TW200905095A - Machine part belonging to a sliding pair and method for the production thereof - Google Patents

Description

200905095 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—種機械構件，其附屬於一大型發動 機，特別是—種二衝程·大型柴油發動機，之-具有兩個可 5以彼此相對移動之機構構件的摩擦副，並且在其總是面對 另一機械構件的側邊區域内具有，帶有包含於一金屬基質 中之由相對而言是硬的粒子，且表面既粗輪又不平坦之— 耐磨結構，該機械構件係製作成活塞環或，汽紅套或，具 1Q1=、—活塞環槽之活塞或，—大型發動機之其他的滑動 C先前】 15 dE1〇2〇_ 396(本案優先權日前尚未早期公開）提 供-種财磨結構，其在型式上是一大型發動機之一具有磨 擦保遵塗層的機械構件。該磨擦保護塗層是由混合到一利 用Ni-合金_朗複合材射之陶纽子所組成°。 找塗層的上侧有—層薄薄的，僅由該複合材料構成之覆 盍層。但疋’根據實踐經驗所示，該覆蓋層的上表面證實 是很粗繞而且不平的，而這對於磨合過程是不利的。因此、， 必需要上為研磨程序的加工處理。經驗顯 == 的。此外，合金因其硬度原就 不適合於磨合的用途。 200905095 性能。另一課題在於提供一種既簡單而且低成本之依據本 發明的機械構件之製造方法。 第一項課題係依據本發明，透過以下方式而獲得解 決，亦即，在耐磨結構上被覆一調和其上表面之不平坦和 5 粗糙狀態的磨合覆層，該磨合覆層係由適合一磨合過程中 之磨擦的磨合材料所組成，其不同於位在其下方之对磨結 構的材料，而且是以冶金方式結合，並且比該耐磨結構軟， 同時其耐磨性至多和總是位於其對面之機械構件的磨擦表 面相同。 10 藉此可以完全排除習知配置之上述缺點。因為磨合覆 層是由磨合材料所構成，故可期待有良好的磨合特性。由 於磨合覆層將位於其下之耐磨結構的粗糙度及不平坦性予 以調合，因而使得研磨加工處理變成多餘，而這是有利的。 此外，可以確保，即使在磨合過程接近結束時其表面露出 15 來，存在於耐磨結構上方區域内的硬質微粒依然可以獲得 可靠的支持，而無須擔心這些微粒會冒出來。未經研磨的 表面從一開始就很有利地形成一氣密結構，這點尤基對於 活塞環與汽缸套之間的摩擦副而言是很符合理想的。本發 明之作法的另一個優點在於，磨合覆層之冶金式結合的結 20 果，使得在位於下方之耐磨結構上的磨合覆層可以確保有 可靠的支持，因而可以確實避免剝離。 合適的作法以及適當的較佳實施態樣係如附屬項所。 如此，磨合覆層即可符合目的地具有一從100到200 HV 的硬度。此時可以預期會有一特別好的磨合性能。儘管如 6 200905095 此卻還疋此夠確保有—足夠的耐受性，以確實獲得足夠長 的磨合期間。 另一杈佳的實施態樣是，形成磨合覆層的材料具有 C以下較佳為600 C至800¾的稼點。這種實施方式 5可以有效地完成磨合覆層的簡單製作，過程中僅需使磨合 覆層的材料炼融，並且使位於下方之财磨結構的材料處於 凝固狀態。藉此即可確實地獲得一極薄的，造成磨合覆層 在為位於下方之耐磨結構上形成冶金式結合的邊界層。因 此在違邊界層中經常預期到的脆性會以一種有利的方式 10 /、對最終結果產生微不足道的影塑。 