汽車發(fā)動機 活塞環(huán)表面處理層 檢驗方法 第1部分：鉻基陶瓷復合鍍層

QC/TXXXXX—20XX

目次

前言.................................................................................II

1范圍................................................................................1

2規(guī)范性引用文件......................................................................1

3術(shù)語和定義..........................................................................1

4型式及組成..........................................................................1

5檢驗方法............................................................................2

圖1鍍層形式及組成....................................................................2

圖2鍍層示意圖........................................................................2

圖3試樣制備圖例......................................................................3

圖4試樣研磨示意圖....................................................................3

表1斷口形貌強度判定..................................................................5

I

QC/TXXXXX—20XX

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件是QC/T××××《汽車發(fā)動機活塞環(huán)表面處理層檢驗方法》的第1部分。QC/T××××

尚無部分發(fā)布。

本文件由全國汽車標準化技術(shù)委員會（SAC/TC114）提出并歸口。

本文件起草單位：安慶帝伯格茨活塞環(huán)有限公司、華閩南配集團股份有限公司、濱州渤?；钊邢?/p>

公司、儀征亞新科雙環(huán)活塞環(huán)有限公司、南京飛燕活塞環(huán)股份有限公司

本文件主要起草人：王星、陳文超、姜殿昌、代東華、程偉勝、張儀

本次為首次發(fā)布。

汽車發(fā)動機活塞環(huán)表面處理層檢驗方法

第1部分：鉻基陶瓷復合鍍層

Automobileengine—SurfacetreatmentofPistonring-Inspectionmethod

Part1：Chromiumbasedceramiccompositecoating

II

QC/TXXXXX—20XX

汽車發(fā)動機活塞環(huán)表面處理層檢驗方法

第1部分：鉻基陶瓷復合鍍層

1范圍

本文件規(guī)定了汽車發(fā)動機活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的術(shù)語和定義、型式及組成、檢驗方法。

本文件適用于氣缸直徑小于或等于200mm的汽車發(fā)動機活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的檢驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T1149.1內(nèi)燃機活塞環(huán)第1部分：通用規(guī)則

GB/T1149.2內(nèi)燃機活塞環(huán)第2部分：術(shù)語

GB/T1149.5內(nèi)燃機活塞環(huán)第5部分：檢驗方法

GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法

GB/T6462金屬和氧化物覆蓋層-厚度測量顯微鏡法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

鉻基陶瓷復合鍍層

利用正、逆電流的電鍍方式在活塞環(huán)外圓面上電鍍多層鉻層中鑲嵌三氧化二鋁粒子的復合鍍層。

陶瓷粒子

三氧化二鋁粒子（Al2O3）。

網(wǎng)紋

利用逆鍍電流在鉻層上刻蝕的溝槽，用于填充陶瓷粒子。

網(wǎng)紋密度

鍍層皮膜的單位面積上網(wǎng)紋條數(shù)。

粒子含量

鍍層皮膜的單位面積上粒子面積百分比。

4型式及組成

活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的型式及組成如圖1所示，其余組成名稱按GB/T1149.1和GB/T1149.2執(zhí)行。

