[发明专利]一种内燃机活塞环

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞环，具体说是一种内燃机用的下侧面镀有复合镀层的活塞环。

背景技术

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5μm)，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，寿命缩短、排放增加。

发明内容

发明目的：本发明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，本发明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。

本发明中，所述的复合镀层的厚度T：5μm≤T≤30μm；硬度：800～1600HV_0.1；摩擦系数：0.05～0.3。

本发明中，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。

本发明中，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。

本发明中，所述的金属碳化物为：碳化钛、碳化铬、碳化硅、碳化钨或氮碳化铬。

本发明中，所述的陶瓷复合物为氧化铝陶瓷或氧化钛复合陶瓷。

有益效果：(1)本发明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)本发明的结构简单，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III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。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

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1：

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20μm；硬度900HV_0.1；厚度差小于3μm，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30μm；硬度950HV_0.1；厚度差小于3μm。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：