專利名稱：一種不粘油三組合活塞油環(huán)及其制備方法
一種不粘油三組合活塞油環(huán)及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本發(fā)明涉及一種三組合鋼帶活塞油環(huán)及其制備方法，具體涉及一種表面噴涂不粘油涂層的三組合油環(huán)及其制備方法。
二、背景技術(shù):隨著人們對保護環(huán)境和減少污染意識的日益提高，對汽車低油耗和低排放的要求變得越來越嚴格。所以如何進一步控制發(fā)動機潤滑油消耗和減少、凈化尾氣排放是當(dāng)前汽車發(fā)展的迫切要求?；钊h(huán)做為發(fā)動機的核心零部件，控油是其重要作用之一?；钊h(huán)在工作時上行運動在缸套內(nèi)壁進行布油，促進潤滑以減少環(huán)和缸套的摩擦磨損。下行運動，將缸套內(nèi)壁的多余潤滑油刮下使其流回油底殼，以減少潤滑油進入燃燒室被燃燒掉?，F(xiàn)行發(fā)動機普遍采用三道環(huán)方式，第一道密封環(huán)主要作用是密封、熱傳導(dǎo)，第二道活塞環(huán)起到部分密封和部分刮油作用，第三道活塞環(huán)主要作用是刮油。據(jù)統(tǒng)計，75%以上的潤滑油是靠第三道活塞環(huán)刮下。為了使發(fā)動機輕量化、高速化，目前絕大部分汽油機普遍采用三組合油環(huán)，即上下刮片加一個襯環(huán)的結(jié)合方式。目前，人們通過采用設(shè)計薄環(huán)高低彈力油環(huán)來控制發(fā)動機的機油耗，這種方式在一定程度上起到了一些效果，然而采用這種設(shè)計是有限的，環(huán)高做的太低將會影響到環(huán)的強度，所以不能無限制的降低環(huán)高。通過拆機發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)機油耗高發(fā)動機的刮片環(huán)和襯環(huán)表面積碳多，有些甚至因積碳過多造成了油環(huán)卡死，失去彈力，無法完成刮油。這是因為環(huán)在向下刮油時部分潤滑油通過襯環(huán)上的回油通道流回油底殼，還有一些潤滑油與環(huán)的表面發(fā)生粘著不能及時流走，又油環(huán)的工作溫度在130°C以上，潤滑油在高溫下很容易造成刮片、襯環(huán)以及環(huán)槽結(jié)膠，長時間造成環(huán)的刮油效果下降，殘留在缸壁上的潤滑油與燃料一同燃燒，將會形成碳基生成物。這些物質(zhì)與潤滑油混合，進入發(fā)動機循環(huán)運動。這些燃燒生成物很容易在油環(huán)上沉積，沉積在油`環(huán)進一步阻礙油的流動，進而產(chǎn)生更多的碳基物質(zhì)堆積形成積炭。長時間可能會造成油環(huán)與環(huán)槽卡死，完全失去油環(huán)的作用。
三、發(fā)明內(nèi)容:本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的三組合油環(huán)表面容易形成積碳從而造成機油耗高的問題，提供了一種能夠使?jié)櫥驮谟铜h(huán)表面快速流走，防止?jié)櫥驼持诨钊h(huán)的表面形成結(jié)膠和積碳，以達到降低機油耗的目的，使得發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的節(jié)能環(huán)保的不粘油三組合活塞油環(huán)及其制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明不粘油三組合活塞油環(huán)由軸向的上下一對刮片環(huán)與位于兩刮片環(huán)之間的襯環(huán)組成，在襯環(huán)或襯環(huán)和刮片的表面上涂覆一種由二硫化鑰和聚四氟乙烯組成的不粘油涂層。