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CN201031737Y - 一种耐磨硬铬镀层活塞环 - Google Patents

一种耐磨硬铬镀层活塞环 Download PDF

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CN201031737Y
CN201031737Y CNU2007200391759U CN200720039175U CN201031737Y CN 201031737 Y CN201031737 Y CN 201031737Y CN U2007200391759 U CNU2007200391759 U CN U2007200391759U CN 200720039175 U CN200720039175 U CN 200720039175U CN 201031737 Y CN201031737 Y CN 201031737Y
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CN
China
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piston ring
wear
hard chromium
coating
cracks
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Application number
CNU2007200391759U
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Inventor
张新国
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CRRC Qishuyan Institute Co Ltd
Original Assignee
CSR Qishuyan Institute Co Ltd
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Abstract

本实用新型属于一种内燃机活塞环，特别涉及一种耐磨硬铬镀层活塞环。按照本实用新型提供的技术方案，耐磨硬铬镀层活塞环包括带有开口的环形基体，其特征是：在环形基体的外圆面有至少两层硬铬镀层，所述硬铬镀层上分布有可用于储油润滑的网状裂纹。本实用新型可以改进活塞环的偏磨现象，改善活塞环硬铬镀层摩擦磨损性能，降低镀层内应力，提高活塞环抗疲劳断裂性能，从而提高活塞环的使用寿命。