磨合覆層以全新狀態下具有5〇至3〇〇微米㈣)的平均 厚度為佳根據n這樣的厚度足小時的 磨合時間使用，而 度的調整來做配合 15 覆層可能就越厚。 在對面的滑動面之磨耗性可以透過厚 在對面的滑動面越有磨耗作用，磨合 另較佳實把怨樣是，磨合覆層在全新狀態下具有從i 到20 Ra的表面⑽度。這樣可以使後加卫處理變得完全是 多餘的，卻還是可以確保從1始就有相當良好的密封性。 特別適S的較佳實施態樣是，在構成磨合覆層之主 20 要成刀的磨σ材料中’〜相對於磨合材料是比較硬的微 粒，適合者有例如’陶竞材料，像是Α㈣及/或⑽及/或

Cr3C2 ϋ此可以延長磨合覆層的壽命，從而延長磨合時 間。所混入的微粒占磨八尹a λ & Μ 〇覆層全體容積的份額可以在5到30 V〇1%之間。觀即可確保岐人的微料會合性能造 7 200905095 成不當的強烈影響。 構成磨合覆層之主要成分的磨合材料以至少含有銅 (Cu)及/或錫（Sn)為佳。這樣就可以依據個別情況而使得所 需要的磨合特性獲得最適化。 5 一特別有利的實施態樣是，磨合覆層含有大約70%的 銅（Cu)和大約30%的錫（Sn)。這樣的材料可以有效地應用在 許多場合。也可以考慮額外地再加入一個成分銻（Sb)。這樣 就形成了一種所謂的白合金(white metal)，實務上是做為軸 承合金使用，因此很便於取得。 10 支撐磨合覆層的耐磨結構可以適當地含有一利用Ni- 合金所形成的複合材料，其中則混入了由陶瓷材料所構成 的粒子，其中該陶瓷材料所占容積份額可為耐磨結構全體 容積的60%以上，較佳為85%。這樣會得到特別高的承載能 力和对磨性。藉由添加少量的罐(P)及/或石夕（Si)可以使複合 15 材料的熔點下降到鑄鐵等的熔點以下，這可以使在耐磨結 構上，或者一基礎本體上被覆磨合覆層的作業變得容易一 些。 關於製法的課題將依據本發明透過以下方式而獲得解 決，亦即，使具有一耐磨結構的機械構件被塗覆以一覆蓋 20 耐磨結構的磨合覆層，其中，在塗覆過程中，對耐磨結構 及/或形成磨合覆層的材料供給許多能量以便使磨合覆層 在耐磨結構上產生一所需的冶金式結合。如果需要在耐磨 結構與磨合覆層之間形成一個厚邊界層，就要供給足夠的 能量以使磨合覆層形成合金。反之，如果不需要，就儘量 8 200905095 減少以使磨合覆層進行擴散。這時，所需要的能量僅有讓 形成磨合覆層的材料熔融而位於其下方之耐磨結構則保持 於凝固狀態那麼多。因此，此處就會得到相對較薄的邊界 層。此外，支承結構將不可能受到損傷。 5 進行耐磨結構的塗覆時，以應用一在該耐磨結構對面 可相對移動地於其上產生一熱點的加熱裝置為合適，此 時，形成磨合覆層的材料會被供給到該熱點或直接與之相 鄰的區域内。這樣可以使得被覆設備的構造，以及在一狹 小的邊界進行受控制之能量供給的作業變得簡單。因此， 10 要供給到該熱點或一直接與之相鄰的區域的材料，可以是 粉末及/或一金屬絲或帶材的型式。 特別合適的是，在被做成耐磨結構之一基體材料的被 覆作業上，财磨結構和磨合覆層是以相同方式被被覆到各 自所配置的底層結構上。這個作業可以同時或者有時間性 15 的間隔地進行。每一種方法都可維持低廉的設備相關花費。 較佳實施態樣之進一步的實施方式係如其他附屬項所 載，並藉圖式由下述實施例的說明更詳細地闡明。 圖式簡單說明 第1圖 一種應用例，其型式是一與一汽缸套共同作 20 用之，設有一支承結構和一配置於該結構上之磨合覆層的 活塞環之斷面圖； 第2圖 取自磨合覆層之片段，附有磨結構之邊界區 域； 第3圖 取自磨合覆層之片段，具有混入的陶瓷微粒； 200905095 第4圖