本發(fā)明不粘油三組合活塞油環(huán)的制備方法，包括如下步驟；I)將需要涂覆的襯環(huán)或/和刮片環(huán)進行超聲波清洗，除去襯環(huán)表面的油污；2)對襯環(huán)或/和刮片環(huán)表面進行前化學(xué)處理，將襯環(huán)或/和刮片環(huán)放入錳磷酸鹽溶液中進行磷化處理，在襯環(huán)表面生成一層薄的磷化層，處理時間3 5分鐘，溫度60 80°C，磷化層厚度I 3μπι;3)磷化處理后，將襯環(huán)或/和刮片環(huán)放入純凈水中清洗，清洗時間I分鐘，水溫60-70 V ；4)清洗完成后放入烘干爐中烘干，烘干溫度90 105°C，時間5分鐘；5)噴涂處理，噴槍與襯環(huán)或/和刮片環(huán)表面分別呈75°、90°和115°連續(xù)噴涂三次；噴涂不粘油涂層的成分以重量計為:二硫化鑰5% _35t%,聚四氟乙烯65% -90wt% ；6)干燥處理，將噴涂好的襯環(huán)和刮片環(huán)放在無塵箱中進行干燥，干燥時間20 30分鐘，干燥溫度100°c ；7)翻轉(zhuǎn)襯環(huán)，重復(fù)步驟5和步驟6噴涂襯環(huán)另外一面；8)固化處理，襯環(huán)或/和刮片環(huán)處理時間10分鐘，固化溫度160 200°C。所述步驟I)中的刮片環(huán)預(yù)先對其外圓面利用等離子氮化方式生成等離子氮化層。襯環(huán)位于兩片刮片環(huán)之間，推壓刮片環(huán)的內(nèi)圓面，從而使刮片環(huán)獲得張力。本發(fā)明的三組合油環(huán)是通過在襯環(huán)的表面或在襯環(huán)的表面或/和刮片環(huán)與襯環(huán)接觸的面噴涂一種不粘油涂層來加快油在環(huán)表面的流動性，減少環(huán)表面的潤滑油殘留，使得油很快流走不會造成油環(huán)結(jié)膠，同時沖刷走輕微的積碳，防止因積碳將襯環(huán)和刮片環(huán)粘接卡死造成彈力消失，進一步降低機油耗。本發(fā)明不粘油涂層主要組成成分為二硫化鑰和聚四氟乙烯。二硫化鑰的分子結(jié)構(gòu)為層狀格子型構(gòu)造，每層由鑰原子同兩側(cè)的2個硫原子結(jié)合而成。鑰同硫的結(jié)合非常強，而相反硫磺與硫磺間的結(jié)合力微弱，因此，層與層間容易斷裂并滑移，故可以充分發(fā)揮出潤滑減磨性。聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)極低0.03 0.04，非粘著性能極為出色，同時具備較好的耐熱和耐腐蝕性能。本發(fā)明的活塞環(huán)油環(huán)包括三種類型。第一種，在襯環(huán)的表面涂覆本發(fā)明的不粘油涂層，回油時襯環(huán)表面具有很好的不粘油性能，加速油在襯環(huán)表面的流動性。第二種，在襯環(huán)的表面和與襯環(huán)接觸的刮片表面進行噴涂本發(fā)明的不粘油涂層。使得襯環(huán)和刮片同時具有不粘油性能，回油時，同時加速襯環(huán)和刮片的表面的流動性。第三種，在第二種方案的基礎(chǔ)上為了提高刮片環(huán)的外圓耐磨性，利用等離子氮化技術(shù)在刮片環(huán)的外圓面進行等離子氮化處理層。本發(fā)明的不粘油涂層厚度一般在5 15μπι范圍內(nèi)，涂層與環(huán)的基體結(jié)合好，不易脫落。四、說明附圖:

圖1是本發(fā)明方法所得產(chǎn)品的部分截面示意圖。圖2是本發(fā)明的另外一種實施方式所得產(chǎn)品的部分截面示意圖。圖3是本發(fā)明的第三種實施方式所得產(chǎn)品的部分截面示意圖。
五具體實施方式
:具體實施方式
