專利名稱：鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，主要應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)第一道活塞環(huán)。屬于活塞環(huán)制造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代汽車要求發(fā)動(dòng)機(jī)具有更高的功率、更低的燃油耗和更長的使用壽命， 并進(jìn)一步減少汽車交通對(duì)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，為此汽油機(jī)和柴油機(jī)制造商都在為追求此目標(biāo)而進(jìn)行不斷的研發(fā)。為適應(yīng)此發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，零部件供應(yīng)商在汽油機(jī)和柴油機(jī)活塞環(huán)表面處理方面進(jìn)行了深入的研究。發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦功耗對(duì)燃油消耗可產(chǎn)生重要影響。而且由于當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦功耗對(duì)油耗的影響日益凸顯?，F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦功耗的主要來源是活塞組件，包括活塞及活塞環(huán)，而活塞環(huán)更是主要因素。在發(fā)動(dòng)機(jī)初期磨合階段及發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火時(shí)的高溫高壓等極限條件下，活塞環(huán)和缸套摩擦表面間的潤滑油膜難以有效建立，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)爆發(fā)壓力的不斷提高，活塞環(huán)-缸套摩擦副間的潤滑油膜建立變得愈來愈困難，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作初期及點(diǎn)火的瞬間，油膜甚至無法建立，出現(xiàn)干摩擦，導(dǎo)致活塞環(huán)-缸套摩擦副失效，發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺陷，在摩擦界面接觸壓力過大和溫度過高條件下，活塞環(huán)外圓工作面的鍍層中金剛石向具有自潤滑作用的石墨相轉(zhuǎn)化，特別是在無油-高溫環(huán)境下起到良好的減摩作用，減小摩擦功損失的目的，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。為發(fā)動(dòng)機(jī)在不斷提高的爆發(fā)壓力和升功率條件下正常工作提供了有力的保障，滿足了國家政策法規(guī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，有效改善了環(huán)境。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，其結(jié)構(gòu)包括基本材料(3)的活塞環(huán)體上10 IOOiim深度的滲層(2)，所述的基本材料(3)的活塞環(huán)體為不銹鋼，所述的滲層(2)為氣體氮化層，其特征是，在活塞環(huán)外圓面的滲層(2 )上電鍍鉆石復(fù)合鍍鉻層(I)。所述的鉆石復(fù)合鍍鉻層(I)的厚度在20 200 u m。所述的鉆石復(fù)合鍍鉻層(I)中金剛石粒度為0. I 2. 0微米，微粒含量在0. 5 3. 0% (w/w)0本實(shí)用新型通過在活塞環(huán)外圓面的滲層上電鍍一定厚度的鉆石復(fù)合鍍鉻層，可極大提高抗磨損性能和抗拉缸性能，延長使用壽命，將摩擦系數(shù)最大降至0. 03 0. 07，活塞環(huán)側(cè)面的氮化滲層進(jìn)一步提高了活塞環(huán)爆發(fā)壓力，可以明顯減小摩擦功損失，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)出現(xiàn)干摩擦或過度的邊界摩擦?xí)r，活塞環(huán)外圓表面的鉆石復(fù)合鍍鉻層向具有自潤滑作用的石墨相轉(zhuǎn)化，消除異常磨損故障模式的發(fā)生?；钊h(huán)-缸套摩擦副間的潤滑膜形成后，耐磨性得到明顯改善，大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的初期磨合性能，延長了發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型截面放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，I是鉆石復(fù)合鍍鉻層，2是滲層，3是基本材料。
具體實(shí)施方式
結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型，如圖I所示，本實(shí)用新型由基本材料
3、基本材料3表面的滲層2和活塞環(huán)外圓面的滲層2上電鍍的鉆石復(fù)合鍍鉻層I構(gòu)成?；静牧?為不銹鋼，滲層2為10 IOOum深度的氣體氮化層，表面硬度大于900HV ;在活塞環(huán)外圓面的滲層2上電鍍20 200um厚度的鉆石復(fù)合鍍鉻層1，形成復(fù)合耐磨層。鉆石復(fù)合鍍鉻層I中的金剛石微粒的粒度范圍為0. I 2. 0微米，微粒含量在0. 5 3. 0%(w/w)o本實(shí)用新型利用與耐磨性強(qiáng)、自潤滑性好的鉆石復(fù)合鍍鉻層，將摩擦系數(shù)最大降至0. 03 0. 07，達(dá)到減小摩擦功損失的目的，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。在發(fā)動(dòng)機(jī)初期磨合階段及發(fā)動(dòng)機(jī)在點(diǎn)火時(shí)的高溫高壓等極限條件下，嵌入的高硬度且潤滑性好的金剛石微粒的活塞環(huán)外圓表面最外層的耐磨性能和抗拉缸性能也得到極大提高。當(dāng)活塞環(huán)外圓面的鉆石復(fù)合鍍鉻層磨損后，滲層2繼續(xù)改善活塞環(huán)的摩擦條件，使氮化鉻基鉆石復(fù)合電鍍活塞環(huán)的使用壽命得到進(jìn)一步延長。鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)為發(fā)動(dòng)機(jī)在不斷提高的爆發(fā)壓力和升功率條件下正常工作提供更有力的保障。
權(quán)利要求1.一種鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，其結(jié)構(gòu)包括基本材料(3)的活塞環(huán)體上10 lOOym深度的滲層(2)，所述的基本材料(3)的活塞環(huán)體為不銹鋼，所述的滲層(2)為氣體氮化層，其特征是，在活塞環(huán)外圓面的滲層(2 )上電鍍鉆石復(fù)合鍍鉻層(I)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，其特征是，所述的鉆石復(fù)合鍍鉻層(I)的厚度在20 200 u m。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鉻基鉆石復(fù)合鍍氮化鋼質(zhì)活塞環(huán)，主要應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)第一道活塞環(huán)。屬于活塞環(huán)制造技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型通過在活塞環(huán)外圓面的滲層上電鍍一定厚度的鉆石復(fù)合鍍鉻層，可極大提高抗磨損性能和抗拉缸性能，延長使用壽命，將摩擦系數(shù)最大降至0.03～0.07，活塞環(huán)側(cè)面的氮化滲層進(jìn)一步提高了活塞環(huán)爆發(fā)壓力，可以明顯減小摩擦功損失，改善發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)出現(xiàn)干摩擦或過度的邊界摩擦?xí)r，活塞環(huán)外圓表面的鉆石復(fù)合鍍鉻層向具有自潤滑作用的石墨相轉(zhuǎn)化，消除異常磨損故障模式的發(fā)生?；钊h(huán)-缸套摩擦副間的潤滑膜形成后，耐磨性得到明顯改善，大大改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的初期磨合性能，延長了發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。
文檔編號(hào)F02F5/00GK202500672SQ20122004050
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者劉千喜, 唐玉紅, 孟才喜 申請(qǐng)人:儀征雙環(huán)活塞環(huán)有限公司