一种内燃机活塞环制造技术

本发明专利技术公开了一种内燃机活塞环，包括气环，所述的气环的下侧面设有复合镀层。其中，所述的复合镀层厚度Ｔ：５μｍ≤Ｔ≤３０μｍ，硬度８００～１６００ＨＶ↓［０．１］，摩擦系数０．０５～０．３。其中，所述的复合镀层为镍基复合物、金属氮化物、金属碳化物或陶瓷复合物。本发明专利技术可满足内燃机爆发压力提升的要求，在实现环保排放方面起到重大作用，提高整机性能、延长使用寿命；本发明专利技术的结构简单，易于实现，适合于大批量流水线生产；产品质量及可加工精度优于现有技术，属于低耗能制造技术；能改善工人工作环境，降低环境污染，因为此类复合镀层技术比镀铬技术更环保，且此技术已能实现大厚度、高温硬度、高耐磨性、低摩擦系数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活塞环，具体说是一种内燃机用的下侧面镀有复合镀层的活塞环。
技术介绍
活塞环组是内燃机的关键零部件，活塞环组包括气环和油环；其中气环主要起密封 作用，其在高温下外圆与缸套壁作摩擦作用，端面与活塞槽侧面作冲击振颤摩擦，因此 需要很好的耐磨性。活塞环基体的材料有合金铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢等， 一些 外圆作镀敷、浸渗处理以增加其耐磨性， 一些活塞环的整个外表面作氧化防腐处理，也 有的作闪镀铬处理；防腐性氧化处理或表面镀整体铬技术，只是起防腐、美观和初期磨 合作用。闪镀铬技术由于其铬层薄(厚度小于5nm)，在一定程度上减缓了磨损，但还 不能完全满足发动机的排放和更长使用寿命要求。随着国家排放标准的不断加严，发动机性能快速升级，其爆发压力不断提高，活塞 环下侧面，即承受高冲击压力的一面，要承受高温状态下的巨大冲击力。在这样恶劣的 工作条件下，活塞环下侧面易发生快速磨损，进而使得活塞环强度降低而断裂、弹力下 降、侧隙增大而密封失效，最终造成内燃机不能正常工作，寿命縮短、排放增加。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种下侧面镀有复 合镀层的活塞环，其可以解决现有技术中活塞气环下侧面不耐磨、寿命短、易失效的问 题。技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案， 一种内燃机活塞环，包括气环，所述的气环的下侧面设有复合镀层。 本专利技术中，所述的复合镀层的厚度T: 5um《T《30um;硬度800 1600 HV。.1; 摩擦系数0.05 0.3。本专利技术中，所述的复合镀层为镍基复合物、金属氮化物、金属碳化物或陶瓷复合物。 本专利技术中，所述的镍基复合物为镍基聚四氟乙烯复合物、镍磷合金镀层、镍基非 晶态合金镀层或镍基化学复合镀层。本专利技术中，所述的金属氮化物为氮化铬、氮化钛、氮化钛铝、氮化铬铝或氮碳化钛。本专利技术中，所述的金属碳化物为碳化钛、碳化铬、碳化硅、碳化钩或氮碳化铬。 本专利技术中，所述的陶瓷复合物为氧化铝陶瓷或氧化钛复合陶瓷。3有益效果(1)本专利技术可满足内燃机爆破压力提升的要求，在实现环保排放方面起 到重大作用，提高整机性能、延长使用寿命，使用寿命可以达到原来的3倍以上。(2) 本专利技术的结构简单，易于实现，适合于大批量流水线生产；产品质量及可加工精度优于 现有技术，属于低耗能制造技术；能改善工人工作环境，降低环境污染。(3)因镍基类 复合镀层技术较镀铬技术更环保，且此技术已能实现大厚度、高温硬度、高耐磨性、低摩擦系数。本技术方案适用国iv以上排放的内燃机，也可使用于国m以下排放的内燃机及其他用途活塞环。 附图说明图1是活塞环组中的气环全图。图2是楔形气环下侧面镀层的剖视放大示意图。图3是双面梯形气环下侧面镀层的剖视放大示意图。图4是内切槽气环下侧面镀层的剖视放大示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。图1是活塞环组中的气环全图。使用时，活塞环组的气环1装配在活塞顶部的环槽 内，受强压的高温气体冲击，在振颤力作用下，使下侧面与活塞环槽侧面产生高摩擦力， 因此活塞气环的下侧面磨损严重，在下侧面增加耐磨擦镀层，可抗击摩擦磨损。