一:參見圖1，本發(fā)明提供的不粘油活塞環(huán)油環(huán)包括襯環(huán)1，刮片環(huán)2，以及在襯環(huán)I的上、下側(cè)面涂覆的不粘油涂層3。實施步驟驟如下:步驟1:將需要涂覆的襯環(huán)進行超聲波清洗，除去襯環(huán)表面的油污。

步驟2:對襯環(huán)表面進行前化學(xué)處理，將襯環(huán)放入錳磷酸鹽溶液中進行磷化處理，在襯環(huán)表面生成一層薄的磷化層，處理時間3 5分鐘,溫度60 80°C,磷化層厚度I 3 μ m ；步驟3:磷化處理后，將襯環(huán)放入純凈水中清洗，清洗時間I分鐘，水溫60_70°C。步驟4:清洗完成后放入烘干爐中烘干，烘干溫度90 105°C，時間5分鐘。步驟5:噴涂處理，本發(fā)明采用全自動電控噴頭，噴涂速度快，噴涂效率高，而且采用可以360°旋轉(zhuǎn)式噴頭，涂層厚度均勻。采用0.8mm超細噴槍，噴涂時噴槍與襯環(huán)表面分別呈75°、90°和115°連續(xù)噴涂三次。步驟6:干燥處理，將噴涂好的環(huán)放在無塵箱中進行干燥，干燥時間20 30分鐘，干燥溫度100°c。步驟7:翻轉(zhuǎn)襯環(huán),重復(fù)步驟5和步驟6噴涂襯環(huán)另外一面；+步驟8:固化處理，處理時間10分鐘，固化溫度160 200°C。
具體實施方式
二:參見圖2，本發(fā)明提供的不粘油活塞環(huán)油環(huán)包括襯環(huán)1，刮片環(huán)2，以及在襯環(huán)I的上、下側(cè)面和與襯環(huán)接觸的刮片環(huán)面上涂覆的不粘油涂層3。實施步驟如下:步驟1:將需要涂覆的襯環(huán)和刮片進行超聲波清洗，除去襯環(huán)表面的油污。步驟2:對襯環(huán)和刮片表面進行前化學(xué)處理，將襯環(huán)和刮片放入錳磷酸鹽溶液中進行磷化處理，在襯環(huán)和刮片表面生成一層薄的磷化層，處理時間3 5分鐘，溫度60 80°C，磷化層厚度I 3μπι;步驟3:磷化處理后，將襯環(huán)和刮片環(huán)放入純凈水中清洗，清洗時間I分鐘，水溫60-70。。。步驟4:清洗完成后放入烘干爐中烘干，烘干溫度90 105°C，時間5分鐘。步驟5:噴涂處理，本發(fā)明采用全自動電控噴頭，噴涂速度快，噴涂效率高，而且采用可以360°旋轉(zhuǎn)式噴頭，涂層厚度均勻。采用0.8mm超細噴槍，噴涂時噴槍與環(huán)體表面分別呈75°、90°和115°連續(xù)噴涂三次。步驟6:干燥處理，將噴涂好的環(huán)放在無塵箱中進行干燥，干燥時間20 30分鐘，干燥溫度100°c。步驟7:翻轉(zhuǎn)襯環(huán),重復(fù)步驟5和步驟6噴涂襯環(huán)另外一面；步驟8:固化處理，處理時間10分鐘，固化溫度160 200°C。
具體實施方式
三:參見圖3，本發(fā)明提供的不粘油活塞環(huán)油環(huán)包括襯環(huán)1，刮片環(huán)2，以及在襯環(huán)I的上、下側(cè)面和與襯環(huán)接觸的刮片環(huán)面上涂覆的不粘油涂層3，在刮片環(huán)2的外圓面利用等離子氮化方式生成的等離子氮化層4。實施步驟如下:步驟1:利用等離子氮化方式對刮片環(huán)的外圓面進行等離子氮化；步驟2:將需要涂覆的襯環(huán)和刮片進行超聲波清洗，除去襯環(huán)表面的油污。步驟3:對襯環(huán)和刮片表面進行前化學(xué)處理，將襯環(huán)和刮片放入錳磷酸鹽溶液中進行磷化處理，在襯環(huán)和刮片表面生成一層薄的磷化層，處理時間3 5分鐘，溫度60 80°C，磷化層厚度I 3μπι;步驟4:磷化處理后，將襯環(huán)和刮片環(huán)放入純凈水中清洗，清洗時間I分鐘，水溫60-70。。。步驟5:清洗完成后放入烘干爐中烘干，烘干溫度90 105°C，時間5分鐘。
