QCT 1213-2024《汽车活塞环等离子喷涂层检验》

ICS43.060QCInspectionmethodforplasmasprayingcoatingofautomobilepistonringsIQC/TXXXX—202X前言 2规范性引用文件 3术语和定义 4技术要求 24.1涂层表面 24.2涂层与基体结合 25试验和评定方法 35.1样品制取 35.2评定方法 35.3涂层表面和金相组织评定规则 4图1扩口法示意图 2图2涂层表面裂纹级别图（100×) 4图3涂层表面气孔率级别图（100×) 5图4涂层与基体相连接断口级别图 6图5涂层中裂纹级别图（200×) 6图6涂层中的气孔率级别图（200×) 7图7涂层中各组份变形度级别图（500×) 8图8涂层中未熔化的球形颗粒级别图（200×) 9表1赤血盐水溶液成份 3表2涂层表面裂纹评定表 4表3涂层表面气孔率评定表 5表4涂层与基体相连接断口评定表 5表5涂层中裂纹评定表 6表6涂层中的气孔率评定表 6表7涂层中各组份变形度评定表 7表8涂层中未熔化的球形颗粒评定表 8QC/TXXXX—202X本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）提出并归口。本文件起草单位：仪征亚新科双环活塞环有限公司、华闽南配集团股份有限公司、滨州渤海活塞有限公司、安庆帝伯格茨活塞环有限公司、南京飞燕活塞环股份有限公司、沈阳航天三菱汽车发动机制造有限公司、山东恒力源精密机械制造有限公司。本文件主要起草人：杨勇、陈文超、刘世英、王星、张仪、王忠涛、王佩冉、姜殿昌、张年仪、王本文件为首次发布。1QC/TXXXX—202X汽车活塞环等离子喷涂层检验本文件规定了汽车发动机用活塞环钼镍合金等离子喷涂层的术语和定义、技术要求、试验和评定方法。本文件适用于等离子喷涂工艺制备的汽车发动机用活塞环钼镍合金涂层的检验。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1149.7内燃机活塞环第7部分：矩形铸铁环GB/T1149.8内燃机活塞环第8部分：矩形钢环GB/T1149.9内燃机活塞环第9部分：梯形铸铁环GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分:试验方法GB/T4340.2金属材料维氏硬度试验第2部分:硬度计的检验和校准GB/T4340.3金属材料维氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1基体basalbody被涂层喷涂的材料。3.2钼镍合金涂层Mo-Nialloycoating金属钼和镍基合金颗粒经混和后用等离子喷涂工艺制备的涂层。3.3有效表面activesurface覆盖在活塞环外圆面上的喷涂层表面。3.4基准截面referencesection在有效表面给定区域内截取并与活塞环外圆面相垂直的截面。3.5局部值localvalue在活塞环的某一部位的基准截面上测量所得值的算术平均值。3.6混合均匀度blendinghomogeneity组成涂层的钼和镍基合金颗粒在涂层中分布的均匀程度。3.7软、硬质相soft/roughfacies2QC/TXXXX—202X经喷涂工艺制备后金属钼和镍基合金颗粒因变形而分别形成的不同相。4技术要求4.1涂层表面4.1.1涂层表面缺陷4.1.1.1活塞环等离子喷涂层（以下简称涂层）表面应均匀，不应有起皮、鼓泡、大熔滴、裂纹、掉块及其他影响涂层性能的缺陷。4.1.1.2机械加工后的涂层表面不应有明显的磨削痕迹，肉眼观察应呈均匀的金属光泽，在同一片环上，0.2mm2～0.5mm2的颗粒疤痕不应多于1处，不应有大于0.5mm2的颗粒疤痕。4.1.2涂层表面裂纹机械加工后的涂层表面不应有明显的裂纹，按图2评定，1级合格，2级不合格。4.1.3涂层表面气孔率涂层表面气孔率不应超过视场面积的20%，按图3评定，1级～3级合格，4级不合格。4.2涂层与基体结合4.2.1总则4.2.2和4.2.3两种方法均适用，4.2.2为仲裁方法。4.2.2涂层与基体相连接断口采用断口法判定。涂层与基体相连接断口应完整，无涂层剥离现象，允许呈层间撕裂或随基体崩落；不应有涂层自基体撕裂或自行崩落。按图4评定，1级～3级合格，4级～5级不合格。4.2.3涂层与基体结合强度4.2.3.1采用扩口法判定。示意图见图1，将活塞环平放在扩口仪上固定，将环开口缓慢扩张至L，并保持1min，观察环开口对面钼层，应无裸眼可见的钼层起皮、脱落现象。