—種被覆設備’具有兩管雷射鎗，1 配設針對形成耐 /、4刀另J 料裝置；#磨、，、。構的材料和形成磨合覆層的材料之供 第5圖 5 供料裝置。 第4圖之一變化例，具有一雷射鎗和—雙管道 t貧施冷式】 較佳實施例之詳細說明 本發明可以應用於具有南壽命的摩換 副需要某種程度的磨合的場合，例如，冶金工業、研紅 10 業、食品工業、發私撒楚 曼勤機專。—特別合適的應用領域是大型 ^動機尤其疋—衝程—大型柴油發動機，且此處特別是指 和-汽缸套及所配屬的活塞環槽共同作狀活塞環。 第1圖所不為-汽缸套i之一圖解部分，其中設有一往 復作動的活塞2。該活塞在周邊設有活塞環槽3，各容設一 15個附屬的，以其周圍表面貼緊在汽缸#1的内側之活塞環 4。第1圖中僅示出一個活塞環槽3和一個活塞環4。活塞環4 由一個以鑄鋼所製成之基體5組成，並且在其面向位於對面 的構件，此處是汽缸套1，之側邊的區域内具有一耐磨結構 6，其在此處的形式是被覆在基體5上的保護層。當然也可 20以將耐磨結構也視同本就是構成該基礎部分的基礎。耐磨 結構6周圍設有面對汽缸套1之滑動面的磨合覆層7。 如第2圖所示，耐磨結構6由被混入一複合材料8中之由 硬質材構成的粒子所組成。其可為陶瓷材料，例如硬度在 3000 HV到 5000 HV之碳化鎢(WC) (Wolframkarbid (WC))。 10 200905095 適合於形成複合材料8的一種鎳合金含有磷（巧及/或矽 (Si)。這種材料無毒，也可以應用在食品的領域中。該鎳合 金適當者可以含有丨至15 v〇1%，較佳為3 65 vol%的 P，Si 則疋1至6 vol%，較佳為2.15 vol%，餘量為抑。陶瓷微粒的 5體積組份占耐磨結構6全體體積的60〇/〇以上，且較佳可占有 同達85/。。所混入的陶瓷微粒9以具有直徑在4〇到〗6〇微米 (μηι)的球狀構形為佳。由耐磨結構6所形成之被覆層的厚度 可依個別f月況的比例做調整。在前述的活塞環中，由对磨 結構所形成之被覆層可以具有—從〇2到2臟的厚度。 1〇 #同從第2圖可以得知者’耐磨結構6之徑向表面在覆 上磨合覆層7之前是相對比較粗縫而且不平坦的，亦即，形 成凸起1〇和介於其間之凹部11，而這對於磨合的進行可能 有損傷。因此，被覆在耐磨結構6之上的磨合覆層7之功能 即在於調㈣磨結構6表面的粗縫度，並且填補凹糾，使 得磨合程序接近結束時能有一個如第2圖中以虛線12表示 的表面’而沒有向外突出的邊緣和尖角。因為凹部u被填 補起來，所以圍在凹糾側邊之向上突出的硬質微粒9也可 以很確實地被包埋在圍繞著那些微粒的材料中，而無虞會 脫出。磨合覆層7使得耐磨結構6可以不需要進行加工處 2〇理。在製作磨合覆層7時會得到一如第12圖中所示之粗健度 很低的表面。合適者為丨至20 Ra。這樣的粗糙度可以使得 活塞環4在貼緊於所附屬之汽缸套i的滑動面時形成氣密狀 態。因此並不需要再進行額外的加工處理。 磨合覆層7可以由各種適當的磨合材料來構成，其在磨 11 200905095 合階段的磨蝕和消失很缓慢。在大型發動機，像是二衝程一 大型柴油發動的情形中，當其應用在船舶的發動時，磨合 階段總計大約會有1000至2000的作業時數。為此，磨合覆 層7的厚度以50至300微米（μηι)為佳。