內(nèi)燃機用蠕墨鑄鐵活塞環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及內(nèi)燃機零部件領(lǐng)域，特別涉及一種內(nèi)燃機用蠕墨鑄鐵活塞環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，隨著延長汽車用發(fā)動機壽命以及提高燃油效率的市場要求，對該發(fā)動機所使用的活塞環(huán)提出了寬度小且重量輕、低張力且摩擦損失小的要求。此處，活塞環(huán)被安裝在活塞上，用于實現(xiàn)汽缸內(nèi)中的活塞的平滑往復(fù)運動，以及對高溫的燃燒氣體進(jìn)行密封。安裝有活塞環(huán)的活塞使汽缸內(nèi)形成燃燒室，從而該燃燒室內(nèi)的燃料的燃燒所產(chǎn)生的爆炸壓力轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)。因此，要求安裝于活塞的活塞環(huán)具有能夠承受該燃燒室中的爆炸沖擊，以及能夠長時間地、穩(wěn)定地密封高溫的燃燒氣體的功能。如果活塞環(huán)無法實現(xiàn)這種密封性的提高時，將造成發(fā)動機輸出功率的降低或耗油量的增加等。為了提高上述的耐沖擊性和氣密性，在活塞環(huán)中，存在能避免初始運行時的異常磨損的材質(zhì)、或可有效地防止氣體的泄漏(漏氣)并適用于潤滑理論的形狀等與發(fā)動機的特征相對應(yīng)的各種種類。例如，對于柴油發(fā)動機用活塞來說，隨著根據(jù)近年的排放控制措施而導(dǎo)致的內(nèi)燃機的燃燒壓力增大，活塞受到的載荷增大，由于必須能承受這樣的嚴(yán)苛的使用條件，因此活塞環(huán)槽的材質(zhì)成為鋼制或者鑄鐵制。因此，當(dāng)安裝與活塞環(huán)槽材質(zhì)相同的活塞環(huán)時，容易發(fā)生粘著磨損。為了抑制該粘著磨損的發(fā)生，柴油發(fā)動機用活塞上所安裝的活塞環(huán)的形狀構(gòu)成為，該活塞環(huán)的上表面和/或下表面?zhèn)染哂泻驮摶钊h(huán)槽相同的傾斜角度的形狀。如果，活塞和活塞環(huán)之間發(fā)生粘著磨損，則活塞環(huán)上下表面和活塞的活塞環(huán)槽之間的密封性變差，造成發(fā)動機輸出功率的降低或耗油量的增大等。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種內(nèi)燃機用蠕墨鑄鐵活塞環(huán)，使活塞環(huán)在高溫下能長期持續(xù)地維持防止粘著的效果，解決汽缸內(nèi)周面的接觸面磨損不均勻的問題。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:一種內(nèi)燃機用蠕墨鑄鐵活塞環(huán)，包括活塞環(huán)本體，所述活塞環(huán)本體的上表面、下表面和朝活塞環(huán)槽的一面覆蓋有一層防粘膜，活塞環(huán)本體與汽缸接觸的一面設(shè)有一層耐磨層，所述防粘膜包括第一皮膜和第二皮膜，所述第一皮膜覆蓋在所述第二皮膜上，所述第二皮膜覆蓋在活塞環(huán)本體上，所述耐磨層沿著活塞環(huán)本體與汽缸接觸的一面延伸形成第一舌部和第二舌部，所述第一舌部的外周面形成鼓出的圓筒形狀，并在所述活塞環(huán)本體與汽缸接觸的一面形成開口部，所述第二舌部的外周面形成鼓出的圓筒形狀，并在所述活塞環(huán)本體與汽缸接觸的一面形成開口部，即在耐磨層中部形成一間隙。
