CN104696098A - 一种高性能复合涂层活塞环 - Google Patents

一种高性能复合涂层活塞环 Download PDF

Info

Publication number
CN104696098A
CN104696098A CN201510126498.0A CN201510126498A CN104696098A CN 104696098 A CN104696098 A CN 104696098A CN 201510126498 A CN201510126498 A CN 201510126498A CN 104696098 A CN104696098 A CN 104696098A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piston ring
composite coating
chrome
layers
performance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510126498.0A
Other languages
English (en)
Inventor
王星
王东升
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anqing TP Goetze Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Anqing TP Goetze Piston Ring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anqing TP Goetze Piston Ring Co Ltd filed Critical Anqing TP Goetze Piston Ring Co Ltd
Priority to CN201510126498.0A priority Critical patent/CN104696098A/zh
Publication of CN104696098A publication Critical patent/CN104696098A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F5/00—Piston rings, e.g. associated with piston crown
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/04—Heavy metals
    • F05C2201/0403—Refractory metals, e.g. V, W
    • F05C2201/0406—Chromium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
    • F05C2203/08—Ceramics; Oxides
    • F05C2203/0865—Oxide ceramics
    • F05C2203/0886—Silica

Abstract

本发明公开了一种高性能的复合涂层的活塞环，包括活塞环外圆面上的铬层和在铬层上形成网纹结构，再在网纹中嵌入金刚石粒子，以及在最外圆面电镀一层纯铬层的复合结构。本发明活塞环涂层具有更好的初期磨合性能、更高的耐磨性能和耐热负荷性能，更好地适用于增压、高热负荷等新重型发动机要求。

Description

一种高性能复合涂层活塞环
一、技术领域：
本发明涉及一种活塞环，具体涉及一种高性能复合涂层活塞环。
二、背景技术：
随着燃油经济性指标和排放限制要求越来越高，汽车发动机更趋向于高爆发压力、高扭矩、高热负荷方向设计。涡轮增压、高压共轨、EGR等新型发动机被更多采用和设计出来，这些新型发动机普遍存在：燃气温度高、燃气压力大、热承载高等特点。由于发动机具备这些特点，使得活塞环的工作条件变得更加苛刻，活塞环的耐磨性、抗拉缸性能以及耐热负荷能力将要进一步提升。
先前在“申请号200820002171.8(公告号：CN201162585Y)一种耐磨活塞环”专利中公开了一种适应现代汽车高输出、高排放限制、高耐热负荷的耐磨活塞环。该专利的发明点是通过在铬层中镶嵌尺寸大小2～10μm的Al2O3粒子，其优点：比纯镀铬层耐磨性有了进一步提高，缺点：随着发动机工作时间变长，积炭、磨料等变多，由于Al2O3粒子硬度一般在2000～2500HV，其抗磨损性能还是有限，尤其在高热负荷、高爆发压力发动机上磨损还是比较大，另外在初期磨合期间，Al2O3就与缸壁发生摩擦，容易造成缸套磨损大，对初期磨合不利。
三、发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种具备更好的初期磨合性能、更高耐磨性能的复合涂层活塞环。
为解决上述技术问题，本发明的复合涂层活塞环所采用的技术方案是这样的：它包括活塞环基体以及基体外圆面上的铬层，在铬层上刻蚀网纹结构，再在网纹中镶嵌金刚石粒子，以及在最外面电镀一层薄纯铬层。所述的铬层硬度：800～1200HV，刻蚀网纹的网纹密度：40～120条/mm2，金刚石粒子硬度：3000～5000HV，金刚石粒子尺寸大小：0.05～5μm，金刚石粒子含量(面积比)：5～15％，最外圆面薄纯铬层厚度：0.01～0.05mm，整个复合涂层厚度：0.05～0.25mm。
本发明采用了在镀铬层中镶嵌金刚石粒子的复合镀铬层，由于金刚石粒子硬度高、耐磨性好、热承载性能好等特点，使得镀层具备了更好的耐磨性和更高的耐热负荷性能。通过试验测试，本发明活塞环的耐磨性能比普通镀层活塞环提升2.5倍以上，更好满足了涡轮增压、EGR等新型大功率、高扭矩、高热负荷发动机的性能要求。另外在最外面又电镀了一层薄纯铬层，相对硬度较低，使得活塞环在初期磨合时，降低对缸套的攻击，保护了缸套，大大地促进了初期磨合。
四、附图说明：
图1是本发明的截面示意图；
图2是本发明的复合涂层的部分结构示意图。
五、具体实施方式：
参见图1，本发明的复合涂层活塞环包括活塞环基体1，以及基体1外圆面的复合涂层2和最外圆面的薄纯铬层6。参见图2，复合涂层2由铬层3和铬层3上的网纹结构4以及在网纹中镶嵌的金刚石粒子5组成。
本发明是采用特殊的电化学沉积方式。首先在活塞环的外圆面电镀一层铬层，然后在铬层上刻蚀网纹结构，再将金刚石粒子嵌入网纹中，经过多次重复，形成了一层较厚的铬-金刚石复合层，最后再在最外面电镀一层纯铬层。
由于本发明采用的是电化学方法，可以适用于任何活塞环材质，包括：球墨铸铁、合金铸铁、钢质材料。