Description

一种耐磨硬铬镀层活塞环
技术领域
本实用新型属于一种内燃机活塞环，特别涉及一种耐磨硬铬镀层活塞环。
背景技术
目前我国铁路机车内燃机活塞环耐磨功能镀层只有普通电镀硬铬层，是在含三氧化铬与硫酸组成的溶液中连续电镀制取的，为单层结构，其硬铬镀层厚度一般为0.10～0.35mm，成分为吸附有少量H、O的铬，由于H的存在使镀层产生内应力，使硬铬镀层出现宽度不足0.2μm的网状微裂纹。硬铬镀层硬度为800～1100HV0.1，具有良好的耐磨性能。然而活塞环工作时经常会因局部受力过大、局部磨损加快而产生偏磨现象。此外，当热负荷和/或机械负荷超过其承受极限时，原普通硬铬镀层润滑性能会变差，在这种情况下易产生粘着磨损，甚至拉缸。
发明内容
本实用新型的目的在于设计一种耐磨硬铬镀层活塞环，以改进活塞环的偏磨现象，改善活塞环硬铬镀层摩擦磨损性能，降低镀层内应力，提高活塞环抗疲劳断裂性能，从而提高活塞环的使用寿命。
按照本实用新型提供的技术方案，耐磨硬铬镀层活塞环包括带有开口的环形基体，其特征是：在环形基体的外圆面有至少两层硬铬镀层，所述硬铬镀层上分布有可用于储油润滑的网状裂纹。
所述硬铬镀层上的网状裂纹的宽度为0.2～10微米，裂纹密度为40～150条/毫米。
优选硬铬镀层上的网状裂纹的宽度为0.5～5微米，裂纹密度为50～80条/毫米。
活塞环工作时经常会因局部受力过大，局部磨损加快而产生偏磨现象。原普通硬铬镀层因过度磨损致使强度不够，影响活塞环性能，甚至使活塞环产生断裂；
本实用新型的层状储油硬铬镀层活塞环在发生偏磨时，由于在偏磨部位具有多层储油裂纹，增加了润滑能力，从而能减缓磨损，防止了活塞环过度磨损的发生，确保活塞环的使用性能。
在活塞环/缸套摩擦系统中，当活塞环所承受的热负荷/机械负荷过大时，缸套壁上的润滑油油膜接近消失，摩擦状态为半干摩擦甚至干摩擦，原普通硬铬镀层易发生粘着磨损，甚至拉缸，而本实用新型的活塞环镀层网状裂纹中的储存的润滑油此时会不断地补充到缸套壁，进行摩擦面油膜修补，从而避免环与缸套的粘着磨损甚至拉缸。
本实用新型的优点是：由于具有层状结构的多层硬铬镀层；且每层分布有可用于储油润滑的网状裂纹；在活塞环/缸套摩擦系统中，当活塞环磨损到下一层的时候，显露出储存润滑油的网状裂纹，从而减缓活塞环工作面的磨损，提高了活塞环的使用性能，延长了活塞环的使用寿命。
活塞环普通硬铬电镀时由于有氢渗入电镀层产生较大的内应力，工作中可能产生应力开裂，其裂纹成为疲劳源而引致疲劳断裂；
本实用新型提供的活塞环硬铬镀层由多层组成，每层均有去应力工序，因而其镀层内应力相对普通硬铬镀层活塞环要小，从而提高了活塞环的疲劳强度，增强了活塞环抗疲劳断裂性能。
附图说明
图1为本实用新型活塞环的结构示意图，其外圆面为新型耐磨硬铬镀层。
图2为图1的A-A断面结构示意图。
具体实施方式
如图所示：耐磨硬铬镀层活塞环包括带有开口的环形基体1，在环形基体1的外圆面(与缸体滑动接触的面)有至少两层硬铬镀层2，所述硬铬镀层上分布有可用于储油润滑的网状裂纹。
生产时：首先在活塞环基体1上电镀一层硬铬，然后通过腐蚀的物化手段扩展硬铬镀层上的微裂纹至所要求宽度0.2～10微米，该裂纹成网状分布，密度为40～150条/毫米，同时使镀层中所含有的H部分释放，镀层内应力减少，得到单层裂纹储油镀层，单层镀层厚度不低于0.015mm，以同样方法进行第二层单层裂纹储油镀层生产，以此类推，直至镀层达到所需厚度(图3)。
本实用新型具有如下特点：
(1)降低了镀层的内应力，提高了活塞环疲劳强度
在扩展硬铬镀层上的微裂纹时，使每层镀层所含有的氢部分释放，减少了每层硬铬镀层的内应力，从而提高了活塞环的疲劳强度，提升其抗疲劳断裂性能。
(2)改进活塞环的偏磨现象
活塞环工作时局部受力过大、局部磨损加快而产生偏磨时，原普通硬铬镀层因过度磨损致使强度不够，影响活塞环性能，甚至产生断裂，而本实用新型的层状储油硬铬镀层活塞环在偏磨部位出现多层储油裂纹，减缓了磨损，从而防止了活塞环过度磨损的发生，确保活塞环的使用性能。
(3)改善了活塞环硬铬镀层摩擦磨损性能，避免粘着磨损甚至拉缸
在活塞环/缸套摩擦系统中，当活塞环所承受的热负荷/机械负荷过大时，缸套壁上的润滑油油膜接近消失，摩擦状态为半干摩擦甚至干摩擦。原普通硬铬镀层易发生粘着磨损，甚至拉缸，而本实用新型的活塞环镀层网状裂纹中的储存的润滑油此时会补充到缸套壁，进行摩擦面油膜修补，从而可以避免环与缸套的粘着磨损甚至拉缸。

Claims (3)

1.一种耐磨硬铬镀层活塞环，包括带有开口的环形基体，其特征是：在环形基体的表面有至少两层硬铬镀层，所述硬铬镀层上分布有可用于储油润滑的网状裂纹。
2.根据权利要求1所述的耐磨硬铬镀层活塞环，其特征是：硬铬镀层上的网状裂纹的宽度为0.2～10微米，裂纹密度为40～150条/毫米。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨硬铬镀层活塞环，其特征是：硬铬镀层上的网状裂纹的宽度为0.5～5微米，裂纹密度为50～80条/毫米。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101839341B (zh) * 2009-11-14 2011-11-16 襄樊新立恒星活塞环有限责任公司 一种活塞环及其表面松孔镀铬工艺
CN111133235A (zh) * 2017-11-30 2020-05-08 菲特尔莫古布尔沙伊德有限公司 活塞环

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Assignor: CSR QISHUYAN INSTITUTE Co.,Ltd.

Contract fulfillment period: 2007.5.31 to 2014.5.31

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Denomination of utility model: Wear resistant hard chromium piston ring

Granted publication date: 20080305

License type: Exclusive license

Record date: 20081012

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