[发明专利]耐磨损高硬度活塞环及制作工艺

权利要求书

1、一种耐磨损高硬度活塞环，活塞环表面覆有耐磨膜层，其特征在于：耐磨膜层为高熔点、高硬度的金属氮化物、碳化物或氧化物层，也可是两种或两种以上上述金属化合物的复合层，膜层厚2～3μm，膜层硬度HV₁₀1900～2000。

2、根据权利要求1所述的耐磨损高硬度活塞环，其特征在于，金属氮化物可采用TiN、ZrN、HfN、CrN，金属碳化物可采用TiC，金属氧化物可采用Al₂O₃。

3、由权利要求1所述的耐磨损高硬度活塞环的制作工艺，包括筒体铸造、机加工、热定形、内外圆加工、表面处理和精整定形，其特征在于表面处理的步骤如下：

a、将粗加工后的活塞环在30～50℃的金属清洗剂中，浸泡20～30分钟，接着用金属清洗剂在常温下超声清洗5～8分钟，然后用洁净水冲洗3～5分钟。

b、将上述活塞环在常温下用去离子水超声清洗2～5分钟，再用去离子水漂洗1～3分钟，

c、将活塞环用无水酒精脱水后，夹持在物理气相沉积专用设备中的专用夹具上，准备镀膜，

d、启动真空泵，打开扩散泵电源及加热器电源，使炉内温度均匀上升至120～130℃，40～50分钟后打开高真空阀门，预抽真空度至1～2×10^-3Pa，

e、往炉体内充入Ar气，调整炉压至4×10^-1～2×10⁰Pa，在300～500V的偏压和250～260℃的温度下，使工件旋转，进行离子轰击3～5分钟，

f、关闭Ar气阀门，抽真空度至1～2×10^-3Pa，打开气源阀门，气源压力控制在1×10^-1～4×10^-1Pa，在100～250V的偏压，45～70A的弧源电流，20～40V的弧压和350～360℃的温度下处理40～60分钟，

g、关闭弧源、偏压及气源，将活塞环随炉冷却至100℃，出炉、精整定形、检验、包装，得到成品。

4、根据权利要求3所述的耐磨损高硬度活塞环的制作工艺，其特征在于：根据镀膜化合物成分的不同，可选用Tl、Zr、Hf、Cr、Al作为弧靶。

5、根据权利要求3或4所述的耐磨损高硬度活塞环的制作工艺，其特征在于：根据镀膜化合物成分的不同，可选用氮气、氧气和乙炔作为气源。