CN104847523A - 一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环 - Google Patents

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王宗庆
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    • F02F5/00—Piston rings, e.g. associated with piston crown
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明公开了一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环，包括活塞环外圆面上的铬层，并在铬层上形成网纹结构，以及在网纹中嵌入金刚石粒子。本发明活塞环涂层具有了更高的耐磨性和耐热负荷性，更好地适用于增压、高热负荷等新重型发动机要求。

Description

一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环
一、技术领域：
本发明涉及一种活塞环，具体涉及一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环。
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：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。
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高耐磨性能的铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环。
为解决上述技术问题，本发明的铬层中镶嵌金刚石粒子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，并在铬层上刻蚀网纹结构，以及在网纹里镶嵌金刚石粒子。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％，整个复合镀层厚度：0.05～0.20mm。
本发明采用了在铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层，由于金刚石粒子硬度高、耐磨性好、热承载性能好等特点，使得涂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涂层活塞环提升2.5倍以上，更好满足了涡轮增压、EGR等新型大功率、高扭矩、高负荷发动机的性能要求。
四、附图说明：
图1是本发明的截面示意图；
图2是本发明涂层结构示意图。
五、具体实施方式：
参见图1，本发明的铬层中镶嵌金刚石粒子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。参见图2，复合涂层2由涂层3和涂层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，最后在将金刚石粒子嵌入网纹中，经过多次重复，形成最终的铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层。
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)

1.一种铬层中镶嵌金刚石粒子的复合涂层活塞环，包括活塞环基体(1)，外圆面上的铬层(3)和铬层(3)上的网纹结构(4)，以及网纹(4)中嵌入的金刚石粒子(5)，其特征：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，整个涂层厚度：0.05～0.20mm。
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PB01 Publication
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