構成磨合覆層7之基礎 5 的磨合材料應該要明顯的比位於其下方之耐磨結構6來得 軟，而且無論如何都不能比較硬，以同樣比其所面對的滑 動面，此處即汽缸1之滑動面，來得軟為佳。磨合覆層7以 具有100到200 HV的硬度為佳。 一含有銅（Cu)及/或錫（Sn)之金屬可以應用於磨合覆層 10 7的形成。利用一由70%的Cu和30%的Sn所形成之Cu-Sn-合 金形式的青銅，可以在試驗中獲得良好的結果。也可以考 慮使用除了銅和錫，還另外含有在白合金中常見之組成的 銻（Sb)及/或辞(Zn)之白合金。這種材料的熔點介於6〇〇和 900°C之間的範圍，可以使被覆作用變得容易。磨合覆層7 15 之熔點的下限不會落到200。(：以下。 為延長磨合時間，亦即，增加磨合覆層7的壽命，可以 如第3圖所示，混入硬質微粒。其中合適者可以是陶瓷微 粒’而以具有球狀結構且直徑在5〇微米（μπι)以下為佳。陶 瓷材料可以採用八丨2〇3、CrO、Cr3C2，或諸如此類的材料。 20硬質微粒W在磨合覆層7整體體積中所占份額可以依據磨 合覆層7所期待的壽命而介於5至30 ν〇ι%。 形成磨合覆層7的被覆層係被覆於对磨結構6上，以在 邊界區域内’於耐磨結構6和磨合覆層7之間產生一冶金式 結合。該冶金式結合在第2圖中表現為邊界區域的形式，為 12 200905095 耐磨結構6和磨合覆層7之間㈣意的邊界和，這是由來 自兩個交界層的元素所形朗。第1圖中邊界層15僅以—虛 =不。邊界層15可以經由—合金的形成或者_擴散過程 5構Γ果㈣成。在第—種情料，磨合覆層7緊靠著耐磨結 5 B 6上’或者緊靠基體5形成合金結構，在第二種情形中則 進仃擴政作用。同樣的情形也適用於形成_結構6的被 ，緊靠於基體5的結合。在此也是形成—個構成合金區域 區的邊界層，第i圖中是以一虛線表示。在緊靠著形成 。，的情形中會產生—厚度相對而言是大的邊界層& 10 :確保-相當良好之相互間的結合。然而，有許多情形是 在邊界層中形成很脆弱的結晶，這將提高脆斷的風險。 —過使邊界層是由擴散層構成的方式可㈣免這個風險。 一擴散層具有—相當於擴散深度的厚度， 積此，一方面會 將脆弱的結晶所占體積份額維持在一 八』的圍内，另一 方面仍可確保一良好的冶金式結合。 ,^ 很據所需的被覆方 式，在被覆過財或多或少要供給能量。在形成合金的情 形中，不僅破覆層材料，連在下方的材料之—上層範圍都 要被熔融。在形成擴散作用的情形中， 1重有被覆層材料要 20 態 被熔融。在下方的材料會受到加熱，作β & —义仍維持在凝固狀 態。 陶瓷材料如果是碳化物的形式，在七_ 仕奴鬲的溫度下可能 會裂解’或者轉變成另一種碳化物而足士 丹有另一種幾何形 態。如果耐磨結構6的硬質微粒9是由後化物所开，成貝磨 合覆層7會適當地被塗覆，使得耐磨結椹、 傅6不會被加熱到超 13 200905095 過碳化物的裂解溫度，以便保護該碳化物。同樣的情形當 然也適用於耐磨結構6在基體5上形成被覆的程序。此時合 適的實施方式是’為施行被覆程序而發生在要被被覆的表 面和要被導入的被覆材料上之熱傳導作用受到控制，使得 5僅有被覆材料完全熔融，而在其下方之材料則完全維持在 凝固狀態，接著即依據上述内容進行一擴散結合。 被覆程序可以透過將被覆材料噴覆上去、使被覆材料 熔融於其上’或者將被覆材料燒結於其上的方式來進行。 