[0005]由于上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可以減小活塞環(huán)與活塞之間摩擦力，進(jìn)而減緩粘接現(xiàn)象的發(fā)生，即第一皮膜由聚四氟乙烯組成，聚四氟乙烯具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑，同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，它的摩擦系數(shù)極低，應(yīng)用廣泛，用作防粘層是最理想的材料，因此，能夠通過初期的與環(huán)槽表面之間的滑動而在短時間內(nèi)除去環(huán)槽表面的突起，同時不會大幅損傷環(huán)槽表面。在活塞環(huán)中，活塞的上下運動和燃燒壓力會使活塞環(huán)的上下側(cè)面叩擊環(huán)槽表面，即當(dāng)活塞往下運動時，活塞環(huán)槽的上側(cè)面與防粘膜上表面發(fā)生叩擊滑蹭，當(dāng)活塞往上運動時，活塞環(huán)槽的下側(cè)面與防粘膜下表面發(fā)生叩擊滑蹭，兩種運動都會讓活塞環(huán)受到強的應(yīng)力。但是，在本實用新型的活塞環(huán)中，由于在早期除去環(huán)槽表面的突起而不損傷環(huán)槽表面，因此，環(huán)槽表面對活塞環(huán)的防粘膜的攻擊性也在早期降低。并且，防粘膜使得與環(huán)槽表面間的叩擊滑蹭所引起的應(yīng)力被緩和，故聚防粘膜得以長期維持，能夠持續(xù)維持優(yōu)異的防止粘著的效果。將活塞環(huán)本體與汽缸接觸的一面設(shè)置一層耐磨層，即耐磨層與汽缸內(nèi)壁接觸，一方面可以提高活塞環(huán)的耐磨性，另一方面，耐磨層設(shè)置成第一舌部和第二舌部的緣由是，由于第一舌部的外周面以及第二舌部的外周面分別形成為圓筒形狀，因此在第一舌部的外周面以及第二舌部的外周面上分別存在有圓筒中央部。因此，通過第一舌部或者第二舌部的圓筒中央部確保了活塞環(huán)的密封性，從而抑制了燃燒廢氣從燃燒室側(cè)向曲柄室側(cè)穿過。其結(jié)果為，活塞環(huán)的耐久性提高，防止了在恒定的位置接觸面壓變高，抑制了活塞環(huán)、工作缸內(nèi)周面的不均勻磨損。
[0006]進(jìn)一步，所述第二皮膜為磷酸錳皮膜，厚度為5-10μπι，所述第一皮膜為聚四氟乙烯皮膜，厚度為15-30μηι，所述耐磨層碳化媽涂層，平均厚度為50-200μηι，所述第二皮膜形成方法為，對活塞環(huán)本體的上下側(cè)面以及朝活塞環(huán)槽的一面進(jìn)行研磨加工，使該上下側(cè)面成為平臺結(jié)構(gòu)，然后對該活塞環(huán)的外周面進(jìn)行離子鍍敷，形成厚度約20μπι的碳化鎢皮膜，進(jìn)行堿法脫脂后，在溫度為80°C的磷酸錳水溶液中浸漬6min，從而在活塞環(huán)本體的外周面上形成磷酸錳皮膜，所述第一皮膜形成方法為，用印刷法將聚四氟乙烯涂布在所述第二皮膜上，所述碳化鎢涂層用熱噴涂法噴涂，然后再精加工成上述形狀。
[0007]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0008]1、本實用新型的蠕墨鑄鐵活塞環(huán)在高溫下能長期持續(xù)地維持防止鋁粘著的效果。
[0009]2、本實用新型的蠕墨鑄鐵活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，解決了汽缸內(nèi)周面的接觸面磨損不均勻的問題。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實用新型的活塞環(huán)安裝在活塞環(huán)槽后在軸向方向上的剖面結(jié)構(gòu)圖。
[0011 ]圖中標(biāo)記:I為活塞環(huán)本體，2為防粘莫，3為耐磨層，4為活塞，5為汽缸，201為防粘膜上表面，202為防粘膜下表面，301為間隙，401為活塞環(huán)槽上側(cè)面，402為活塞環(huán)槽下側(cè)面，501為汽缸內(nèi)壁。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細(xì)的說明。
[0013]為了使實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0014]如圖1所示，一種內(nèi)燃機用蠕墨鑄鐵