滑动元件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107013360A(43)申请公布日2017.08.04(21)申请号201610855224.XF16J9/26(2006.01)(22)申请日2016.09.27C23C16/26(2006.01)(30)优先权数据10201502573172015.10.08BR(71)申请人马勒金属立夫有限公司地址巴西圣保罗申请人马勒国际有限公司(72)发明人罗伯特·理查德·班菲尔德茹利亚诺·阿韦拉尔·阿劳霍(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人翟国明(51)Int.Cl.F02F5/00(2006.01)F16J9/28(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称滑动元件(57)摘要本发明涉及一种滑动元件，尤其用于内燃机的活塞圈(10)，其包括硬非晶碳涂层(15)，Rmr(0.3-0.5)轮廓大于至少25％，和/或Rmr(0.3-0.5)轮廓大于至少50％。CN107013360ACN107013360A权利要求书1/1页1.一种滑动元件，尤其用于内燃机的活塞圈(10)，其设置有滑动面(11)，粘接层(14)和硬非晶碳涂层(15)从内朝外沉积在所述滑动面(11)上，所述滑动元件的特征在于，所述涂层呈现的sp3与sp2的比例范围为0.42至2.33，并且Rmr(0.2-0.5)轮廓大于至少25％，和/或Rmr(0.3-0.5)轮廓大于至少50％。2.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)包含的氢重量比小于2％。3.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)为ta-C类型并且包括超过50％的sp3键。4.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)为a-C类型，并且包括的sp3键具有的sp3值在25％和45％之间。5.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，Rmr(0.2)为至少25％，和/或Rmr(0.3)为至少65％。6.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)的厚度范围为2微米至25微米。7.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)的厚度范围为3微米至8微米之间。8.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述粘接层(14)具有铬金属，镍或者钴，所述铬金属具有体心立方(bcc)结构。9.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述涂层(15)的硬度范围为30至50GPa之间。10.根据权利要求1所述的滑动元件，其特征在于，所述圈(10)的基底材料由具有10％至17％铬的不锈钢组成，其余部分为铸铁以及碳钢。11.一种内燃机，其特征在于，其包括至少一个根据权利要求1限定的活塞圈(10)。2CN107013360A说明书1/5页滑动元件技术领域[0001]本发明涉及一种滑动元件，诸如用于内燃机的活塞圈，其包括设置有粗糙轮廓的硬非晶碳涂层，粗糙轮廓能够在其滑动界面上带来减小的摩擦，以及减小磨损。背景技术[0002]无论是具有狄塞尔循环、奥托循环、两个或者三个冲程的内燃机，均包括至少一个滑动元件，诸如活塞圈。[0003]在这方面，活塞圈的作用为密封气缸衬套和活塞主体之间的空间，隔绝燃烧室与发动机的其他内部部件。活塞圈径向布置在活塞主体的基底上，防止燃烧气体从燃烧室朝向油箱逃离，以及防止发动机油渗透燃烧室。[0004]一些内燃机利用迪塞尔循环操作发动机，利用高负荷工作。其他例子可以发现在高性能汽油发动机中。独立于引证的例子，存在的趋势是发动机以高速利用较高功率、降低的间隙操作，结果，受到严重的磨损机制。一旦其机械部件经受这种条件，这种条件自然更严厉。在这方面，在这些高功率或者性能发动机中利用的圈需要低摩擦、高硬度以及高磨损阻力。[0005]此外，需要着重强调的是，当与性能以及耐久性的重大需要一起考虑时，内燃机的环境冲击以一般方式导致需要利用更紧容差工作，这自然转化成利用越来越薄的润滑油层。正如下文将看到的，已经具体地开发了本发明，以提供解决方案，利用占主导地位的较少的粘性油实现了良好性能。[0006]在现有技术中陈述的活塞圈大致包括硬非晶碳涂层，还公知为DLC(钻石碳)或者氢化DLC无氢纳米结构，正如用于实现低摩擦以及高磨损阻力的方案。[0007]总之，现有技术的解决方案将DLC涂层应用于合并sp3以及sp2键的成分。不过，必须注意的是，由于sp3键的高尺寸稳定性，其硬度超过利用sp2键发现的硬度。基于该原因，现有技术的各种解决方案使用涂覆有sp2薄层(石墨类型)的sp3DLC层(钻石类型)。[0008]为了更好地理解，凭借非常软以及润滑剂，sp2层被利用以允许活塞圈嵌入气缸衬套内并且防止sp3层直接接触气缸衬套。这种考虑是