[發明專利]一種活塞環

在審

• 申請號: 201810066516.4
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108266528A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 楊浩
• 申請（專利權）人: 安徽浩豐實業有限公司
• 主分類號: F16J9/26
• 分類號: F16J9/26;F02F5/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 王志興

本發明公開了一種活塞環，包括活塞環基體和涂覆于活塞環基體外周的活塞環涂層；活塞環涂層由四層結構構成，內而外依次包括粘結層、主耐磨層、輔耐磨層和鍍錫層；主耐磨層為CrAlN層和WS₂層交替構成的CrAlN/WS₂多層涂層，輔耐磨層為Cr層和CrO層交替構成的Cr/CrO多層涂層，輔耐磨層的外表面設有松孔網紋，松孔網紋外表面涂有鍍錫層。本發明的優點在于：(1)活塞環涂層具有優異的力學、摩擦學和耐腐蝕性能；(2)CrAlN/WS₂多層涂層具有高硬度和低摩擦系數，提高發動機工作的穩定性及使用壽命；(3)松孔網紋的網紋槽內貯存潤滑油，在活塞環運動中均勻分布潤滑油；(4)鍍錫層提高導熱性能。

技術領域

本發明涉及活塞環技術領域，尤其涉及一種活塞環。

背景技術

活塞環是內燃機或活塞式壓縮機上的活塞的密封元件，例如。在內燃機中，活塞環密封相對于燃燒室的活塞頭和汽缸壁之間的間隙。當活塞上下移動時，活塞環的外周面沿著氣缸壁滑動，以恒定的彈性與其接觸，并在同一時間，由于活塞的傾斜運動，活塞環在其活塞環槽中振蕩，以使環的側面交替地與活塞環槽的上部和下部的側面接觸。在每一情況下，摩擦體相對滑動，一定量的磨損不可避免地發生，這可能差不多主要取決于材料，如果部件未被潤滑，這可能會導致劃痕，最終損壞發動機。

對于制造承受重應力的內燃機部件來說，如活塞環，最常用的材質有鑄鐵和鑄鐵合金。活塞環，尤其是壓縮環，其在高應力內燃發動機內，如四沖程和兩沖程發動機內，不斷遭到增加負載。這樣的負載包括最高壓縮壓力，高的燃燒溫度，活塞環上的潤滑油膜的減少，所有這些都對功能性能，如耐磨性，耐擦傷性，微型焊接和耐腐蝕性能具有顯著的影響。

為了進一步改善活塞環相對于氣缸壁的滑動和磨損特性，目前急需研發一種具備高效耐磨作用的活塞環。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種高效耐磨的活塞環。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種活塞環，包括活塞環基體和涂覆于活塞環基體外周的活塞環涂層；所述活塞環涂層由四層結構構成，內而外依次包括粘結層、主耐磨層、輔耐磨層和鍍錫層；其中，所述主耐磨層為CrAlN層和WS₂層交替構成的CrAlN/WS₂多層涂層，輔耐磨層為Cr層和CrO層交替構成的Cr/CrO多層涂層，輔耐磨層的外表面設有松孔網紋，松孔網紋的外表面涂有鍍錫層。

作為本發明的優選方式之一，所述CrAlN/WS₂多層涂層的靠近粘結層的涂層為CrAlN層，最外層為WS₂層。

作為本發明的優選方式之一，所述CrAlN/WS₂多層涂層的厚度為5-10μm，其中，每一CrAlN層的厚度為10nm，每一WS₂層的厚度為1-2.5nm。

作為本發明的優選方式之一，所述Cr/CrO多層涂層的靠近主耐磨層的涂層為CrO層，最外層為Cr層。

作為本發明的優選方式之一，所述Cr/CrO多層涂層的厚度為2.5-5μm，其中，每一Cr層的厚度為5nm，每一CrO層的厚度為0.5-1nm。

作為本發明的優選方式之一，所述粘結層涂覆于活塞環基體外表面，為過渡金屬Cr層。

作為本發明的優選方式之一，所述過渡金屬Cr層的厚度為1-2μm。

作為本發明的優選方式之一，所述鍍錫層的厚度為2-5μm。

本發明相比現有技術的優點在于：

(1)由四層結構構成的活塞環涂層具有優異的力學、摩擦學和耐腐蝕性能，降低摩擦磨損對能量的消耗，改善燃油經濟性和減少CO₂的排放；