一種會產生一熱點之，可相對於所要被覆的表面移動 10 之加熱裝置，可以適當地應用於將耐磨結構6被覆於基體5 上’以及將磨合覆層被覆在耐磨結構上。加熱裝置的構造 可以依目的而使用至少一產生一雷射線的雷射鎗及/或至 ’电感器。也可以應用一所謂的電衆轉移電弧(Plasma Transfer Arc (PTA))來取代雷射線。在這個情況下，耐磨结 15構和磨合覆層可以在分開來的操作程序或者在一個共同操 作程序中加以被覆。無論如何都可以適當地以相同方式來 進行，以便相同設備或者結構相同的設備可以應用於被覆 一形成耐磨結構6的被覆層，以及被覆磨合覆層。 形成一耐磨結構6之被覆層及/或磨合覆層7可以如前 20所述地在其所分別附屬的下層結構上形成合成或產生擴散 作用。形成合金時會產生一形成轉變區的熔融物，其同時 包各所欲附屬之層的成分以及要被覆到其上之層的成分。 此外，不僅要被覆上去的材料，連同下層之一近表面區域 也都要被加熱到會轉變成液相的程度。要促成一擴散作用 14 200905095 時則只有要被被覆上去的材料會被轉變成液相。 適合的設備係如第4圖和第5圖所示。^ 隹唆兩個情形 中’耐磨結構6的形式都是在基體5上的—個 復層，而磨 合覆層的形式則是被覆在耐磨結構6上之另—彳 …破覆層。 5 10 15 20 在第4圖所示的實施態樣中，兩個連續配 * 源在 式上是設置兩個連續配置的雷射鎗16 17,兑 丹寺各自產生一 雷射線16a，17a。也可以用一個PTA_爐（電漿轉移電弧爐）及 /或一個電感器或者像這樣的設備來取代雷射鎗。各&原戋 各能量輸送光束分別配設一個材料供給裝置18或Μ盆且 有-個供料人口 18a，19a，並且在能量傳輪線外還加以實現 一被表示為材料輸送束18b或19b之材料供輸。 各被覆材料可以一圓的或有角的金屬絲、—帶材或粉 末狀的形式被供給到所欲被覆的表面上。在所示的實施= 中可以粉末狀材料進行加工處理。相應於此，供料裝置Μ 19經由入口 18a，19a供給合適的粉末狀材料並釋出一供應 粉末狀材料的材料流18b或19b。此時粉末以利用保護性氣 體來輸送為佳，藉以保護其免於氧化。 透過旎里傳輸光束16a或17a，在所示實施例中為一雷 射’會在待被覆的下層上產生_熱點。這時，所配設的各 個材料輸送束18b或19b會被對準成將被覆材料直接供給到 該熱點或者一直接鄰接該熱點的區域内。在第—種情形 下’所供給的材料會接觸到所配屬的能量傳輸光束並且由 此而在各個所屬下層上出現㈣狀態，而該下層受到剩餘 能量的影響同樣會被加熱。如果需要有一個經由合金化而 15 200905095 形成的邊界層15，能源16或17就會被調整成所傳輸的能量 足夠使被覆材料和下層之一接近表面區域都炫融。如果界 層15只要形成為擴散層即可，則能源…扣被調整成只會 使被覆材料完全炫融而各個配屬的下層則是維持在凝固二 5態。如果應用—雷射鎗就可以很容易地對能量供給做精確 的控制。 示於第4圖中之分別配屬有材料輸送裝置”，Η的能源 16, 17係有間隔的連續配置。該間隔可以擇定成，使得耐磨 結構6在被覆磨合覆層7之前已經完全凝固，或者耐磨結構6 10上側在被覆磨合覆層7時尚未凝固。 在上述實施例中是以一被覆在一含鐵的基體5上之，由 一混有陶瓷粒子的鎳合金所組成之耐磨結構6，並以一由含 有銅和錫的青銅所形成之磨合覆層7 ’使得耐磨結構6和磨 合覆層7透過擴散而與各自所配屬的下層形成結合。