專利名稱：鉻基陶瓷復(fù)合鍍層加工方法及其活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種陶瓷微粒含量高達(dá)2-10％、且陶瓷分布于鉻層原有裂紋及孔隙的新型鉻基陶瓷復(fù)合鍍層的加工方法及其活塞環(huán)。屬活塞環(huán)技術(shù)領(lǐng)域。
采用此發(fā)明的鉻基陶瓷復(fù)合鍍層進(jìn)行表面強(qiáng)化的活塞環(huán)，在完成上述的鉻基復(fù)合陶瓷鍍層加工后，再進(jìn)行相應(yīng)機(jī)械加工等處理后，形成成品，成品鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為0.05-0.20毫米；它由2-15層單元復(fù)合層組成，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)；陶瓷微粒含量平均達(dá)2-10WT％，且陶瓷微粒分布在鉻層的微裂紋及其交叉形成的孔隙中，陶瓷微粒平均粒度范圍0.05-10微米；活塞環(huán)直徑為12-400毫米。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)鉻基陶瓷復(fù)合鍍層由數(shù)層單元復(fù)合鍍層組成，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)；每單元復(fù)合鍍層結(jié)構(gòu)，從表面看其鉻層基體具有一定密度、深度及寬度、相互交叉的網(wǎng)紋，陶瓷微粒鑲嵌在這些網(wǎng)紋中；從斷面看由于上述網(wǎng)紋交叉形成斷面孔隙，陶瓷微粒分布在這些孔隙中。陶瓷微粒含量高，且不會(huì)產(chǎn)生異常脆性。因此，本專利的新型鉻基陶瓷復(fù)合鍍層活塞環(huán)能夠承受較大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，即使在活塞環(huán)與缸壁油膜處于邊界狀態(tài)下，也不會(huì)發(fā)生“拉缸”；同時(shí)由于嵌入了高硬度的陶瓷微粒，耐磨性能也得到極大提高，能夠滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)高性能要求。
實(shí)施例2取直徑100毫米活塞環(huán)，在1000升鍍鉻液中，其中鉻酐250克/升，硫酸2..5克/升，三價(jià)鉻3克/升，適量催化劑AFC，電流密度70A/平方分米，電鍍時(shí)間15分鐘，先鍍～層25微米硬鉻；物化法加工鉻層網(wǎng)紋，密度120條/毫米、寬度2.5微米、深度11微米；將碳化硅陶瓷微粒嵌入網(wǎng)紋中固定，陶瓷微粒粒度為1-5微米；在1000升鍍鉻液中(其中鉻酐250克/升，硫酸2..5克/升，三價(jià)鉻3克/升，適量催化劑AFC)，電流密度70A/平方分米，電鍍時(shí)間3分鐘，進(jìn)行封閉；再從頭開始重復(fù)25次，鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為400微米?；钊h(huán)經(jīng)加工成成品后，鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為200微米，由15個(gè)單元復(fù)合層組成，陶瓷微粒含量外圓6.3％，斷面6.7％。
實(shí)施例3取直徑400毫米活塞環(huán)，在1000升鍍鉻液中，其中鉻酐350克/升，硫酸4克/升，三價(jià)鉻4克/升，適量催化劑AFC，電流密度40A/平方分米，電鍍時(shí)間40分鐘，先鍍一層50微米硬鉻；物化法加工鉻層網(wǎng)紋，密度200條/毫米、寬度5微米、深度20微米；將氮化硅和碳化硅的混合陶瓷微粒嵌入網(wǎng)紋中固定，陶瓷微粒粒度為1-10微米；在1000升鍍鉻液中(其中鉻酐350克/升，硫酸4克/升，三價(jià)鉻4克/升，適量催化劑AFC)，電流密度100A/平方分米，電鍍時(shí)間2分鐘，進(jìn)行封閉；再從頭開始重復(fù)8次，鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為200微米?；钊h(huán)經(jīng)加工成成品后，鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為130微米，由五個(gè)單元復(fù)合層組成，陶瓷微粒含量外圓9.7％，斷面8.7％。
權(quán)利要求
1.活塞環(huán)表面新型鉻基陶瓷復(fù)合鍍層的加工方法。其特征是該加工工藝是一個(gè)重復(fù)的加工過程，其工藝步驟依次為一、取直徑12-400毫米的活塞環(huán)，在鉻酐150-350克/升、硫酸1-4克/升、三價(jià)鉻2-10克/升及適量催化劑AFC的槽液中，在電流密度40-100安/平方分米條件下先鍍一層硬鉻，電鍍時(shí)間5-40分鐘，厚度10-50微米；二、采用物化手段處理鉻層網(wǎng)紋，使它密度為40-200條/毫米、深度為2-20微米及寬度為0.1-5微米；三、將陶瓷微粒嵌入這些網(wǎng)紋中并固定。這些陶瓷材料為氮化硅或碳化硅或三氧化二鋁陶瓷微粉以及這些陶瓷微粉兩種或兩種以上的混合物，微粒粒度范圍為0.05-10微米；四、在鉻酐150-350克/升、硫酸1-4克/升、三價(jià)鉻2-10克/升及適量催化劑AFC的槽液中，在電流密度40-100安/平方分米條件下鍍一層硬鉻，電鍍時(shí)間為2-5分鐘，將已嵌入陶瓷微粒的網(wǎng)紋覆蓋、封閉；五、重復(fù)工藝步驟1-4進(jìn)行循環(huán)，使鉻層厚度為0.05-0.40毫米。
2.新型鉻基陶瓷復(fù)合鍍層活塞環(huán)。其特征是其表面鉻基陶瓷復(fù)合鍍層厚度為0.05-0.20毫米；它由2-15層單元復(fù)合層組成，具有層狀結(jié)構(gòu)；陶瓷微粒在鍍層中含量平均高達(dá)2-10％，且陶瓷微粒分布在鉻層的微裂紋及其交叉形成的孔隙中，陶瓷微粒平均粒度為0.05-10微米；活塞環(huán)直徑為12-400毫米。
全文摘要
本發(fā)明是鉻基陶瓷復(fù)合鍍層的加工方法及其活塞環(huán)。鉻基陶瓷復(fù)合鍍層的加工方法是活塞環(huán)在鉻酐、硫酸、三價(jià)鉻及適量催化劑AFC的槽液中電鍍一層硬鉻，厚度10－50微米；采用物化手段處理鉻層網(wǎng)紋，使其具有一定的密度、深度及寬度；將陶瓷微粒嵌入這些網(wǎng)紋中并固定，微粒粒度范圍為0.05－10微米；將已嵌入陶瓷微粒的網(wǎng)紋覆蓋、封閉；重復(fù)多次，使鉻層達(dá)到規(guī)定的厚度?；钊h(huán)成品表面復(fù)合層厚度為0.05－0.20微米；由多層單元復(fù)合層組成，層狀結(jié)構(gòu)；陶瓷微粒在鍍層中平均含量達(dá)2－10％，分布在鉻層的微裂紋及其交叉形成的孔隙中；活塞環(huán)直徑為12－400毫米。優(yōu)點(diǎn)活塞環(huán)能夠承受較大的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷，即使在活塞環(huán)與缸壁油膜處于邊界狀態(tài)下，也不會(huì)發(fā)生“拉缸”；耐磨性能高，能夠滿足現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)高性能要求。
文檔編號(hào)C25D15/00GK1424436SQ02148600
公開日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者吳映雪, 劉千喜 申請(qǐng)人:儀征雙環(huán)活塞環(huán)有限公司