步驟6:噴涂處理，本發(fā)明采用全自動電控噴頭，噴涂速度快，噴涂效率高，而且采用可以360°旋轉(zhuǎn)式噴頭，涂層厚度均勻。采用0.8mm超細噴槍，噴涂時噴槍與環(huán)體表面分別呈75°、90°和115°連續(xù)噴涂三次。步驟7:干燥處理，將噴涂好的環(huán)放在無塵箱中進行干燥，干燥時間20 30分鐘，干燥溫度100°c。步驟8:翻轉(zhuǎn)襯環(huán),重復(fù)步驟5和步驟6噴涂襯環(huán)另外一面；步驟9:固化處 理，處理時間10分鐘，固化溫度160 200°C。
權(quán)利要求
1.一種不粘油三組合活塞油環(huán)，由軸向的上下一對刮片環(huán)與位于兩刮片環(huán)之間的襯環(huán)組成，其特征是:所述的襯環(huán)(I)或/和刮片環(huán)(2)的表面上涂覆一種由二硫化鑰和聚四氟乙烯組成的不粘油涂層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的不粘油三組合活塞油環(huán)，其制備方法包括以下步驟: 1)將需要涂覆的襯環(huán)或/和刮片環(huán)進行超聲波清洗，除去襯環(huán)表面的油污； 2)對襯環(huán)或/和刮片環(huán)表面進行前化學(xué)處理，將襯環(huán)或/和刮片環(huán)放入錳磷酸鹽溶液中進行磷化處理，在襯環(huán)表面生成一層薄的磷化層，處理時間3 5分鐘，溫度60 80°C，磷化層厚度I 3 μ m ; 3)磷化處理后，將襯環(huán)或/和刮片環(huán)放入純凈水中清洗，清洗時間I分鐘，水溫60-70 V ； 4)清洗完成后放入烘干爐中烘干，烘干溫度90 105°C，時間5分鐘； 5)噴涂處理，噴槍與襯環(huán)或/和刮片環(huán)表面分別呈75°、90°和115°連續(xù)噴涂三次；噴涂不粘油涂層的成分以重量計為:二硫化鑰5% _35t%,聚四氟乙烯65% -90wt% ； 6)干燥處理，將噴涂好的襯環(huán)和刮片環(huán)放在無塵箱中進行干燥，干燥時間20 30分鐘，干燥溫度100 °c ； 7)翻轉(zhuǎn)襯環(huán)，重復(fù)步驟5和步驟6噴涂 襯環(huán)另外一面； 8)固化處理，襯環(huán)或/和刮片環(huán)處理時間10分鐘，固化溫度160 200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的不粘油三組合活塞油環(huán)的制備方法，其特征是:所述步驟I)中的刮片環(huán)預(yù)先對其外圓面利用等離子氮化方式生成等離子氮化層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不粘油三組合活塞油環(huán)及其制備方法，對襯環(huán)和刮片表面進行超聲波清洗后，進行磷化處理，在環(huán)體的表面形成一層薄磷化層，再進行噴涂不粘油涂層，通過烘干和固化在襯環(huán)和刮片的表面形成一層致密的不粘油涂層。本發(fā)明中的不粘油涂層由二硫化鉬和聚四氟乙烯組成，通過在襯環(huán)或襯環(huán)和刮片表面噴涂不粘油涂層后，加速了潤滑油在環(huán)體表面的流動性，有效解決了現(xiàn)有的三組合油環(huán)表面容易形成積碳從而造成機油耗高的問題，降低了機油耗，使得發(fā)動機能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F02F5/00GK103225566SQ201210516018
公開日2013年7月31日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王星, 童身亮, 陳春, 程偉勝 申請人:安慶帝伯格茨活塞環(huán)有限公司