一種外圓超硬活塞環(huán)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種外圓超硬活塞環(huán)，其包括活塞環(huán)基體，所述活塞環(huán)基體的上、下兩側(cè)面上從里至外均依序設(shè)有滲氮層和磷化層，活塞環(huán)基體的外圓面上從里至外依序設(shè)有鉻層和超硬陶瓷膜層，所述超硬陶瓷膜層為TiN、ZrN復(fù)合膜層。本實(shí)用新型的活塞環(huán)具有抗熔著磨損、高耐磨性、低摩擦系數(shù)、長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷、高功率、高轉(zhuǎn)速、低燃料消耗、低廢氣排放等技術(shù)性能要求。
【專利說明】
一種外圓超硬活塞環(huán)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及活塞環(huán)領(lǐng)域，尤其涉及一種外圓超硬活塞環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)朝著更高轉(zhuǎn)速、更高壽命、更高扭矩、更低油耗和更低排放的方向發(fā)展，所以對活塞環(huán)也提出了更高的要求。常見的合金彈簧鋼活塞環(huán)的表面處理方式有鍍鉻和噴鉬，然而這些涂層都存在一定的局限性，如鍍鉻層摩擦系數(shù)大，磨損功損失大，容易攻擊缸體，出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象;噴鉬涂層硬度偏低，抗磨粒磨損性能差，不耐磨。市場普遍反映傳統(tǒng)表面處理的合金彈簧鋼活塞環(huán)經(jīng)常出現(xiàn)外圓面及上下側(cè)面的異常磨損和拉缸等現(xiàn)象，已漸漸不能滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)中活塞環(huán)外圓面和上下側(cè)面不耐磨的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種抗熔著磨損、高耐磨性、低摩擦系數(shù)和使用壽命長的外圓超硬活塞環(huán)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種外圓超硬活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體，所述活塞環(huán)基體的上、下兩側(cè)面上從里至外均依序設(shè)有滲氮層和磷化層，活塞環(huán)基體的外圓面上從里至外依序設(shè)有鉻層和超硬陶瓷膜層，所述超硬陶瓷膜層為TiN、ZrN復(fù)合膜層。
[0006]所述活塞環(huán)基體為彈簧鋼成型。
[0007]所述超硬陶瓷膜層采用真空鍍膜成型。
[0008]所述滲氮層厚度為0.2毫米，磷化層厚度為3-5微米，鉻層厚度為3-5微米，超硬陶瓷膜層3-5微米。
[0009]所述磷化層的表面設(shè)有耐磨固體潤滑劑覆膜層。
[0010]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案，先在活塞環(huán)外圓表面上鍍制一層鉻層，再在鉻層上利用真空鍍膜技術(shù)沉積一層耐磨損、耐腐蝕、低摩擦系數(shù)的超硬陶瓷膜層，在活塞環(huán)上、下側(cè)面處理形成滲氮層和磷化層，這樣就可以使活塞環(huán)在高溫下工作，具有抗熔著磨損、高耐磨性、低摩擦系數(shù)、長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)高負(fù)荷、高功率、高轉(zhuǎn)速、低燃料消耗、低廢氣排放等技術(shù)性能要求。
【附圖說明】
[0011]以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0012]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)用新型包括活塞環(huán)基體I，活塞環(huán)基體I為彈簧鋼成型，活塞環(huán)基體I的上、下兩側(cè)面上從里至外均依序設(shè)有滲氮層2和磷化層3，活塞環(huán)基體的外圓面上從里至外依序設(shè)有鉻層4和超硬陶瓷膜層5，超硬陶瓷膜層5為TiN、ZrN復(fù)合膜層。活塞環(huán)基體I的外圓面與超硬陶瓷膜層5之間電鍍一層鉻層4，可提高超硬陶瓷膜層5與活塞環(huán)基體I的結(jié)合強(qiáng)度。
[0015]超硬陶瓷膜層5采用真空鍍膜成型，形成原理如下:首先將真空室抽真空、預(yù)熱工件、轟擊清潔待鍍表面后，通入氮?dú)?，?jīng)引弧針短路引弧后，Ti和Zr靶表面發(fā)生場致弧光放電，靶面發(fā)射的高密度電子流和蒸發(fā)出來的高密度金屬蒸汽流在靶前碰撞離化成為離子流，與碰撞離化的氮離子結(jié)合后涂覆在工件表面形成TiN、ZrN復(fù)合膜層。
[0016]滲氮層2厚度為0.2毫米，硬度1000HV以上;磷化層3厚度為3_5微米，鉻層4厚度為3-5微米，硬度850HV以上;超硬陶瓷膜層3-5微米，硬度1600-2200HV。
[0017]如圖2所示，實(shí)施例2作為實(shí)施例1的優(yōu)化方案，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，在磷化層3的表面還設(shè)有石墨基或PTFE基的耐磨固體潤滑劑覆膜層6。噴涂固體潤滑劑覆膜層能使活塞環(huán)具有強(qiáng)耐磨的特性，摩擦副匹配性好，使用壽命長。
[0018]本實(shí)用新型的活塞環(huán)大幅度提高工作表面硬度、耐磨性、潤滑性、耐腐蝕性，具有抗疲勞的卓越性能，使用壽命長，摩擦副匹配性好，其匹配的缸套使用壽命也延長了 I倍，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，與普通鍍鉻合金彈簧鋼活塞環(huán)進(jìn)行臺(tái)架對比試驗(yàn):本實(shí)用新型活塞環(huán)的磨損量只有普通鍍鉻環(huán)的30%，抗燒結(jié)性能是普通鍍鉻環(huán)的3倍，適應(yīng)了現(xiàn)代強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)高功率、低油耗、低排放的各種技術(shù)性能要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種外圓超硬活塞環(huán)，包括活塞環(huán)基體，其特征在于:所述活塞環(huán)基體的上、下兩側(cè)面上從里至外均依序設(shè)有滲氮層和磷化層，活塞環(huán)基體的外圓面上從里至外依序設(shè)有鉻層和超硬陶瓷膜層，所述超硬陶瓷膜層為TiN、ZrN復(fù)合膜層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外圓超硬活塞環(huán)，其特征在于:所述活塞環(huán)基體為彈簧鋼成型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外圓超硬活塞環(huán)，其特征在于:所述超硬陶瓷膜層采用真空鍍膜成型。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外圓超硬活塞環(huán)，其特征在于:所述滲氮層厚度為0.2毫米，磷化層厚度為3-5微米，鉻層厚度為3-5微米，超硬陶瓷膜層3-5微米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種外圓超硬活塞環(huán)，其特征在于:所述磷化層的表面設(shè)有耐磨固體潤滑劑覆膜層。
【文檔編號】C23C14/06GK205532915SQ201620306286
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】林承鑫, 吉斌杰, 劉元才, 盧奇霞
【申請人】福建東亞機(jī)械有限公司