[发明专利]发动机连杆表面用复合镀层及其制备方法、发动机连杆

说明书

本申请公开了一种发动机连杆表面用复合镀层及其制备方法、发动机连杆。所述发动机连杆表面用复合镀层位于连杆大端盖与连杆杆身的结合面处；所述复合镀层设置于金属基材上，且所述复合镀层包括依次设置于所述金属基材上的过渡层和多元金属镀层。本申请的复合镀层具有较高的硬度、较低的表面粗糙度并且结合强度高，能够有效提高连杆表面的硬度、降低表面摩擦系数，减小由于摩擦力所引起的切向应力，降低了接触面的应力分布，减缓微动磨损现象，有效增加连杆工作寿命，尤其适用于高强化指标的发动机连杆。

技术领域

本申请涉及发动机连杆技术领域，具体涉及一种发动机连杆表面用复合镀层及其制备方法、发动机连杆。

背景技术

连杆是发动机的核心零部件之一，它的作用是将活塞受力传递给曲轴，从而使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动。连杆在工作工程中承受着很高的周期性冲击力和惯性力。连杆主要由连杆杆身、连杆大端盖、连杆螺柱及螺母组成。

随着发动机强化指标的不断提高，高功率密度、高可靠性成为设计的主要方向。随着强化指标的进一步提高，连杆大端结合面承受的交变机械载荷越来越高，在工作过程中可能会出现连杆杆身与大端盖在接触面上轻微相互错动，引起微动磨损及微动疲劳，继而萌生裂纹或产生过度磨损，影响连杆的使用寿命，导致连杆的早期失效，严重者会导致连杆断裂等后果。且受限于结构紧凑性，难以通过增加连杆的结构尺寸以提高刚度等手段来减轻微动磨损及微动疲劳。长期以来，众多研究学者针对解决微动磨损问题开展了大量的研究工作，包括更换连杆材料、改变配合面几何形状、改良热处理工艺等，但效果不太明显。

目前发动机领域普遍使用的连杆、大端结合面的材料通常与连杆本体同材料，无法解决高机械载荷的连杆大端结合面微动磨损问题。

因此，亟待提供一种具有高硬度、高耐磨性的连杆结合面复合镀层，以解决连杆大端结合面微动磨损问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种连杆结合面复合镀层，提高结合面硬度、降低摩擦系数，进而降低连杆大端结合面的微动磨损，提高连杆的使用寿命及使用安全性。

本申请提供一种连杆结合面复合镀层，所述复合镀层位于连杆大端盖与连杆杆身的结合面处；所述复合镀层设置于金属基材上，且所述复合镀层包括依次设置于所述金属基材上的过渡层和多元金属镀层。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述过渡层的厚度为1～10μm。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述多元金属镀层的厚度为10～50μm。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述多元金属镀层的硬度为800～1100HV。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述复合镀层的表面粗糙度(Ra)小于或等于0.63μm。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述复合镀层还包括单一金属镀层，所述单一金属镀层位于所述过渡层背离所述多元金属镀层的一侧。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述单一金属镀层的材料为Cr。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述复合镀层的材料包括Ni、Cr、Mo、Ti、Al、W、B和Si中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述过渡层的材料包括Ni、Cr、Mo、Ti、Al、W、B、Si、N中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述多元金属镀层包括Ni、Cr、Mo、Ti、Al、W、B、Si中的一种或多种。

可选的，在本申请的一些实施例中，所述金属基材的材料选自含Cr、Mo、Ni中的一种或多种的合金钢。所述金属基材的材料选自42CrMoA、42CrMo4、34CrNiMo6、34CrNi3MoA中的一种或多种。