專利名稱：壓力環(huán)及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及汽車發(fā)動機用活塞環(huán)，尤其是涉及暴露在高壓縮比的發(fā)動機的熱負荷高的環(huán)境下的壓力環(huán)及其制造方法。
背景技術：
近年來，汽車發(fā)動機為了應對環(huán)境，實現(xiàn)燃耗的改善、低排放化、高輸出化，發(fā)動機規(guī)格處于高壓縮比化、高負荷化的傾向。然而，通常升高壓縮比時，燃燒室溫度也升高，容易產生爆燃。通常的爆燃對策通過使點火時期(超前角)延遲來進行應對，但這樣的話無法維持高的熱效率，因此也進行了使燃燒室壁溫度下降的方向的研究。在燃燒室壁溫度的下降中，降低活塞冠面溫度是有效的，其中，使活塞的熱量經由壓力環(huán)向冷卻了的氣缸壁釋放是最有效的。即，利用了活塞環(huán)的三個基本功能即氣封功能、熱傳導功能、油控制功能中的熱傳導功能。熱傳導功能與母材、表面處理層的熱傳導率、環(huán)形狀等存在密切的關系，因此只要對它們進行最適化即可，另一方面，在材料的選定時，除了熱傳導率之外，還要求即使暴 露在約300°C左右的熱環(huán)境下也能夠維持環(huán)特性的耐熱衰減性、疲勞強度。另外，在活塞為鋁(以下稱為“鋁”)制的情況下，伴隨著燃燒室溫度的上升而鋁軟化，在活塞的環(huán)槽內，由于壓力環(huán)的在高溫下的敲擊和滑動而引起疲勞破壞，容易發(fā)生環(huán)槽磨損、向壓力環(huán)的鋁粘附。從該點出發(fā)，也要求使用熱傳導高的壓力環(huán)而降低環(huán)槽溫度。針對上述那樣的要求，例如在日本特開2009-235561中，作為熱傳導性和耐熱衰減性優(yōu)異且能夠適用作為壓力環(huán)的活塞環(huán)，提出了將C、Si、Mn、Cr的適當成分范圍規(guī)定成預定的參數(shù)的活塞環(huán)組成。然而，例如若以熱傳導率為35W/m · K以上且熱衰減率(環(huán)的切線張力減退度)為4%以下為目標，則處于難以實現(xiàn)該目標的狀況。此外，在活塞環(huán)那樣的汽車零件中，不僅要求優(yōu)異的特性，而且也要求有競爭力的價格。即，如何能夠減少成本也是重要的課題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的課題在于提供一種在高壓縮比的發(fā)動機的熱負荷高的環(huán)境下能夠使用的、熱傳導性和耐熱衰減性優(yōu)異且具有價格競爭力的壓力環(huán)。而且，其課題在于提供一種上述壓力環(huán)的制造方法。表I表示在活塞環(huán)中使用的鋼材A G的組成和200°C下的熱傳導率。對各鋼材的熱傳導率與合金元素的組成和之間的關系進行整理后，如圖6那樣。即，合金元素量越少的材料而熱傳導率越高。[表 I]活塞環(huán)用鋼材的合金元素*1和熱傳導率
權利要求
1.一種壓力環(huán)，其特征在于， 所述壓力環(huán)的組成為以質量％計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且其余部分由鐵及不可避免的雜質構成，平均粒徑為O. I I. 5 μ m的球狀化滲碳體分散到回火馬氏體基體中。
2.根據(jù)權利要求I所述的壓力環(huán)，其特征在于， 所述球狀化滲碳體的分散量在顯微鏡組織觀察面為I 6面積％。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的壓力環(huán)，其特征在于， 熱傳導率為35W/m · K以上，熱衰減率為4%以下。
4.一種壓力環(huán)的制造方法，制造如下所述的壓力環(huán)所述壓力環(huán)的組成為以質量％計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 且其余部分由鐵及不可避免的雜質構成，并將平均粒徑為O. I I. 5 μ m的球狀化滲碳體分散到回火馬氏體基體中，所述壓力環(huán)的制造方法的特征在于， 在壓力環(huán)成形前的油回火處理工序之前含有退火工序。
5.根據(jù)權利要求4所述的壓力環(huán)的制造方法，其特征在于， 所述退火工序在溫度為600 720°C下進行。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的壓力環(huán)的制造方法，其特征在于， 所述油回火處理工序在淬火溫度為820 980°C、回火溫度為400 500°C下進行。
全文摘要
提供一種在高壓縮比的發(fā)動機的熱負荷較高的環(huán)境下能夠使用的、熱傳導性和耐熱衰減性優(yōu)異且具有價格競爭力的壓力環(huán)，因此使用JIS G 4801規(guī)定的材料記號SUP10構成的合金元素量少的鋼材，在對活塞環(huán)線材進行油回火處理之前，進行退火，使平均粒徑為0.1～1.5μm的球狀化滲碳體分散到回火馬氏體基體中，由此，在300℃下也抑制錯位的移動、蠕變，提高耐熱衰減性。
文檔編號F02F5/00GK102906470SQ20118002560
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權日2010年5月25日
發(fā)明者島祐司, 高橋純也 申請人:株式會社理研