1

QC/TXXXXX—20XX

標引序號說明：

1——鉻基復合鍍層；

2——鉻基復合鍍層中網(wǎng)紋；

3——鉻基復合鍍層中的陶瓷粒子。

圖1鍍層形式及組成

5檢驗方法

鍍層厚度

5.1.1制樣方法

5.1.1.1樣件要求如下：

a)橫斷面應垂直于鍍層；

b)橫斷面表面平整，其圖像的整個寬度應在測量時所取的放大率下同時聚焦；

c)應去掉因切割和制備橫斷面所引起的變形材料部分；

d)所取鍍層橫斷面上的界面線僅由外觀反差就能明顯地確定或由一條易于分辨的細線確定。

5.1.1.2制樣方法按GB/T6462執(zhí)行。

5.1.2檢驗方法

鍍層厚度是指鍍層的外表面與活塞環(huán)基體材料表面的距離。如圖2所示。

從待測的活塞環(huán)上任意切割一塊試樣鑲嵌制樣，對橫截面進行研磨、拋光。用校正過的標尺測量復

合鍍層厚度。

注1：鍍層厚度是指鍍層的外表面與活塞環(huán)基體材料表面的距離，如圖2所示。

注2：按GB/T1149.5《內(nèi)燃機活塞環(huán)第5部分：檢驗方法》中規(guī)定，測量位置為活塞環(huán)的環(huán)背和開口兩側(cè)15mm處。

圖2鍍層示意圖

5.1.3試驗設備

2

QC/TXXXXX—20XX

金相顯微鏡，選擇放大倍率100倍，顯微鏡視野為覆蓋層厚度的1.5倍～3倍。

鍍層硬度

5.2.1制樣方法

5.2.1.1制樣

從環(huán)的任意部位截取長度約為15mm左右的試樣，制樣時把試樣的外圓表面放在制樣機的制模塊底

部，為了保護鍍層，在試樣的前面放置一塊鑄件或鋼件一起制樣。熱壓制樣時試樣的溫度不得高于170℃，

可以同時把多個試樣件放在一起制樣，按試樣1、試樣2…的順序排列，按圖3執(zhí)行。

圖3試樣制備圖例

5.2.1.2研磨

5.2.1.2.1研磨時使用SiC-濕式研磨砂紙，依次使用的砂紙粒度如下:

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為了掌握整個鍍層的情況，在用最粗的砂紙進行研磨時把試樣研磨到剛好可以看見基體材