如上所 15 述之介於能量產生裝置16, 17之間的間隔因此被擇定為，在 被覆磨合覆層7之前，先產生的耐磨結構6已經完全凝固。 此時能量的傳輸係如上所述地被控制成，只有各個要被覆 的材料被熔融而各個下層制維持在凝固狀態。 第4圖中示出一第三能量傳輸光束2〇’其係附屬於第二 20能量傳輸光束17a。借助於該附屬的能量傳輸光束20，所傳 輸的能量將只會使磨合覆層7的表面平坦化而適用於一磨 合程序。也可以考慮在已娛實現的被覆作業之後’借助於 能量傳輸光束16a及/或17a，在沒有相應的材料供給史下， 使其產生一平坦化的效果，藉以取代一特別為平坦化而毁 200905095 置之能量傳輸光束2〇。 在所不實^*例中’能源W，17及所配設之材料供給裂置 ’ 9矛產生附屬的能量傳輪光束20之能源係固定安裝。因 土體5為生成所需的被覆層係對應地依箭頭v移動。惟 亦可考慮將基體5固定式地安裝而讓被覆裝置移動。在這種 月 >下所有的月b里產生裝置及依需要而附屬之材料供給 裝置可以被整合到-個形成可一致性地移動之聯合裝置的 被覆用轉塔。 10 15 在依據第5圖的實施態樣中，僅設有一個形式上為雷射 餘之能源21以產生-能量傳輸光束⑴。用於形成一第一個 形成财磨結構6的被覆層和，—第二個形成磨合覆層7的被 覆層之兩道材料束被供給到該光束。對此，可以設置兩個 材料仏給裝置。在所示實施例中僅設有__材料供給裝置 22其為種雙官道結構。因此，材料供給裝置22設有兩 個材料入口 22a或22a，以供形成耐磨結構6的材料或形成磨 合覆層7的材料所用。材料供給裝置22亦在被覆方向產生兩 個連續的材料輸送束22b，22b，以供應形成耐磨結構6或形 成磨合覆層7的材料。 材料輸送束22b，22b，是定位成，先是形成耐磨結構6的 2〇材料輸送束22b出現在基體5之尚未被被覆的表面上，接 著，开)成磨合覆層7的材料輸送束22b，出現在已經利用材料 束22b而生成之耐磨結構6的上側。材料束22b, 22b，之間的 間隔在這個情況中是非常小的，以致於已經被覆上去之形 成耐磨結構6的那一層還能釋出足夠的能量以使為了形成 17 200905095 磨合覆層而被被覆上去的材料熔融。 如同依據第4圖所示的實施態樣，同樣可以應用一後續 的能量傳輸光束20以產生一非常適合磨合用途的表面。關 於一體性化之聯合裝置的結構方式，或者基體5或被覆用轉 5 塔的移動同樣適用如上所述的内容。 【圖式簡單說明3 第1圖一種應用例，其型式是一與一汽缸套共同作 用之，設有一支承結構和一配置於該結構上之磨合覆層的 活塞環之斷面圖； 10 第2圖 取自磨合覆層之片段，附有磨結構之邊界區 域； 第3圖 取自磨合覆層之片段，具有混入的陶瓷微粒； 第4圖一種被覆設備，具有兩管雷射鎗，其等分別 配設針對形成对磨結構的材料和形成磨合覆層的材料之供 15 料裝置；和 第5圖 第4圖之一變化例，具有一雷射餘和一雙管道 供料裝置。 【主要元件符號說明】 7.. .磨合覆層 8.. .複合材料 9.. .陶瓷微粒 10.. .凸起 11…凹部 12.. .虛線 1.. .汽缸套 2…活塞 3.. .活塞環槽 4.. .活塞環 5.. .基體 6.. .财磨結構 18 200905095 14...硬質微粒 18, 19...材料輸送裝置 15...邊界層 18a, 19a...供料入口 16, 17...能源 18b, 19b...材料流 16, 17...雷射鎗 18b, 19b...材料輸送束 16, 17...能量產生裝置 20…第三能量傳輸光束 16a，17a...雷射線 21a...能量傳輸光束 16a, 17a...能量傳輸光束 22...材料供給裝置 18, 19...供料裝置 22a，22a’ ·..材料入口 18, 19...材料供給裝置 22b, 22b’...材料輸送束 19

