《汽车发动机 活塞环表面处理层 检验方法 第1部分：铬基陶瓷复合镀层》

1QC/TXXXXX—20XX汽车发动机活塞环表面处理层检验方法第1部分：铬基陶瓷复合镀层本文件规定了汽车发动机活塞环铬基陶瓷复合镀层的术语和定义、型式及组成、检验方法。本文件适用于气缸直径小于或等于160mm的汽车发动机活塞环铬基陶瓷复合镀层的检验，其它类型和大缸径活塞环复合镀层的检验可参照采用。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/T1149.1内燃机活塞环第1部分：通用规则GB/T1149.2内燃机活塞环第2部分：术语GB/T4340.1金属材料维氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T6462金属和氧化物覆盖层厚度测量显微镜法3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。铬基陶瓷复合镀层chromiumbasedceramiccompositecoating利用正、逆电流的电镀方式在活塞环外圆面上电镀多层铬层中镶嵌陶瓷粒子的复合镀层。3.2陶瓷粒子ceramicparticles具有硬度高、抗磨性强、耐热、耐腐蚀等特点，由陶瓷材料制成的微小颗粒。注：如三氧化二铝粒子（AlO）、氮化3.3网纹reticulatepattern用于填充陶瓷粒子的沟槽。网纹密度reticulationdensity镀层组织的单位长度上网纹条数。粒子含量particlecontent在单位涂覆层中陶瓷粒子的占比。注：包括粒子的单位面积百分比、粒子的单3.62QC/TXXXXX—20XX镀层厚度platingthickness镀层的外表面与活塞环基体材料表面的距离。注：锥面环测量工作接触面位置，桶面环测量桶面顶点位置，见图1中d）、e）。图1镀层分类4型式及组成活塞环铬基陶瓷复合镀层的型式、组成结构如图1、图2所示，其余组成名称按GB/T1149.1和GB/T1149.2执行。图2镀层组成结构5检验方法5.1镀层厚度5.1.1制样方法5.1.1.1样件要求如下：a)横断面应垂直于镀层；b)横断面表面平整，其图像的整个宽度应在测量时所取的放大率下同时聚焦；c)应去掉因切割和制备横断面所引起的变形材料部分；d)所取镀层横断面上的界面线仅由外观反差就能明显地确定或由一条易于分辨的细线确定。5.1.1.2制样方法按GB/T6462执行。5.1.2总则镀层厚度检测金相法、无损检测法均适用，金相法为仲裁方法。5.1.2.1金相法3QC/TXXXXX—20XX从待测的活塞环上需要检测部位切割一块试样镶嵌制样，对横截面进行研磨、抛光。用校正过带有刻度目镜测微尺或接入图像分析系统的金相显微镜测量复合镀层厚度，测量位置为活塞环的开口对面和开口两侧15mm处。5.1.2.2无损检测法用经校准合格的X射线测量仪、β射线测量仪、磁性厚度测量仪等无损类检测方法对需要检测的部位进行直接测量。镀层硬度5.2.1制样方法5.2.1.1制样从环的任意部位截取长度约为15mm左右的试样，制样时把试样的外圆表面放在制样机的制模块底部，为了保护镀层，在试样的前面放置一块铸件或钢件一起制样。热压制样时试样的温度不得高于170℃,可以同时把多个试样件放在一起制样，按试样1、试样2…的顺序排列，按图3执行。图3试样制备图例5.2.1.2研磨5.2.1.2.1研磨时选择使用避开复合陶瓷中粒子种类的研磨砂纸和研磨介质，依次使用的砂纸粒度如下:a)粒度220＃;b)粒度320＃;c)粒度600＃;d)粒度1200＃;e)粒度4000＃。5.2.1.2.2为了掌握整个镀层的情况，在用最粗的砂纸进行研磨时把试样研磨到刚好可以看见基体材料为止，见图4。图4试样研磨示意图4QC/TXXXXX—20XX5.2.1.3抛光抛光使用1μm金刚石抛光剂，直到试样无刮痕及固体颗粒的贮藏轮廓清晰为止。5.2.1.4脱水用自来水冲去研磨残留物后，立即滴上无水乙醇，用吹风机吹干试样块，脱水后的试样研磨面应无划痕、水渍、锈斑等影响检测结果的因素。5.2.2检验方式按照GB/T4340.1，在抛光的工作面上，测量参数HV0.1，测量5个点的平均硬度值即为镀层硬度。5.2.3试验设备试验设备应符合GB/T4340.1中规定。5.3镀层网纹密度5.3.1制样方法同5.2.1。5.3.2总则镀层网纹密度检测对角线法、同心圆法、平行线法均适用，采用对角线法复核仲裁。5.3.3检测方法5.3.3.1用5%的NaOH溶液，在室温下对试样进行电解腐蚀大约10s～15s，在金相显微镜下采用合适的放大倍率（推荐200倍），拍摄一幅图像，气环在图像的对角各划两条长10cm相交的直线，按图5，油环（刮片环）在图像的对角各划两条长5cm相交的直线，被两条直线截断的裂纹数量总和既是微裂纹密度测定数值。图5对角线法测网纹密度（200×)5.3.3.2网纹密度也可以用同心圆法或平行线法来测定。5.3.4试验设备带拍照系统的金相显微镜。5.4陶瓷粒子含量5.4.1制样方法同5.2.1。5.4.2总则5.4.2.1、5.4.2.2、5.4.2.3检测方法均适用，采用5.4.2.2检测方法复核仲裁。5.4.3检测方法5QC/TXXXXX—20XX5.4.3.1采用配备材料图象分析功能的设备进行测定。把准备好的金相试样放在显微镜下，按GB/T6462选择合适的倍率，选择图像视场，利用图象分析系统计算陶瓷粒子的含量（面积百分比按图6。图6图像分析系统检测陶瓷粒子含量5.4.3.2采用化学分析法分析出镀层中的陶瓷粒子含量（单位质量百分比）。5.4.3.3采用荧光光谱分析仪测定的陶瓷粒子的含量（单位面积百分比）、EDS扫描陶瓷粒子的含量（单位质量百分比）。陶瓷粒子尺寸5.5.1对陶瓷粒子原材料进行粒子尺寸检测，用带有刻度的1000倍显微镜或扫描电镜测定陶瓷粒子的直径。镀层结合强度5.6.1总则钢质活塞环、球墨铸铁活塞环采用扭曲法检测，合金铸铁活塞环采用折断法检测。5.6.2检测方法5.6.2.1钢质基材活塞环或球墨铸铁基材的活塞环，双手握住检测环的开口两边，用软材料垫板支撑扭曲部位，缓缓扭曲到90。，用40倍放大镜观察扭曲部位是否有镀层剥离，判