料為止，見圖4。

圖4試樣研磨示意圖

5.2.1.3拋光

拋光使用1μm金剛石拋光劑，直到試樣無刮痕及固體顆粒的貯藏輪廓清晰為止。

3

QC/TXXXXX—20XX

5.2.1.4脫水

用自來水沖去研磨殘留物后，立即滴上無水乙醇，用吹風機吹干試樣塊，脫水后的試樣研磨面應無

劃痕、水漬、銹斑等影響檢測結(jié)果的因素。

5.2.2檢驗方法

按照GB/T4340.1，在拋光的工作面上，測量力值HV0.1，測量5個點的平均硬度值即為鍍層硬度。

5.2.3試驗設備

試驗設備應符合GB/T4340.1中規(guī)定。

鍍層網(wǎng)紋密度

5.3.1制樣方法

同5.2.1。

5.3.2檢驗方法

5.3.2.1用5%的NaOH溶液，在室溫下對試樣進行點解腐蝕大約10s～15s，在金相顯微鏡下放大200

倍，拍攝一幅圖像，氣環(huán)在圖像的對角各劃兩條長10cm相交的直線，油環(huán)（刮片環(huán)）在圖像的對角各

劃兩條長5cm相交的直線，被兩條直線截斷的裂紋數(shù)量總和既是微裂紋密度測定數(shù)值。

5.3.2.2網(wǎng)紋密度也可以用有相應求值功能的圖像分析儀來測定。

5.3.3試驗設備

帶拍照系統(tǒng)的金相顯微鏡，放大倍率100倍、200倍、500倍。

陶瓷粒子含量

5.4.1制樣方法

同5.2.1。

5.4.2檢驗方法

5.4.2.1采用配備材料圖象分析功能的設備進行測定。把準備好的金相試樣放在金相顯微鏡下，氣環(huán)、

油環(huán)放大100倍、刮片環(huán)放大500倍，選擇圖像斷面，調(diào)整圖象清晰度。斷面選定后，相機拍照，利用

圖象分析系統(tǒng)計算陶瓷粒子的含量（面積百分比）。

5.4.2.2也可以用化學分析法分析出鍍層中的陶瓷粒子比例（體積百分比）或熒光光譜分析儀測定的

陶瓷粒子的含量（面積百分比）。

陶瓷粒子尺寸

5.5.1制樣方法

同5.2.1。

5.5.2檢測方法

用帶有刻度的1000倍顯微鏡進行測定粒子的直徑。

鍍層結(jié)合強度

5.6.1檢測方法

5.6.1.1鋼質(zhì)基材活塞環(huán)或球墨鑄鐵基材的活塞環(huán)，雙手握住檢測環(huán)的開口兩邊，用軟材料墊板支撐

扭曲部位，緩緩扭曲到90°，用40倍放大鏡觀察扭曲部位是否有剝離，判定涂層的結(jié)合強度。

5.6.1.2普通合金鑄鐵活塞環(huán)，采用折斷法檢測鍍層結(jié)合強度，將環(huán)折斷后在40倍放大鏡下看斷口層

基體剝離形貌來進行判定，強度判定標準按表1執(zhí)行。

4

QC/TXXXXX—20XX

表1斷口形貌強度判定

序號檢測結(jié)果（斷口形狀）判定

1合格

2合格

3合格

4不合格

5

ICS43.060

CCST12

QC

中華人民共和國汽車行業(yè)標準

QC/TXXXXX—20XX

汽車發(fā)動機活塞環(huán)表面處理層檢驗方法

第1部分：鉻基陶瓷復合鍍層

Automobileengine—SurfacetreatmentofPistonring-Inspectionmethod

Part1：Chromiumbasedceramiccompositecoating

(點擊此處添加與國際標準一致性程度的標識)

（征求意見稿）

（本草案完成時間：2023年5月）

在提交反饋意見時，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

QC/TXXXXX—20XX

汽車發(fā)動機活塞環(huán)表面處理層檢驗方法

第1部分：鉻基陶瓷復合鍍層

1范圍

本文件規(guī)定了汽車發(fā)動機活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的術(shù)語和定義、型式及組成、檢驗方法。

本文件適用于氣缸直徑小于或等于200mm的汽車發(fā)動機活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的檢驗。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T1149.1內(nèi)燃機活塞環(huán)第1部分：通用規(guī)則