图1扩口法示意图4.2.3.2L值的计算，球墨铸铁、钢质环的计算用公式（1），普通合金铸铁环的计算用公式（2）D·················································L=1.15×18+7aD···········································································································L=··························································式中：:3QC/TXXXX—202XL——表示环开口扩张后的开口值，单位为毫米（mm）；D——表示活塞环的名义外径，单位为毫米（mma——表示活塞环的径向厚度，单位为毫米（mm）。4.3涂层厚度涂层厚度应符合GB/T1149.7、GB/T1149.8和GB/T1149.9，或由供需双方协商确定。4.4涂层硬度涂层中硬质相显微硬度局部值不应小于600HV0.1，软质相显微硬度的局部值不应小于200HV0.1，平均硬度应大于350HV1。4.5涂层金相组织4.5.1裂纹涂层中不应有明显的纵向或横向裂纹。按图5评定，1级合格，2级不合格。4.5.2气孔率涂层中的气孔应呈细小分散分布，气孔率不应超过视场面积的15%。按图6评定，1级～3级合格，4级不合格。4.5.3各组份变形度涂层中各组份变形应尽可能大，只允许残留少量原始组份形貌特征的相存在。按图7评定，1级～3级合格，4级不合格。4.5.4未熔化球形颗粒基准截面内直径大于或等于0.1mm的未熔化球形颗粒不应多于1个。按图8评定，1级合格，2级不合格。5试验和评定方法5.1样品制取5.1.1浸过油的涂层应先用有机溶剂脱脂后，再做检验。5.1.2在距活塞环开口两边30°~60°处、开口对面，从基体向涂层方向切开，当切到涂层界面为径向厚度的2/3时，用手掰开或用锤轻击将环折断，取下3mm～5mm的试样进行观察并制样（推荐采用线切割切断）；不应在做过破坏性试验的环上重复取样。取样部位也可由供需双方协商确定。5.1.3试样须经镶嵌、磨制、抛光。磨制好被用来检查的基准截面必须与该部位活塞环的有效表面保持垂直。5.1.4在检验涂层中各组分的变形度及未熔化的球状颗粒时，试样应进行浸蚀，腐蚀剂用赤血盐水溶液或3%～5%的过氧化氢溶液，赤血盐水溶液配比按表1执行。表1赤血盐水溶液成份KFe（CNb）HO5.2评定方法5.2.1涂层外表面4QC/TXXXX—202X涂层外表面的外观、表面裂纹、表面气孔率应在环的整个有效表面上选取最差的视场进行评定，有1个视场不合格则判定为不合格。5.2.2涂层与基体结合涂层与基体结合断口及环体扩张后，钼层结合形貌采用目测比较法，无论何部位，以效果最差部分的判断结果为准。5.2.3涂层的厚度厚度的测量采用显微测量法，在三个基准截面上分别测量出涂层厚度局部值，有一基准截面不合格则判定为不合格。5.2.4涂层的硬度涂层的硬度测试采用显微硬度测试法。在涂层的任一基准截面上分别进行软、硬质相及涂层平均值的检测。软、硬质相测试载荷采用100gf，压痕应完整落在涂层的组成相上，应无不规则开裂现象出现；若相的块度过小，不能包容完整压痕时，所用测试载荷也可用50gf或更小载荷，但需在检验结果中注明。涂层平均值的测试载荷采用1000gf，不区分组成相，在涂层基准截面上直接检测。显微硬度具体检测方法和值的取舍按GB/T4340.1、GB/T4340.2和GB/T4340.3执行。5.2.5涂层的金相组织涂层金相组织采用显微镜检验，各项目的评定在三个基准截面范围内，用各自相对应的倍率选取最差的视场进行，有1个视场不合格则该截面不合格；有2个截面不合格，则该环涂层不合格。5.2.6视场尺寸视场尺寸应为75mm×55mm。5.3涂层表面和金相组织评定规则5.3.1涂层表面裂纹级别图涂层表面裂纹在放大100倍下按图2进行检查评定，各级说明见表2。表2涂层表面裂纹评定表图2涂层表面裂纹级别图（100×)5QC/TXXXX—202X5.3.2涂层表面气孔率级别图涂层表面气孔率在放大100倍下按图3进行检查评定，各级说明见表3。表3涂层表面气孔率评定表图3涂层表面气孔率级别图（100×)5.3.3涂层与基体相连接断口级别图涂层与基体相连接断口折断后，按图4目测评定，各级说明见表4。表4涂层与基体相连接断口评定表6QC/TXXXX—202X图4涂层与基体相连接断口级别图5.3.4涂层中裂纹级别图涂层中裂纹在放大200倍下按图5进行检查评定，说明见表5。表5涂层中裂纹评定表图5涂层中裂纹级别图（200×)5.3.5涂层中的气孔率级别图涂层中的气孔率在放大200倍下按图6进行检查评定，各级说明见表6。表6涂层中的气孔率评定表7QC/TXXXX—202X图6涂层中的气孔率级别图（200×)5.3.6涂层中各组份变形度级别图涂