Claims (1)

1.一种高性能复合涂层活塞环，包括活塞环基体(1)，基体(1)外圆面上的复合涂层(2)，以及在复合涂层(2)外圆面上的一层薄纯铬层(6)。其复合涂层(2)特征是：由镀铬层(3)和铬层(3)上网纹结构(4)，以及在网纹(4)中嵌入的金刚石粒子(5)组成，铬层(3)的硬度范围：800～1200HV，网纹(4)的网纹密度：40～120条/mm2，金刚石粒子(5)的尺寸大小：0.05～5μm，金刚石粒子(5)的含量(面积比)：5～15％，金刚石粒子(5)的硬度：3000～5000HV。薄纯铬层(6)厚度：0.01～0.05mm，整个涂层厚度为：0.05～0.25mm。
CN201510126498.0A 2015-03-19 2015-03-19 一种高性能复合涂层活塞环 Pending CN104696098A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510126498.0A CN104696098A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种高性能复合涂层活塞环

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510126498.0A CN104696098A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种高性能复合涂层活塞环

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104696098A true CN104696098A (zh) 2015-06-10

Family

ID=53343565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510126498.0A Pending CN104696098A (zh) 2015-03-19 2015-03-19 一种高性能复合涂层活塞环

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104696098A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080053396A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Nippon Piston Ring Co., Ltd. Combination of a cylinder liner and a piston ring
CN101498256A (zh) * 2009-03-04 2009-08-05 仪征双环活塞环有限公司 铬基金刚石复合镀铬涂层活塞环及其加工方法
CN103016200A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 现代自动车株式会社 发动机用活塞环及其制造方法
CN103403229A (zh) * 2010-12-27 2013-11-20 日本活塞环株式会社 复合镀铬覆膜及使用该覆膜的滑动部件

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080053396A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Nippon Piston Ring Co., Ltd. Combination of a cylinder liner and a piston ring
CN101498256A (zh) * 2009-03-04 2009-08-05 仪征双环活塞环有限公司 铬基金刚石复合镀铬涂层活塞环及其加工方法
CN103403229A (zh) * 2010-12-27 2013-11-20 日本活塞环株式会社 复合镀铬覆膜及使用该覆膜的滑动部件
CN103016200A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 现代自动车株式会社 发动机用活塞环及其制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5678075B2 (ja) スライド素子、特にピストンリング、およびスライド素子とかみ合い作動素子の組み合わせ
JP5427890B2 (ja) 内燃機関の摺動部材、特にピストンリング
KR101603637B1 (ko) 조절가능한 특성을 가진 슬라이딩 요소
CN101929405B (zh) 铬基陶瓷复合镀层的活塞环
CN201162580Y (zh) 铸入铝合金气缸体的内燃机气缸套
CN101644206A (zh) 一种内燃机活塞环
JP4840026B2 (ja) 耐焼付き性鋳鉄
JP2014519552A (ja) 内燃機関用の少なくとも１つの摺動面を備えたエレメント
CN104847523A (zh) 一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环
CN201050596Y (zh) 氮化镀锆活塞环
CN102418620A (zh) 一种pvd铬基陶瓷复合镀层的活塞环
CN204663694U (zh) 一种高性能铬-金刚石复合镀层活塞环
CN104696098A (zh) 一种高性能复合涂层活塞环
CN204804968U (zh) 一种金刚石粒子-铬复合镀层活塞环
CN201162585Y (zh) 一种耐磨活塞环
RU156583U1 (ru) Поршень цилиндра двигателя внутреннего сгорания
CN102777281A (zh) 层叠复合涂层活塞环及其制造方法
CN201908740U (zh) 镶嵌纯氧化物陶瓷活塞环
CN114054747B (zh) 发动机用氮化硼粉末复合掺杂不锈钢活塞环及制备方法
JPS6023198B2 (ja) 摺動部材
CN202182022U (zh) 一种泵用陶瓷缸套
CN206718620U (zh) 一种耐高温高压气阀钢板
CN205013142U (zh) 一种活塞环
CN201439816U (zh) 一种带有氮化层和铬-陶瓷复合镀涂层活塞环
CN216107215U (zh) 一种无序合金涂层强化阀座及泵

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150610