GB/T1149.2內(nèi)燃機活塞環(huán)第2部分：術(shù)語

GB/T1149.5內(nèi)燃機活塞環(huán)第5部分：檢驗方法

GB/T4340.1金屬材料維氏硬度試驗第1部分：試驗方法

GB/T6462金屬和氧化物覆蓋層-厚度測量顯微鏡法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

鉻基陶瓷復合鍍層

利用正、逆電流的電鍍方式在活塞環(huán)外圓面上電鍍多層鉻層中鑲嵌三氧化二鋁粒子的復合鍍層。

陶瓷粒子

三氧化二鋁粒子（Al2O3）。

網(wǎng)紋

利用逆鍍電流在鉻層上刻蝕的溝槽，用于填充陶瓷粒子。

網(wǎng)紋密度

鍍層皮膜的單位面積上網(wǎng)紋條數(shù)。

粒子含量

鍍層皮膜的單位面積上粒子面積百分比。

4型式及組成

活塞環(huán)鉻基陶瓷復合鍍層的型式及組成如圖1所示，其余組成名稱按GB/T1149.1和GB/T1149.2執(zhí)行。

1

QC/TXXXXX—20XX

標引序號說明：

1——鉻基復合鍍層；

2——鉻基復合鍍層中網(wǎng)紋；

3——鉻基復合鍍層中的陶瓷粒子。

圖1鍍層形式及組成

5檢驗方法

鍍層厚度

5.1.1制樣方法

5.1.1.1樣件要求如下：

a)橫斷面應垂直于鍍層；

b)橫斷面表面平整，其圖像的整個寬度應在測量時所取的放大率下同時聚焦；

c)應去掉因切割和制備橫斷面所引起的變形材料部分；

d)所取鍍層橫斷面上的界面線僅由外觀反差就能明顯地確定或由一條易于分辨的細線確定。

5.1.1.2制樣方法按GB/T6462執(zhí)行。

5.1.2檢驗方法

鍍層厚度是指鍍層的外表面與活塞環(huán)基體材料表面的距離。如圖2所示。

從待測的活塞環(huán)上任意切割一塊試樣鑲嵌制樣，對橫截面進行研磨、拋光。用校正過的標尺測量復

合鍍層厚度。

注1：鍍層厚度是指鍍層的外表面與活塞環(huán)基體材料表面的距離，如圖2所示。

注2：按GB/T1149.5《內(nèi)燃機活塞環(huán)第5部分：檢驗方法》中規(guī)定，測量位置為活塞環(huán)的環(huán)背和開口兩側(cè)15mm處。

圖2鍍層示意圖

5.1.3試驗設備

2

QC/TXXXXX—20XX

金相顯微鏡，選擇放大倍率100倍，顯微鏡視野為覆蓋層厚度的1.5倍～3倍。

鍍層硬度

5.2.1制樣方法

5.2.1.1制樣

從環(huán)的任意部位截取長度約為15mm左右的試樣，制樣時把試樣的外圓表面放在制樣機的制模塊底

部，為了保護鍍層，在試樣的前面放置一塊鑄件或鋼件一起制樣。熱壓制樣時試樣的溫度不得高于170℃，

可以同時把多個試樣件放在一起制樣，按試樣1、試樣2…的順序排列，按圖3執(zhí)行。

圖3試樣制備圖例

5.2.1.2研磨

5.2.1.2.1研磨時使用SiC-濕式研磨砂紙，依次使用的砂紙粒度如下:

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為了掌握整個鍍層的情況，在用最粗的砂紙進行研磨時把試樣研磨到剛好可以看見基體材

料為止，見圖4。

圖4試樣研磨示意圖

5.2.1.3拋光

拋光使用1μm金剛石拋光劑，直到試樣無刮痕及固體顆粒的貯藏輪廓清晰為止。

3

QC/TXXXXX—20XX

5.2.1.4脫水

用自來水沖去研磨殘留物后，立即滴上無水乙醇，用吹風機吹干試樣塊，脫水后的試樣研磨面應無

劃痕、水漬、銹斑等影響檢測結(jié)果的因素。

5.2.2檢驗方法

按照GB/T4340.1，在拋光的工作面上，測量力值HV0.1，測量5個點的平均硬度值即為鍍層硬度。

5.2.3試驗設備

試驗設備應符合GB/T4340.1中規(guī)定。

鍍層網(wǎng)紋密度

5.3.1制樣方法

同5.2.1。

5.3.2檢驗方法

5.3.2.1用5%的NaOH溶液，在室溫下對試樣進行點解腐蝕大約10s～15s，在金相顯微鏡下放大200

倍，拍攝一幅圖像，氣環(huán)在圖像的對角各劃兩條長10cm相交的直線，油環(huán)（刮片環(huán)）在圖像的對角各

劃兩條長5cm相交的直線，被兩條直線截斷的裂紋數(shù)量總和既是微裂紋密度測定數(shù)值。

5.3.2.2網(wǎng)紋密度也可以用有相應求值功能的圖像分析儀來測定。

5.3.3試驗設備

帶拍照系統(tǒng)的金相顯微鏡，放大倍率100倍、200倍、500倍。

陶瓷粒子含量

5.4.1制樣方法

同5.2.1。

5.4.2檢驗方法

5.4.2.1采用配備材料圖象分析功能的設備進行測定。把準備好的金相試樣放在金相顯微鏡下，氣環(huán)、

油環(huán)放大100倍、刮片環(huán)放大500倍，選擇圖像斷面，調(diào)整圖象清晰度。斷面選定后，相機拍照，利用

圖象分析系統(tǒng)計算陶瓷粒子的含量（面積百分比）。

5.4.2.2也可以用化學分析法分析出鍍層中的陶瓷