專利名稱：鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，主要應用于內燃機第一道活塞環。屬于活塞環制造技術領域。
背景技術：
現代汽車要求發動機具有更高的功率、更低的燃油耗和更長的使用壽命， 并進一步減少汽車交通對環境的負擔，為此汽油機和柴油機制造商都在為追求此目標而進行不斷的研發。為適應此發動機技術發展趨勢，零部件供應商在汽油機和柴油機活塞環表面處理方面進行了深入的研究。發動機的摩擦功耗對燃油消耗可產生重要影響。而且由于當前發動機的燃燒效率不斷提高，發動機摩擦功耗對油耗的影響日益凸顯。現代發動機摩擦功耗的主要來源是活塞組件，包括活塞及活塞環，而活塞環更是主要因素。在發動機初期磨合階段及發動機在點火時的高溫高壓等極限條件下，活塞環和缸套摩擦表面間的潤滑油膜難以有效建立，隨著發動機爆發壓力的不斷提高，活塞環-缸套摩擦副間的潤滑油膜建立變得愈來愈困難，在發動機工作初期及點火的瞬間，油膜甚至無法建立，出現干摩擦，導致活塞環-缸套摩擦副失效，發動機不能正常工作。
發明內容本實用新型的目的是提供一種鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，旨在克服現有技術所存在的缺陷，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化，特別是在無油-高溫環境下起到良好的減摩作用，減小摩擦功損失的目的，改善發動機的經濟性。為發動機在不斷提高的爆發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對發動機排放標準的不斷提高，有效改善了環境。本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的，一種鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，其結構包括基本材料(3)的活塞環體上10 IOOiim深度的滲層(2)，所述的基本材料(3)的活塞環體為不銹鋼，所述的滲層(2)為氣體氮化層，其特征是，在活塞環外圓面的滲層(2 )上電鍍鉆石復合鍍鉻層(I)。所述的鉆石復合鍍鉻層(I)的厚度在20 200 u m。所述的鉆石復合鍍鉻層(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本實用新型通過在活塞環外圓面的滲層上電鍍一定厚度的鉆石復合鍍鉻層，可極大提高抗磨損性能和抗拉缸性能，延長使用壽命，將摩擦系數最大降至0. 03 0. 07，活塞環側面的氮化滲層進一步提高了活塞環爆發壓力，可以明顯減小摩擦功損失，改善發動機的經濟性。當出現干摩擦或過度的邊界摩擦時，活塞環外圓表面的鉆石復合鍍鉻層向具有自潤滑作用的石墨相轉化，消除異常磨損故障模式的發生。活塞環-缸套摩擦副間的潤滑膜形成后，耐磨性得到明顯改善，大大改善了發動機的初期磨合性能，延長了發動機使用壽命。

圖I是本實用新型截面放大結構示意圖；圖中，I是鉆石復合鍍鉻層，2是滲層，3是基本材料。
具體實施方式
結合實施例和附圖進一步說明本實用新型，如圖I所示，本實用新型由基本材料
3、基本材料3表面的滲層2和活塞環外圓面的滲層2上電鍍的鉆石復合鍍鉻層I構成。基本材料3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 ;在活塞環外圓面的滲層2上電鍍20 200um厚度的鉆石復合鍍鉻層1，形成復合耐磨層。鉆石復合鍍鉻層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本實用新型利用與耐磨性強、自潤滑性好的鉆石復合鍍鉻層，將摩擦系數最大降至0. 03 0. 07，達到減小摩擦功損失的目的，改善發動機的經濟性。在發動機初期磨合階段及發動機在點火時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。當活塞環外圓面的鉆石復合鍍鉻層磨損后，滲層2繼續改善活塞環的摩擦條件，使氮化鉻基鉆石復合電鍍活塞環的使用壽命得到進一步延長。鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環為發動機在不斷提高的爆發壓力和升功率條件下正常工作提供更有力的保障。
權利要求1.一種鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，其結構包括基本材料(3)的活塞環體上10 lOOym深度的滲層(2)，所述的基本材料(3)的活塞環體為不銹鋼，所述的滲層(2)為氣體氮化層，其特征是，在活塞環外圓面的滲層(2 )上電鍍鉆石復合鍍鉻層(I)。
2.根據權利要求I所述的鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，其特征是，所述的鉆石復合鍍鉻層(I)的厚度在20 200 u m。
專利摘要本實用新型涉及一種鉻基鉆石復合鍍氮化鋼質活塞環，主要應用于內燃機第一道活塞環。屬于活塞環制造技術領域。本實用新型通過在活塞環外圓面的滲層上電鍍一定厚度的鉆石復合鍍鉻層，可極大提高抗磨損性能和抗拉缸性能，延長使用壽命，將摩擦系數最大降至0.03～0.07，活塞環側面的氮化滲層進一步提高了活塞環爆發壓力，可以明顯減小摩擦功損失，改善發動機的經濟性。當出現干摩擦或過度的邊界摩擦時，活塞環外圓表面的鉆石復合鍍鉻層向具有自潤滑作用的石墨相轉化，消除異常磨損故障模式的發生。活塞環-缸套摩擦副間的潤滑膜形成后，耐磨性得到明顯改善，大大改善了發動機的初期磨合性能，延長了發動機使用壽命。
文檔編號F02F5/00GK202500672SQ20122004050
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月9日 優先權日2012年2月9日
發明者劉千喜, 唐玉紅, 孟才喜 申請人:儀征雙環活塞環有限公司