ICS 43.060 CCS T 12 QC 中华人民共和国 汽车行业标准 QC/T XXXXX—20XX 汽车发动机 活塞环表面处理层检验方法 第2部分：PVD涂层 Automobile engine s-Inspection method for surface treatment of piston ring s Part 2：PVD coating （报批稿） XXXX - XX - XX发布 XXXX - XX - XX实施 中华人民共和国工业和信息化部 发布 QC/T XXXXX —20XX I 目次 前言 ................................ ................................ ................. II 1 范围 ................................ ................................ ............... 1 2 规范性引用文件 ................................ ................................ ..... 1 3 术语和定义 ................................ ................................ ......... 1 4 型式及各部位名称 ................................ ................................ ... 1 5 检验方法 ................................ ................................ ........... 1 涂层厚度 ................................ ................................ ....... 1 涂层硬度 ................................ ................................ ....... 2 涂层孔隙 ................................ ................................ ....... 2 涂层结合强度 ................................ ................................ ... 3 图1 PVD涂层示意图 ................................ ................................ .... 1 图2 镶嵌试样制备示意图 ................................ ................................ 2 图3 硬度样件结构示意图 ................................ ................................ 2 表1 扭曲后结合强度判定 ................................ ............................... 3 QC/T XXXXX —20XX II 前言 本文件按照 GB/T 1.1 —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。 QC/T XXXX—202X《汽车发动机 活塞环表面处理层检验方法》 分为4个部分： ——第1部分：铬基陶瓷复合镀层； ——第2部分：PVD涂层； ——第3部分：铬基金刚石复合镀层； ——第4部分：DLC涂层。 本文件是 QC/T XXXX《汽车发动机 活塞环表面处理层检验方法》 的第2部分。QC/T XXXX尚无部分发 布。 本文件由全国汽车标准化技术委员会（ SAC/TC 114 ）提出并归口。 本文件起草单位： 安庆帝伯 格茨活塞环有限公司 、华闽南配集团股份有限公司 、滨州渤海活塞有限 公司、仪征亚新科双环活塞环有限公司 、南京飞燕活塞环股份有限公司 、一汽解放大连柴油机有限公司 本文件主要起草人： 王星、徐建孙、姜殿昌、刘凡、张仪、郭喜英、 程伟胜 本次为首次发布。 QC/T XXXXX —20XX 1 汽车发动机 活塞环表面处理层检验方法 第2部分：PVD涂层 1 范围 本文件规定了汽车发动机活塞环 PVD涂层的术语和定义、型式及组成、 检验方法。 本文件适用于气缸直径小于或等于 160 mm的汽车发动机 活塞环PVD涂层的检验 。其它类型和大缸径活 塞环PVD涂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/T 1149 .1 内燃机 活塞环 第1部分：通用规则 GB/T 1149 .2 内燃机 活塞环 第2部分：术语 GB/T 4340.1 金属材料 维氏硬度试验 第1部分：试验方法 GB/T 6462 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。 PVD涂层 physical vapor deposition 通过一定加工手段沉积在活塞环外圆表面的抗磨涂覆层。 注1：PVD涂层材料有CrN、TiN等，结构如图 1所示。 注2：PVD涂层的加工手段有 真空蒸发、溅射、离子镀等 方式。 图1 PVD涂层示意图 PVD涂层厚度 PVD coating thickness PVD涂层的外表面 到活塞环基体材料表面 或工艺性过渡层 表面的距离。 注： PVD涂层厚度不包括工艺性过渡层厚度 。如图1所示。 4 型式及各部位名称 活塞环PVD涂层的型式及其各部位名称按 GB/T 1149 .1、GB/T 1149 .2执行。 5 检验方法 涂层厚度 5.1.1 制样方法 QC/T XXXXX —20XX 2 制样方法按 GB/T 6462 执行，试样横断面的 要求如下： a) 横断面垂直于 涂层； 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) 由于切割和制备横断面所引起的变形材料要去掉 ； d) 涂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。 5.1.2 检验步骤 从待测的活塞环上任意切割一块试样，镶嵌后，对横截面进行研磨、抛光 。用校正过的标尺测量 PVD 涂层的厚度，根据PVD涂层厚度选择合适的 显微镜放大 倍率，优先推荐 200倍。测量位置为活塞环的 开口 对面和开口两侧 15 mm处。 涂层硬度 5.2.1 制样方法 在活塞环上任意位置用卡钳截取 10 mm～15 mm一段，活塞环外圆面朝下 ，如图2所示，置于镶嵌机上 制样，依次用280＃、400＃、1200＃金相砂纸进行打磨，采 用氧化铝 或其它适合的 抛光液抛光成镜面， 表 面应无划痕。 制样机平台镶嵌料 样件 标记环 样件1 样件2 图2 镶嵌试样制备示意图 5.2.2 检验方式 按GB/T 4340.1 ，选择合适的测量载荷压头（推荐采用 100 gf压头）进行涂层的硬度 测量，测量点应 在相对测量层较厚的部位 进行，如图3所示，在靠近皮膜处的 PVD图层上。常规测量为3点测量取硬度平均 值，如有特殊要求 采用5点测量取硬度平均值。 活塞环基体 皮膜 PVD 涂层 图3 硬度样件 结构示意图 涂层孔隙 5.3.1 制样方法 同5.2.1。 5.3.2 检测方式 利用400倍或500倍金相显微镜 ，拍摄涂层孔隙照片，具体由供需双方协商决定。 QC/T XXXXX —20XX 3 涂层结合强度 5.4.1 检测方式 双手握住检测环的开口两边，用软材料垫板支撑扭曲部位，缓缓扭曲试验 ，非氮化环 扭曲至90°，氮 化环扭曲至 45°，用目视或20倍放大镜下观察扭曲部位 涂层是否有层基剥离或层间剥离 ，判定涂层的结合 强度。结合强度判定按表 1执行。 表1 扭曲后结合强度判定 序号 扭曲后形貌 说明 判定 1 外圆及棱边无涂层剥离 合格 2 外圆棱边发生涂层剥离 不合格 3 外圆面发生涂层剥离 不合格 4 棱边及外圆面均 发生涂层剥离 不合格