Claims (1)

1. 200905095 十、申請專利範圍： L種機械構件，係屬於一大型發動機之一具有兩個可相 對移動之機械構件的摩擦副，且至少在總是面向另一機 5 械構件的側邊之區域内具有一耐磨結構，其帶有混入一 主屬基質中之由相對而言屬於硬質材料的粒子，並有粗 糙且不平坦的表面，且該機械構件係做成一大型發動機 之活塞環或，汽缸套或，附有至少一活塞環槽之活塞 或，其他的滑動元件，特徵在於，在該耐磨結構上被覆 1〇 用於調和上述不平坦性和粗糙性之磨合覆層，該磨合 覆層係由一適合於一磨合過程期間之磨耗的磨合材料 斤組成，其不同於位於下方之耐磨結構的材料並以此形 成金式的結合，且較該耐磨結構軟，並且至多和總是 2立於對面之機械構件的滑動面同樣耐磨。 15 申明專利範圍第1項之機械構件，特徵在於該磨合覆 3 @具有100至200 HV之硬度。 、別述申請專範圍中之任一項的機械構件，特徵在於形 4成该磨合覆層的材料具有最高1〇5〇t>c的炼點。 八申巧專利範圍第3項之機械構件，特徵在於形成該磨 20 5合覆層的材料具有600°C到80〇t的熔點。 /』述巾4專利範圍t之任—項的機械構件，特徵在於 =磨合覆層在全新狀態下具有5G至細微米㈣的平均 厚度。 6·=前㈣請專利範圍中之任—項的機械構件，特徵在於 ^磨合覆層在全新狀態下具有丨至2qr_表面粗縫度。 20 200905095 7. 如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 該磨合覆層之磨合材料中混入了由較硬質的材料所形 成之微粒。 8. 如申請專利範圍第7之機械構件，特徵在於混入的微粒 5 係由陶竟材料組成。 9. 如申請專利範圍第8項之機械構件，特徵在於混入的微 粒係由Al2〇3，及/或CrO及/或Cr3C2組成。 10. 如前述申請專利範圍第7至9項之任一項的機械構件，特 徵在所混入的微粒所占之份額為該磨合覆層整體體積 10 的 5到 30 vol%。 11. 如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 構成該磨合覆層之基礎的磨合材料至少含有銅及/或 錫。 12·如申請專利範圍第11項之機械構件，特徵在於構成該磨 15 合覆層之基礎的磨合材料係以70%的Cu和30%的Sn形 成青銅。 13.如申請專利範圍第11項之機械構件，特徵在於該磨合覆 層之磨合材料係由白合金所形成，其除了銅與錫之外還 含有銻(Sb)。 20 14.如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 包容該磨合覆層之該耐磨結構包含一Ni-合金做為複合 材料，其中並混入由陶瓷材料形成的粒子。 15.如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 包容該磨合覆層之該耐磨結構係做成一金屬的，較佳為 21 200905095 含鐵材料所組成的基體之被覆層。 