[实用新型]抗磨活塞环

说明书

本实用新型涉及内燃机用的活塞环，尤其涉及镀有抗磨层的活塞环。

活塞环是直接影响内燃机性能和使用寿命的关键易损零件之一。为了提高其耐磨性、可靠性和抗拉缸性，第一气环通常采用镀铬、喷钼、氮化、磷化等物理、化学处理方法而获得一层表面基体层。但是，这类活塞环的抗磨性仍不尽人意，尤其是国产活塞环，由于材料及加工工艺等方面的原因，其抗磨性能仅及国外同类产品的80％，甚至更低。

第95220273.5号中国实用新型专利公开了一种《超硬膜活塞环》，其本体表面镀有一层薄钛过渡层，在该过渡层上再镀有一层超硬膜镀层，它是氮化钛(TiN)、碳化钛(TiC)、碳氮化钛，或含有铝、锆、铪等金属添加剂的单层或多层复合层，即外表镀有一层陶瓷薄膜层。钛过渡层的作用是加强陶瓷薄膜层与活塞环本体之间的结合力。这种《超硬膜活塞环》与前述已有活塞环相比较，其抗磨性能确有提高。但是，这种活塞环仍有其值得改进之处，一方面，由于陶瓷薄膜层是镀在薄而不抗磨的钛过渡层上，当陶瓷薄膜层被磨损后，就直接磨不抗磨的钛过镀层，继而磨较软的活塞环本体，从而影响了活塞环的寿命；另一方面，现有的活塞环成品均已进行过镀铬、喷钼、氮化或磷化等物理、化学方法表面处理，因而已不能按照该专利的方案在活塞环本体上镀一钛过镀层，再在其上镀陶瓷薄膜层了。而且，本申请人经研究和试验，已有办法省去钛过渡层而使表面陶瓷薄膜层与活塞环本体或其上的各种表面基体层结合得很牢固。

本实用新型的目的在于，对已具有镀铬层、喷钼层、氮化层、磷化层等各种表面基体层的现有活塞环的抗磨性进行改进，进一步提高其使用寿命。

本实用新型的目的还在于，对前述已有的表面镀陶瓷薄膜层的活塞环结构进行改进，使其更加适用。

针对第一个发明目的，本实用新型提供一种抗磨活塞环，其本体(1)表面有铬层、钼层、氮化层、磷化层或经其它物理、化学方法获得的表面基体层(2)，其特征在于，在所说表面基体层(2)上镀有陶瓷薄膜层(3)。

针对第二个发明目的，本实用新型提供一种抗磨活塞环，其陶瓷薄膜层(3)直接镀在本体(1)上。

以上所说的陶瓷薄膜层(3)可以是由钛、铝、锆、铬等的氮化物、碳化物、碳氮化合物或氧化物的陶瓷所构成的单层或多层复合层。

本实用新型提供的第一种抗磨活塞环，由于是在现有活塞环的抗磨表面基体层之上再镀上了陶瓷薄膜层，因此更加耐磨，也更加适用。在本体上直接镀陶瓷薄膜层的第二种活塞环，与前述已有《超硬膜活塞环》相比较，其结构更简单，而耐磨性却相当或更高。

下面结合附图来描述本实用新型的几个优选实施例，各附图是：

图1--第一实施例的活塞环的横剖视图；

图2--第二实施例的活塞环的横剖视图；

图3--第三实施例的活塞环的横剖视图；

图4--第四实施例的活塞环的横剖视图；

图5--图2所示活塞环端面部分陶瓷薄膜层抗磨作用示意图；

图6--图4所示活塞环的端面部分陶瓷薄膜层抗磨作用示意图。

各图中：1--活塞环本体

        2--表面基体层

        3--陶瓷薄膜层

        4--气缸壁

图1所示活塞环的陶瓷薄膜层(3)镀在表面基体层(2)的外圆面上，图2所示活塞环的陶瓷薄膜层(3)镀在表面基体层(2)的外圆面上和本体(1)两端面上的与外圆面相邻接的部分，图3所示活塞环的陶瓷薄膜层(3)直接镀在本体(1)的外圆面上，图4所示活塞环的陶瓷薄膜层直接镀在本体(1)的外圆面上和本体(1)两端面上的与外圆面相邻接的部分。各实施例中陶瓷薄膜层厚度为0.5-2.5μm。

图5和图6分别为图2、图4所示活塞环端面上的陶瓷薄膜层的抗磨作用示意图。如图5所示，当活塞环外圆面表面基体层上的的陶瓷薄膜层磨掉后，环上、下端面表面基体层上的陶瓷薄膜层(3)仍存在，它们将活塞环外圆面上的表面基体层(2)夹于其间，三者共同承受与气缸壁(4)之间的摩擦，上、下端面上的陶瓷薄膜层(3)象屋檐似的对其间的表面基体层(2)起抗磨保护作用，可称之为“屋檐保护效应”。同理，图6中的活塞环本体(1)上、下端面上尚存的陶瓷薄膜层(3)对其间的活塞环本体(1)起“屋檐保护效应”。