專利名稱：滲浸陶瓷活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種活塞環(huán)，屬于活塞環(huán)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，有文件公開了一種耐磨性高的活塞環(huán)，包括陶瓷薄膜層和金屬層，所述陶瓷薄膜層設(shè)置于圓環(huán)形的金屬層的外圓表面上，該技術(shù)方案理論上可以使活塞環(huán)的表面摩擦系數(shù)小，耐磨性、抗氧化性和耐腐蝕性都比較好，但仍存在如下不足之處其加工過程中采用火焰噴涂或高溫等離子噴涂法向金屬表面噴涂陶瓷粉，致使陶瓷薄膜層和金屬層間有相對較為明確的界限，由于兩種不同材料的熱膨脹系數(shù)差相差較大，當(dāng)使用于發(fā)動機(jī)上時，在氣缸內(nèi)高溫作用下，會使陶瓷薄膜層和金屬層間產(chǎn)生很大內(nèi)應(yīng)力，易導(dǎo)致陶瓷薄膜層脫落，嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)安全運(yùn)行，因此其工業(yè)實(shí)用性很差。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種滲浸陶瓷活塞環(huán)，使其能在高溫氣缸中運(yùn)行安全，使用壽命長，同時又具有高耐磨性、高抗氧化性和耐腐蝕性。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的滲浸陶瓷活塞環(huán)，包括陶瓷薄膜層和金屬層，所述陶瓷薄膜層和金屬層呈圓環(huán)形，陶瓷薄膜層位于金屬層的外側(cè)，所述陶瓷薄膜層和金屬層之間設(shè)有擴(kuò)散層。
本實(shí)用新型是將現(xiàn)有技術(shù)中的普通活塞環(huán)，如鍍鉻活塞環(huán)、噴鉬活塞環(huán)或均勻金屬材質(zhì)的活塞環(huán)，在滲陶爐中滲陶處理而成，制造時，在真空條件下，往滲陶爐中通入硅烷、硼烷和氮?dú)?，采用低溫等離子體化學(xué)氣相沉積技術(shù)，在活塞環(huán)表面生成一層BN-SiN復(fù)合陶瓷薄膜。由于BN-SiN復(fù)合薄膜中B、N向金屬中擴(kuò)散，同時金屬原子又向BN-SiN薄膜中擴(kuò)散，形成雙向擴(kuò)散的擴(kuò)散層，其結(jié)合非常好，同時導(dǎo)熱性也比較好。
本實(shí)用新型應(yīng)用于高溫氣缸中時，陶瓷薄膜層使其具有高耐磨性、高抗氧化性和耐腐蝕性，金屬與陶瓷層間相互擴(kuò)散，結(jié)合緊密，在高溫時，陶瓷薄膜不會脫落，因此，本實(shí)用新型使用可靠，壽命長，安全性好。由于活塞環(huán)的摩擦系數(shù)低，使其摩擦損耗小；再由于活塞環(huán)的導(dǎo)熱性好，其熱擴(kuò)散能力強(qiáng)，使氣缸內(nèi)第一道環(huán)槽溫度較低，減緩了機(jī)油老化、減少了結(jié)碳和活塞變形，同時也使活塞環(huán)本身的溫度較低，形變減少，從而使活塞環(huán)保持了高耐磨性和良好的密封性，進(jìn)一步提高了可靠性，進(jìn)而帶來了發(fā)動機(jī)低油耗，低尾氣排放，壽命長的有益效果。
本實(shí)用新型技術(shù)方案不僅可以制造出直徑為16～320毫米的常用活塞環(huán)，也可以制造更大或更小的活塞環(huán)，都能使活塞環(huán)具良好的硬度、韌性、耐磨性、導(dǎo)熱性、抗氧化性和耐腐蝕性；可以廣泛地應(yīng)用于汽車、農(nóng)用機(jī)械、摩托車、工礦機(jī)械等各類發(fā)動機(jī)。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述陶瓷薄膜層厚度為2～10微米，擴(kuò)散層深度為25～80微米時，活塞環(huán)的硬度、韌性、耐磨性、導(dǎo)熱性、抗氧化性和耐腐蝕性等綜合性能更加優(yōu)良。


附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1金屬基體，2鍍鉻層，3擴(kuò)散層，4陶瓷薄膜層。
具體實(shí)施方式
如圖，矩形活塞環(huán)由外向內(nèi)分別為陶瓷薄膜層4、擴(kuò)散層3和金屬層，金屬層包括金屬基體1和鍍鉻層2，鍍鉻層2位于圓環(huán)形金屬基體1的外圓表面上，其中，陶瓷薄膜層4的厚度為2～10微米，擴(kuò)散層3的深度為25～80微米。
本實(shí)用新型并不局限于上述實(shí)施例中的矩形活塞環(huán)，所述的活塞環(huán)也可以是梯形活塞環(huán)、桶面環(huán)、錐面環(huán)和各類油環(huán)；所述的金屬層也可以是均勻金屬材質(zhì)的金屬基體，也可以是金屬基體表面噴鉬的金屬層。
權(quán)利要求1.一種滲浸陶瓷活塞環(huán)，包括陶瓷薄膜層和金屬層，所述陶瓷薄膜層和金屬層呈圓環(huán)形，陶瓷薄膜層位于金屬層的外側(cè)，其特征在于所述陶瓷薄膜層和金屬層之間設(shè)有擴(kuò)散層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滲浸陶瓷活塞環(huán)，其特征在于所述陶瓷薄膜層厚度為2～10微米，擴(kuò)散層深度為25～80微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滲浸陶瓷活塞環(huán)，其特征在于所述活塞環(huán)的直徑為16～320毫米。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種屬于活塞環(huán)技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的滲浸陶瓷活塞環(huán)，包括陶瓷薄膜層和金屬層，所述陶瓷薄膜層和金屬層呈圓環(huán)形，陶瓷薄膜層位于金屬層的外側(cè)，所述陶瓷薄膜層和金屬層之間設(shè)有擴(kuò)散層。本實(shí)用新型使用可靠，壽命長，安全性好，可以廣泛地應(yīng)用于汽車、農(nóng)用機(jī)械、摩托車、工礦機(jī)械等各類發(fā)動機(jī)，可使發(fā)動機(jī)具有低油耗，低尾氣排放，壽命長的有益效果。
文檔編號F02F5/00GK2623892SQ0322256
公開日2004年7月7日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月5日
發(fā)明者周永福, 汪樹成 申請人:儀征六方金屬滲浸陶瓷有限公司