16·如申請專利範圍第14或15之機械構件，特徵在於該形成 複合材料之Ni-合金含有1至15 Vol%的p、1至6 Vol%的 Si ’餘量為Ni。 5 17.如申請專利範圍第16項之機械構件，特徵在於該形成複 合材料之Ni-合金含有3_65 Vol%的P、2.15Vol%的Si，餘 量為Ni。 18.如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 該陶莞粒子所占體積份額占包容該磨合覆層之該耐磨 10 結構的整體體積之60 Vol%以上，以至多達85 Vol%或為 85 Vol%為佳。 19 _如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 該耐磨結構之陶瓷粒子至少部分是由碳化鎢(w c)所組 成並具有3000到5〇〇〇 HV的硬度。 15 2〇·如前述申請專利範圍中之任一項的機械構件，特徵在於 該财磨結構之陶竟粒子主要為球狀且主要具有4〇至⑽ 微米（μηι)的直徑。 2L如申請專利範圍第7至20項之任—項的機械構件，特徵 在於混入該磨合覆層之陶兗微粒主要為球狀且主要具 20 有至50微米（pm)的直徑。 22. 如申請專利範圍第i項之機械構件，特徵在於其係附屬 於一二衝程-大型柴油發動機之摩擦副。 23. 如=專利範圍第22項之機械構件，特徵在於其係做成 22 200905095 24. 如申請如申請專利範圍第22項之機械構件，特徵在於其 係做成汽缸套。 25. 如申請如申請專利範圍第22項之機械構件，特徵在於其 係做成至少設有一活塞環槽之活塞。 5 26. —種如前述申請專利範圍之任一項的機械構件之製造 方法，特徵在於，將一具有一耐磨結構的機械構件以一 遮蓋該耐磨結構之磨合覆層加以被覆，其中，於被覆過 程中供給能量以在該耐磨結構上產生該磨合覆層之一 冶金式的結合。 10 27.如申請專利範圍第26項之方法，特徵在於，該磨合覆層 緊靠在該耐磨結構上被合金化。 28. 如請專利範圍第27項之方法，特徵在於，該磨合覆層緊 靠在該耐磨結構上地進行接觸擴散，其中，在被覆過程 中係調整成所供給的能量僅會使構成該磨合覆層之磨 15 合材料熔融，而在其下方之耐磨結構的材料則維持在凝 固狀態 29. 如申請專利範圍第26至28項之任一項的方法，特徵在 於，該磨合覆層係被噴覆在該耐磨結構上。 30. 如申請專利範圍第26至28項之任一項的方法，特徵在 20 於，該磨合覆層係被熔融在該耐磨結構上。 31. 如申請專利範圍第26至30項之任一項的方法，特徵在 於，一面對該耐磨結構可相對地移動之，在該耐磨結構 上產生一熱點之加熱裝置被應用於以該磨合覆層來被 覆該耐磨結構，而且形成該磨合覆層的材料係被供給到 23 200905095 該熱點内或者一直接鄰接該熱點的區域内。 32. 如申請專利範圍第31項之方法，特徵在於，其係應用一 雷射鎗或一 PTA-爐來產生熱點。 33. 如申請專利範圍第31或32項之方法，特徵在於，形成該 5 磨合覆層的材料是以粉末、金屬絲或帶材的形式被供給 到該熱點。 34. 如申請專利範圍第26至33項之任一項的方法，特徵在 於，在耐磨結構是做為一基體之被覆層的情形中，該耐 磨結構和被覆在該耐磨結構上之磨合覆層係以相同方 10 式被被覆在其等所各自配屬之下層上。 35. 如申請專利範圍第34項之方法，特徵在於該耐磨結構和 該磨合覆層係在一操作程序中製成。 24