專利名稱：一種減磨活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活塞環(huán)，屬于內(nèi)燃機(jī)的零部件。
背景技術(shù)：
活塞環(huán)主要用于汽油機(jī)、柴油機(jī)、工程機(jī)械、水泵等的內(nèi)燃機(jī)中，其主要作用是保持活塞與汽缸壁之間的密封，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能?；钊h(huán)是內(nèi)燃機(jī)的重要部件，其工作條件十分惡劣，活塞環(huán)與汽缸壁之間的相對(duì)滑動(dòng)摩擦速度很高，可達(dá)10米/秒以上，活塞環(huán)工作溫度可達(dá)到30(TC左右；在如此高的滑動(dòng)摩擦速度及高溫下，活塞環(huán)還要承受很大的周期性交變負(fù)荷，還必須在80 150kg/cn^的高壓條件下保持密封，并進(jìn)行滑動(dòng)工作；另外活塞環(huán)還處于液體、半液體及干摩擦三種狀態(tài)交變下工作，甚至在磨粒的摩擦下工作。在這種惡劣的環(huán)境下工作對(duì)活塞環(huán)性能的要求非常高。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的工作可靠性和使用耐久性等均與活塞環(huán)有密切關(guān)系?；钊h(huán)安裝于活塞環(huán)槽中，其外圓與缸套相匹配，為了減少摩擦，活塞環(huán)和缸套之間一般有潤(rùn)滑油。但是目前的活塞環(huán)一般都是由鋼鐵材質(zhì)直接加工而成的材質(zhì)單一的活塞環(huán)，雖然有一些在鋼鐵基體的表面進(jìn)行了鍍鉻等處理，提高了活塞環(huán)摩擦面的硬度和光潔度，但由于潤(rùn)滑條件的限制，單純靠提高硬度來(lái)提高耐磨性其效果仍然不是很好。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有良好的固體潤(rùn)滑特性、不易磨損的活塞環(huán)。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是 —種耐磨活塞環(huán)，包括活塞環(huán)體，在活塞環(huán)外圓表面滲入有硫化層。 硫化層的厚度為1-10 ii m。 硫化層的金屬結(jié)構(gòu)為六方晶體結(jié)構(gòu)。硫化層是采用等離子體輝光放電制造技術(shù)將硫化物滲入的。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型所取得的技術(shù)進(jìn)步在于 在活塞環(huán)體上增加了硫化層后，使活塞環(huán)具有了良好的固體潤(rùn)滑特性和良好的初
期磨合性，因此本實(shí)用新型的活塞環(huán)不易磨損，提高了活塞環(huán)的可靠性并有效防止了咬合
及抱缸現(xiàn)象的發(fā)生，延長(zhǎng)了使用壽命。 經(jīng)過(guò)等離子體輝光放電制造技術(shù)將硫化物滲入活塞環(huán)后，硫化物在活塞環(huán)中的濃度分布從表面到內(nèi)部逐步降低，此種梯度分布極大的提高了活塞環(huán)綜合機(jī)械性能，克服了鋼鐵均質(zhì)材料、復(fù)合材料或者滲層材料的只是提高硬度的缺陷?；钊h(huán)表面具有優(yōu)良的潤(rùn)滑和耐磨性能，而心部同時(shí)又保持了活塞環(huán)固有的強(qiáng)韌性。在活塞環(huán)表面滲有硫化層后隔絕了活塞環(huán)與缸套間純金屬的直接接觸，有效防止了咬合的發(fā)生，硫化層軟化了接觸面的微凸體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有效避免了硬凸體對(duì)對(duì)偶面的犁削作用，硫化層起到削峰填谷作用，增大了真實(shí)接觸面積，可以有效縮短磨合周期，有利于活塞環(huán)與缸套間形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑油膜，有效加強(qiáng)潤(rùn)滑作用，在潤(rùn)滑不充分的情況下硫化層還起到良好的固體潤(rùn)滑作用，可有效防止"抱缸"現(xiàn)象。加強(qiáng)了活塞環(huán)的可靠性。 硫化層的六方晶體金屬結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的減摩作用，硫化層質(zhì)地疏松、多微孔，有利于儲(chǔ)存潤(rùn)滑介質(zhì)；硫化層的存在使接觸表面形成應(yīng)力緩沖區(qū)有效提高抗疲勞能力及承載能力。硫化層的厚度為l-10iim左右時(shí)，既能起到上述作用，也不會(huì)減弱活塞環(huán)的強(qiáng)度，不會(huì)太多提高制造成本。

圖1是本實(shí)用新型的活塞環(huán)的截面示意圖。[0013] 圖中，1、活塞環(huán)體，2、硫化層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明 活塞環(huán)的整體結(jié)構(gòu)為圓環(huán)形，如圖l所示的是活塞環(huán)的截面示意圖，活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)中包括活塞環(huán)體1、硫化層2。硫化層的厚度為1-10 ii m，活塞環(huán)表面的硫化層主要由FeS構(gòu)成。 本實(shí)用新型活塞環(huán)的硫化層是采用低溫離子硫化技術(shù)形成的，其制造工藝過(guò)程包括活塞環(huán)體的機(jī)械加工——三道清洗液浸泡——活塞環(huán)升溫——離子轟擊清洗——工件放入真空室——干燥——活塞環(huán)與硫化物反應(yīng)形成硫化層——檢驗(yàn)——涂覆——活塞環(huán)
成品o 活塞環(huán)與硫化物反應(yīng)形成硫化層的主要原理是在真空狀態(tài)下利用直流電壓使含硫氣體產(chǎn)生輝光放電，并逐漸升溫到工藝溫度，此時(shí)被電離的硫離子在電場(chǎng)的作用下轟擊陰極即活塞環(huán)表面并形成硫化層。
權(quán)利要求一種減磨活塞環(huán)，包括活塞環(huán)體，其特征在于在活塞環(huán)外圓表面滲入有硫化層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減磨活塞環(huán)，其特征在于所述硫化層的厚度為1-10 i！ m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種減磨活塞環(huán)，其特征在于所述硫化層的金屬結(jié)構(gòu)為六方晶體結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種減磨活塞環(huán)，屬于內(nèi)燃機(jī)的零部件。它包括活塞環(huán)體，在活塞環(huán)外圓表面滲入有1-10μm厚的硫化層。硫化層的金屬結(jié)構(gòu)為六方晶體結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的活塞環(huán)具有良好的固體潤(rùn)滑特性和良好的初期磨合性，不易磨損，提高了活塞環(huán)的可靠性并有效防止了咬合及抱缸現(xiàn)象的發(fā)生，延長(zhǎng)了使用壽命。
文檔編號(hào)F02F5/00GK201461125SQ20092010318
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月9日
發(fā)明者候勝龍, 李曉荷, 王季明, 趙麗卿, 韓亞梅 申請(qǐng)人:石家莊金剛內(nèi)燃機(jī)零部件集團(tuán)有限公司