本實用新型涉及一種發(fā)動機活塞環(huán)，具體涉及一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)。
背景技術(shù)：
目前，重載柴油發(fā)動機活塞環(huán)，尤其是頂環(huán)材質(zhì)主要為球墨鑄鐵材料。為了應(yīng)對大馬力發(fā)動機功率密度的不斷提升以及越來越嚴苛的節(jié)能環(huán)保法規(guī)，工程師采用PVD（物理氣相沉積）技術(shù)對活塞環(huán)表面進行處理，以提高其耐磨減摩性能，并達到降低發(fā)動機摩擦功和比油耗，且減少碳排放的效果。但是，球墨鑄鐵活塞環(huán)的球墨鑄鐵材料內(nèi)部存在疏松和縮孔等缺陷，同時碳成分主要以大顆粒石墨形式存在；而疏松縮孔和大顆粒石墨使得PVD涂層與活塞環(huán)基體的膜基結(jié)合強度不足，在實際苛刻工況下極易發(fā)生剝落等嚴重失效，因此導(dǎo)致在球墨鑄鐵活塞環(huán)工作面沉積PVD涂層成為一大技術(shù)難點。
專利號為2011200363469的中國實用新型專利《具有離子氮化白亮層與PVD 鍍層的球墨鑄鐵活塞環(huán)》公開了一種球墨鑄鐵活塞環(huán)，包括球墨鑄鐵材料制作的本體，的本體表面由內(nèi)而外依次覆蓋著氮化白亮層和PVD 鍍層。該專利在球墨鑄鐵本體上預(yù)處理得到一層氮化白色層，將鑄鐵活塞環(huán)的疏松縮孔缺陷和石墨部位基本覆蓋，從而使得后續(xù)制備的PVD鍍層膜基結(jié)合力大大增加，且薄膜質(zhì)量好。但是，該專利由于采用了離子氮化預(yù)處理工藝，增加了PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)的工藝流程，從而提升了制造成本。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型針對現(xiàn)有較難在球墨鑄鐵活塞環(huán)工作面沉積PVD涂層等問題，提供一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是：一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體及其表面附著的PVD鍍層，所述PVD鍍層包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的Cr打底層，CrMeN/CrN混合過渡層和CrMeN鍍層，所述的Cr打底層厚度為1-3μm，所述活塞環(huán)基體的制造材料為球墨鑄鐵材料。
所述的PVD鍍層的厚度為5‐10μm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型的有益效果是：
1、本實用新型中Cr打底層足夠厚將整個活塞環(huán)基體工作面覆蓋住，克服了難以在具有疏松縮孔等缺陷和大顆粒石墨外露的球墨鑄鐵活塞環(huán)表面制備PVD鍍層的難題，避免了活塞環(huán)基體的疏松縮孔和外露的石墨大顆粒對CrMeN鍍層的制備產(chǎn)生的不利影響，提升了PVD鍍層與活塞環(huán)基體的膜基結(jié)合力， 成功制備膜基結(jié)合強度高且鍍層質(zhì)量好的PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)。
2、本實用新型中CrMeN/CrN混合過渡層既可以很好的連接Cr打底層，又可以為CrMeN鍍層的生長提供良好的環(huán)境，從而進一步提升了PVD鍍層與基體的膜基結(jié)合力；且由于各元素之間很好的化學(xué)親和力降低了PVD鍍層的內(nèi)應(yīng)力，因此其提高了PVD鍍層的質(zhì)量，提升了本活塞環(huán)的可靠性。
附圖說明
圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中：活塞環(huán)基體1，Cr打底層，CrMeN/CrN混合過渡層3，CrMeN鍍層4。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。
參見圖1，一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體1及其表面附著的PVD鍍層，所述PVD鍍層包括由內(nèi)至外依次設(shè)置的Cr打底層2、CrMeN/CrN混合過渡層3和CrMeN鍍層4?；钊h(huán)基體1和Cr打底層2的邊界及CrMeN/CrN混合過渡層3和CrMeN鍍層4的邊界，結(jié)合好， PVD鍍層整體均勻致密。此處的Me為Al、Mo等一種或多種金屬元素。此處所述的活塞環(huán)基體1制造材料為球墨鑄鐵。
參見圖1，所述的所述PVD鍍層的厚度為5‐10μm。
參見圖1，所述的Cr打底層2厚度為1-3μm。
實施例一：
一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體1和PVD鍍層，所述活塞環(huán)基體1制造材料為球墨鑄鐵，PVD鍍層厚度為5-10μm，由內(nèi)至外依次為：Cr打底層2厚度為1-3μm、CrMeN/CrN混合過渡層3厚度為1-3μm、CrMeN鍍層4厚度為3-4μm。
本實施例中，Me元素為Al，經(jīng)劃痕儀試驗檢測，該PVD鍍層與活塞環(huán)基體1的結(jié)合力為臨界載荷Lc2≥100N。
實施例二：
一種PVD球墨鑄鐵活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體1和PVD鍍層，所述活塞環(huán)基體1制造材料為球墨鑄鐵，PVD鍍層厚度為5-10μm，由內(nèi)至外依次為：Cr打底層2厚度為1-3μm、CrMeN/CrN混合過渡層3厚度為1-3μm、CrMeN鍍層4厚度為3-4μm。本實施例中Me元素為TiAl元素。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，上述結(jié)構(gòu)都應(yīng)當視為屬于本實用新型的保護范圍。