实施例l:图2是楔形气环下侧面镀层的剖视放大示意图。以镍基复合镀层活塞环为例对本发 明进行说明。复合镀层2选择Ni-X-PTFE，如镍基化学复合镀层(Ni-P-Si3N4),也可 以用镍基聚四氟乙烯复合物(Ni-P-PTFE)、镍磷合金镀层(Ni-P)代替；经机加工成型、 耐磨层镀覆、热处理、精细机械加工、表面处理后达成品。镍基复合镀层技术要求 厚度20um;硬度900HV。,厚度差小于3ym，与活塞环槽的摩擦系数0.08;所制得到 的活塞环的使用寿命可达到24000小时。实施例2:本实施例中所用的复合镀层为镍基非晶态合金镀层(Ni-Cr-Fe-P)。电沉积 Ni-Cr-Fe-P，经机械加工成型、电沉积镀层、抛光后达成品(此处可以以现有的其他可 以镀层的技术替代)。复合镀层的厚度30um;硬度950 HV。,厚度差小于3um。摩擦 系数0. 2;所制得到的活塞环的使用寿命可达到23000小时。 实施例3:4图3是双面梯形气环下侧面镀层的剖视放大示意图。以金属氮化物作复合镀层的活 塞环为例对本专利技术进行说明，如氮化铬(CrN)、氮化钛(TiN)、氮化钛铝(AlTiN)、 氮化铬铝(ALCrN)或氮碳化钛(TiCN)。例如复合镀层2选择氮化铬CrN;经机械加工 成型、氮化处理、物理气相沉积、精细机械加工后达成品(此处可以以现有的其他可以 镀层的技术替代)。金属氮化物镀层技术要求厚度25um;硬度1400土200HV。^厚度 差小于2.5um，与奥氏体铸铁活塞镶圈的摩擦系数0.12;所制得到的活塞环的使用寿 命可达到22000小时。实施例4:图4是外圆半镶嵌气环下侧面涂层的剖视放大示意图。以金属碳化物做复合镀层的 活塞环为例对本专利技术进行说明，金属碳化物如碳化钛(TiC)、碳化铬(CrC)、碳化硅 (SiC)、碳化钨(WC)、氮碳化铬(CrCN)。例如复合镀层2选择TiC作为复合镀层硬 质点粒子。电沉积TiC，经机械加工成型、电沉积镀层、抛光后达成品(此处可以以现 有的其他可以镀层的技术替代)。复合镀层的厚度15um，硬度1600HV。」，厚度差小于3 um，摩擦系数0.2;所制得到的活塞环的使用寿命可达到23500小时。实施例5:本实施例中所用的复合镀层为陶瓷复合物镀层，如氧化铝陶瓷(A1A)或氧化钛复 合陶瓷(BaPbTiO》。镍基陶瓷复合材料镀层具有明显的优势，它是用A1A 、 SiC、六 方晶氮化硼或氮化硅粒子弥散的镍基体组成。碳化硅用于改善硬度，氮化硅和氮经硼粒 子增加润滑性，在镍基体中加入磷化物，使镀层在高温下仍能抗磨损。选取Al3作为 镀层，经热处理、机械加工后达成品(此处可以以现有的其他可以镀层的技术替代)。镍 基复合镀层技术要求厚度15um;硬度1500 HV。丄摩擦系数0.11;所制得到的活塞环 的使用寿命可达到24000小时。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员 来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也 应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内燃机活塞环，包括气环（１），其特征在于：所述的气环（１）的下侧面设有复合镀层（２）。

【技术特征摘要】
1、一种内燃机活塞环，包括气环(1)，其特征在于所述的气环(1)的下侧面设有复合镀层(2)。2、 根据权利要求l所述的一种内燃机活塞环，其特征在于所述的复合镀层(2) 的厚度T: 5um《T《30um;硬度800 1600 HV。.1;摩擦系数0.05 0.3。3、 根据权利要求l所述的一种内燃机活塞环，其特征在于所述的复合镀层(2)为镍基复合物、金属氮化物、金属碳化物或陶瓷复合物。4、 根据权利要求3所述的所述的一种内燃机活塞环，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋建华，曹存军，张长春，夏晓红，
申请(专利权)人：南京飞燕活塞环股份有限公司，
类型：发明
国别省市：32[]