[发明专利]一种激光淬火刮碳环及其制备方法

说明书

本发明涉及一种激光淬火刮碳环及其制备方法，属于发动机技术领域。刮碳环包括主体，主体为圆环形，主体内环下端设置倒圆角，通过倒圆角引导活塞进出主体，避免活塞进入主体时对主体底部造成硬性磨损，影响使用效果，且倒圆角可以防止激光淬火后此部位因硬度高脆性大而出现崩牙，主体内环下端设置激光淬火部，主体设置于气缸套上端，气缸套内设置活塞。本发明增强了刮碳环的耐磨性、表面硬度、疲劳极限及抗氧化能力，提高了使用寿命，节约了成本，通过刮碳环将积碳刮除，避免出现拉缸、活塞环卡滞等不良状况。

技术领域

本发明涉及一种激光淬火刮碳环及其制备方法，属于发动机技术领域。

背景技术

活塞在气缸套内孔做上下往复运动时，受燃料质量影响，活塞顶部火力岸位置容易产生积碳，在气缸套上设置刮碳环，通过刮碳环将积碳刮除，避免出现拉缸、活塞环卡滞等不良状况，而现有刮碳环耐磨性差、表面硬度低，需要经常进行更换，影响活塞的正常使用，同时增加了成本。

中国专利文件CN207145072U公开了一种内燃机刮碳环，包括刮碳环本体，所述刮碳环本体为薄壁环状结构,所述刮碳环本体内设有一端大、另一端小的并可与活塞头的外圆面相适应的锥形孔，在所述刮碳本体内的锥面上设有螺旋分布的刮碳槽，该刮碳环为一体成型结构。该刮碳环能有效去除活塞头部积碳，但其耐磨性、表面硬度均无改善，仍然需要经常进行更换。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种激光淬火刮碳环，增强了刮碳环的耐磨性、表面硬度、疲劳极限及抗氧化能力，提高了使用寿命，节约了成本，通过刮碳环将积碳刮除，避免出现拉缸、活塞环卡滞等不良状况。

本发明还提供上述一种激光淬火刮碳环的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种激光淬火刮碳环，包括主体，主体为圆环形，主体内环下端设置倒圆角，通过倒圆角引导活塞进出主体，避免活塞进入主体时对主体底部造成硬性磨损，影响使用效果，且倒圆角可以防止激光淬火后此部位因硬度高脆性大而出现崩牙，主体内环下端环形设置激光淬火部，主体设置于气缸套上端，气缸套内设置活塞。

优选的，激光淬火部宽度为1-10mm，淬火深度为0.1-0.5mm。

进一步优选的，激光淬火部宽度为3-5mm，淬火深度为0.2-0.3mm，刮除积碳的同时淬火层也在不断磨损，若淬火层宽度较小深度较浅，则较短的工作时间就可能导致淬火层被磨损掉；若淬火层宽度较大深度较深则需要更大的功率或更低的转速，而这会导致主体吸收更多的热量从而达到更高的温度，容易阻碍马氏体的转变甚至使本体出现严重的局部熔化和严重变形，从而严重影响主体质量。

优选的，主体壁厚为3-10mm，具体壁厚根据缸套壁厚及爆发压力进行确定，活塞缸径越大，缸套越厚，主体越厚。

优选的，主体内环下端倒圆角大小为R0.1-R0.5。

进一步优选的，主体内环下端倒圆角大小为R0.1-R0.2。

优选的，主体为合金铸铁件，进行激光淬火时主体表层材料吸收激光辐射并转化为热能，局部温度极速升高到奥氏体相变以上熔点以下，通过材料主体的热传导作用使被加热的表层材料的冷却速度超过马氏体相变临界冷却速度，快速冷却完成相变硬化。

优选的，主体内径大于活塞火力岸直径0.2-1.5mm。

进一步优选的，主体内径大于活塞火力岸直径0.5-1mm。

优选的，主体外环下端设置倒角，倒角大小为C1-C1.5，方便安装于气缸套。

优选的，气缸套上端设置圆形承孔，圆形承孔内设置主体。

进一步优选的，主体外径与圆形承孔直径相同。

上述激光淬火刮碳环的制备方法，操作步骤如下：