于金属基质且由较该金属基质硬之材料所形成粒子、及有粗糙性且不平坦性之表面的耐磨结构,且该机械构件形成做为活塞环、汽缸套或至少包含一个活塞环槽之活塞、或者大型柴油发动机之滑动构件者,其特征在于:于前述耐磨结构涂布有用以调和前述结构之上部的不平坦性及粗糙性之磨合覆层,该磨合覆层系由适于磨合过程期间之磨耗的磨合材料所形成,该磨合材料系不同于位于该磨合材料下方之前述耐磨结构之材料且与该耐磨结构形成冶金式结合,该磨合材料较前述耐磨结构软且具有与各自之呈相对向机械构件之滑动面在最大值时也相等之耐磨性,而于前述磨合覆层与前述耐磨结构间之边界层系形成为藉由朝向前述耐磨结构进行热之供给所得到之合金区域或扩散区域。如申请专利范围第1项之机械构件,其中前述磨合覆层具有100至200 HV之硬度。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中形成前述磨合覆层的前述材料具有最高1050℃的熔点。如申请专利范围第3项之机械构件,其中形成前述磨合覆层的材料具有600℃到800℃的熔点。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中前述磨合覆层在全新状态下具有50至300微米(μm)的平均厚度。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中前述磨合覆层在全新状态下具有1至20 Ra的表面粗糙度。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中前述磨合覆层之前述磨合材料中包含了由较前述磨合覆层硬之材料所形成之微粒。如申请专利范围第7项之机械构件,其中前述被包含的微粒系由陶瓷材料组成。如申请专利范围第8项之机械构件,其中前述被包含的微粒系由Al2O3,及/或CrO及/或Cr3C2所组成。如申请专利范围第7项之机械构件,其中前述被包含的微粒之比率为前述磨合覆层整体体积的5到30 vol%。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中构成前述磨合覆层之基材的前述磨合材料至少含有铜及/或锡。如申请专利范围第11项之机械构件,其中构成前述磨合覆层之基材的前述磨合材料系形成为包含有70%之Cu及30%之Sn的青铜。如申请专利范围第11项之机械构件,其中前述磨合覆层之前述磨合材料系由除了铜与锡之外还含有锑(Sb)的白合金所形成。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中包容前述磨合覆层之前述耐磨结构包含一做为基质之Ni-合金,且于该基质中包含由陶瓷材料形成的粒子。如申请专利范围第1或2项之机械构件,其中包容前述磨合覆层之前述耐磨结构系形成为由金属所形成之基体之被覆层。如申请专利范围第15项之机械构件,其中前述形成基体之金属为铁类。如申请专利范围第14项之机械构件,其中形成前述基质之前述Ni-合金含有1至15 Vol%的P、1至6 Vol%的Si、及残余量的Ni。如申请专利范围第17项之机械构件,其中前述形成基质之前述Ni-合金含有3.65 Vol%的P、2.15Vol%的Si、及残余量的Ni。如申请专利范围第8项之机械构件,其中前述陶瓷粒子之体积分率相对于包容前述磨合覆层之前述耐磨结构的整体体积为60 Vol%以上,85 Vol%以下。如申请专利范围第8项之机械构件,其中前述耐磨结构之前述陶瓷粒子至少部分是由碳化鵭(WC)所形成并具有3000到5000 HV的硬度。如申请专利范围第8项之机械构件,其中前述耐磨结构之前述陶瓷粒子为球状。如申请专利范围第21项之机械构件,其中前述陶瓷粒子具有40至160微米(μm)的直径。如申请专利范围第8项之机械构件,其中包含于前述磨合覆层之前述陶瓷微粒为球状。如申请专利范围第23项之机械构件,其中前述陶瓷微粒具有20至50微米(μm)的直径。如申请专利范围第1项之机械构件,系附属于二冲程-大型柴油发动机之摩擦副者。如申请专利范围第25项之机械构件,系形成为活塞环者。如申请专利范围第25项之机械构件,系形成为汽缸套者。如申请专利范围第25项之机械构件,系形成为至少包含一活塞环槽之活塞。一种用以制造如申请专利范围第1至28项之任一项之机械构件的方法,其特征在于:将具有耐磨结构的机械构件以遮盖该耐磨结构之磨合覆层加以被覆,且于该被覆过程中对该耐磨结构供给能量,藉此前述磨合覆层可冶金式地结合于前述耐磨结构。如申请专利范围第29项之方法,其中前述磨合覆层系共晶接合于前述耐磨结构。如请专利范围第30项之方法,其中前述磨合覆层系扩散接合于前述耐磨结构,且于前述被覆过程中供给的一能量,该能量仅会使构成前述磨合覆层之基材之前述磨合材料熔融,而在前述磨合材料下方之耐磨结构的材料则维持在固化状态。如申请专利范围第29项之方法,其中形成前述磨合覆层之材料系于前述被覆过程中以固体粉末之形式被覆于前述耐磨结构者。如申请专利范围第29项之方法,其中前述磨合覆层系熔融镀金于前述耐磨结构。如申请专利范围第29项之方法,其中使用对前述耐磨结构可相对地移动且可于该耐磨结构上产生一热点之加热装置,来将前述耐磨结构以前述磨合覆层被覆,且形成前述磨合覆层的材料系供给至该热点内或直接邻接该热点之区域内。如申请专利范围第34项之方法,其中系应用雷射枪或PTA-炉来产生前述热点。如申请专利范围第34或35项之方法,其中形成前述磨合覆层的材料是以粉末、丝或带材的形式供给至前述热点。如申请专利范围第29项之方法,其中在已形成为基体之被覆层的耐磨结构中,前述耐磨结构和收容于前述耐磨结构之前述磨合覆层系以相同方式被覆在各自对应之下层。如申请专利范围第37项之方法,其中前述耐磨结构和前述磨合覆层系在一个操作程序中制造。
地址 丹麦