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

QC/TXXXXX—20XX

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型式及组成..........................................................................1

5检验方法............................................................................2

图1镀层形式及组成....................................................................2

图2镀层示意图........................................................................2

图3试样制备图例......................................................................3

图4试样研磨示意图....................................................................3

表1断口形貌强度判定..................................................................5

I

QC/TXXXXX—20XX

前言

本文件按照GB/T1.1—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。

本文件是QC/T××××《汽车发动机活塞环表面处理层检验方法》的第1部分。QC/T××××

尚无部分发布。

本文件由全国汽车标准化技术委员会（SAC/TC114）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

本文件主要起草人：王星、陈文超、姜殿昌、代东华、程伟胜、张仪

本次为首次发布。

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

Automobileengine—SurfacetreatmentofPistonring-Inspectionmethod

Part1：Chromiumbasedceramiccompositecoating

II

QC/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

1范围

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200mm的汽车发动机活塞环铬基陶瓷复合镀层的检验。

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/T1149.5内燃机活塞环第5部分：检验方法

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

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三氧化二铝粒子的复合镀层。

陶瓷粒子

三氧化二铝粒子（Al2O3）。

网纹

利用逆镀电流在铬层上刻蚀的沟槽，用于填充陶瓷粒子。

网纹密度

镀层皮膜的单位面积上网纹条数。

粒子含量

镀层皮膜的单位面积上粒子面积百分比。

4型式及组成

活塞环铬基陶瓷复合镀层的型式及组成如图1所示，其余组成名称按GB/T1149.1和GB/T1149.2执行。

1

QC/TXXXXX—20XX

标引序号说明：

1——铬基复合镀层；

2——铬基复合镀层中网纹；

3——铬基复合镀层中的陶瓷粒子。

图1镀层形式及组成

5检验方法

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检验方法

镀层厚度是指镀层的外表面与活塞环基体材料表面的距离。如图2所示。

从待测的活塞环上任意切割一块试样镶嵌制样，对横截面进行研磨、抛光。用校正过的标尺测量复

合镀层厚度。

注1：镀层厚度是指镀层的外表面与活塞环基体材料表面的距离，如图2所示。

注2：按GB/T1149.5《内燃机活塞环第5部分：检验方法》中规定，测量位置为活塞环的环背和开口两侧15mm处。

图2镀层示意图

5.1.3试验设备

2

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金相显微镜，选择放大倍率100倍，显微镜视野为覆盖层厚度的1.5倍～3倍。

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研磨时使用SiC-湿式研磨砂纸，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

5.2.1.3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。

3

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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检验方法

按照GB/T4340.1，在抛光的工作面上，测量力值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。

镀层网纹密度

5.3.1制样方法

同5.2.1。

5.3.2检验方法

5.3.2.1用5%的NaOH溶液，在室温下对试样进行点解腐蚀大约10s～15s，在金相显微镜下放大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，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。

5.3.2.2网纹密度也可以用有相应求值功能的图像分析仪来测定。

5.3.3试验设备

带拍照系统的金相显微镜，放大倍率100倍、200倍、500倍。

陶瓷粒子含量

5.4.1制样方法

同5.2.1。

5.4.2检验方法

5.4.2.1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金相显微镜下，气环、

油环放大100倍、刮片环放大500倍，选择图像断面，调整图象清晰度。断面选定后，相机拍照，利用

图象分析系统计算陶瓷粒子的含量（面积百分比）。

5.4.2.2也可以用化学分析法分析出镀层中的陶瓷粒子比例（体积百分比）或荧光光谱分析仪测定的

陶瓷粒子的含量（面积百分比）。

陶瓷粒子尺寸

5.5.1制样方法

同5.2.1。

5.5.2检测方法

用带有刻度的1000倍显微镜进行测定粒子的直径。

镀层结合强度

5.6.1检测方法

5.6.1.1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剥离，判定涂层的结合强度。

5.6.1.2普通合金铸铁活塞环，采用折断法检测镀层结合强度，将环折断后在40倍放大镜下看断口层

基体剥离形貌来进行判定，强度判定标准按表1执行。

4

QC/TXXXXX—20XX

表1断口形貌强度判定

序号检测结果（断口形状）判定

1合格

2合格

3合格

4不合格

5

ICS43.060

CCST12

QC

中华人民共和国汽车行业标准

QC/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

Automobileengine—SurfacetreatmentofPistonring-Inspectionmethod

Part1：Chromiumbasedceramiccompositecoating

(点击此处添加与国际标准一致性程度的标识)

（征求意见稿）

（本草案完成时间：2023年5月）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

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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

1范围

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200mm的汽车发动机活塞环铬基陶瓷复合镀层的检验。

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/T1149.5内燃机活塞环第5部分：检验方法

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

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三氧化二铝粒子的复合镀层。

陶瓷粒子

三氧化二铝粒子（Al2O3）。

网纹

利用逆镀电流在铬层上刻蚀的沟槽，用于填充陶瓷粒子。

网纹密度

镀层皮膜的单位面积上网纹条数。

粒子含量

镀层皮膜的单位面积上粒子面积百分比。

4型式及组成

活塞环铬基陶瓷复合镀层的型式及组成如图1所示，其余组成名称按GB/T1149.1和GB/T1149.2执行。

1

QC/TXXXXX—20XX

标引序号说明：

1——铬基复合镀层；

2——铬基复合镀层中网纹；

3——铬基复合镀层中的陶瓷粒子。

图1镀层形式及组成

5检验方法

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检验方法

镀层厚度是指镀层的外表面与活塞环基体材料表面的距离。如图2所示。

从待测的活塞环上任意切割一块试样镶嵌制样，对横截面进行研磨、抛光。用校正过的标尺测量复

合镀层厚度。

注1：镀层厚度是指镀层的外表面与活塞环基体材料表面的距离，如图2所示。

注2：按GB/T1149.5《内燃机活塞环第5部分：检验方法》中规定，测量位置为活塞环的环背和开口两侧15mm处。

图2镀层示意图

5.1.3试验设备

2

QC/TXXXXX—20XX

金相显微镜，选择放大倍率100倍，显微镜视野为覆盖层厚度的1.5倍～3倍。

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研磨时使用SiC-湿式研磨砂纸，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

5.2.1.3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。

3

QC/TXXXXX—20XX

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检验方法

按照GB/T4340.1，在抛光的工作面上，测量力值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。

镀层网纹密度

5.3.1制样方法

同5.2.1。

5.3.2检验方法

5.3.2.1用5%的NaOH溶液，在室温下对试样进行点解腐蚀大约10s～15s，在金相显微镜下放大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，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。

5.3.2.2网纹密度也可以用有相应求值功能的图像分析仪来测定。

5.3.3试验设备

带拍照系统的金相显微镜，放大倍率100倍、200倍、500倍。

陶瓷粒子含量

5.4.1制样方法

同5.2.1。

5.4.2检验方法

5.4.2.1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金相显微镜下，气环、

油环放大100倍、刮片环放大500倍，选择图像断面，调整图象清晰度。断面选定后，相机拍照，利用

图象分析系统计算陶瓷粒子的含量（面积百分比）。

5.4.2.2也可以用化学分析法分析出镀层中的陶瓷