專利名稱：一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)。
背景技術(shù)：
活塞環(huán)是船用柴油機(jī)、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的關(guān)鍵零部件，它處于高溫、高壓、交變的機(jī)械熱負(fù)荷及潤(rùn)滑條件極差的工況下工作，既需要有較高的強(qiáng)度保證支承活塞在氣缸套中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，又要保證自身不斷裂，同時(shí)要求有較好的熱穩(wěn)定性、耐磨性和耐腐蝕性，它的質(zhì)量好壞直接關(guān)系到內(nèi)燃機(jī)的使用性能和工作壽命的長(zhǎng)短。因此，國(guó)內(nèi)外都很重視提高活塞環(huán)使用壽命的研究，并在表面強(qiáng)化處理方面做了大量工作。目前活塞環(huán)表面強(qiáng)化主要有氮化 和電鍍硬鉻兩種方法，應(yīng)當(dāng)指出的是氮化工藝存在周期長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，活塞環(huán)變形大，成品率低等不足，而電鍍硬鉻又存在的鍍層高溫硬度偏低，鍍層具有顯微裂紋，電鍍液污染較大等缺點(diǎn)。金屬表面非晶態(tài)合金化是一項(xiàng)特殊的表面處理工藝，是提高材料性能和強(qiáng)化材料表面質(zhì)量的一種極為有力的手段，具有廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。通過(guò)近十幾年的研究，現(xiàn)已可采用多種方法如液相急冷法、氣相沉積法、高能束、電鍍和化學(xué)鍍法等方來(lái)制備非晶態(tài)合金表面層，從而使金屬材料表面改性。相比之下，在上述方法中，電化學(xué)法制備非晶態(tài)材料具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如工藝簡(jiǎn)單，操作方便，可大規(guī)模批量生產(chǎn)；生產(chǎn)制備過(guò)程耗能低，設(shè)備簡(jiǎn)易。但目前大多數(shù)通過(guò)電沉積得到的非晶合為鎳基合金，它的硬度特別是高溫硬度還不夠高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)，這種鍍層的結(jié)構(gòu)是一種含有微量碳的非晶態(tài)Cr-C合金，與普通的硬鉻鍍層相比，含有多種形式碳化合物，使硬度得到極大提高，潤(rùn)滑性和耐磨性也有很大改善，非晶態(tài)Cr-C鍍層無(wú)普通晶態(tài)硬Cr鍍層的裂紋缺陷，且經(jīng)拋光后可以反復(fù)施鍍以增加鍍層厚度。這種非晶態(tài)Cr-C合金鍍層應(yīng)用于磨損件表面，可以使基體耐磨性增強(qiáng)，起到保護(hù)基體的作用。本實(shí)用新型將電沉積非晶態(tài)超硬Cr鍍層應(yīng)用到活塞環(huán)上，可以提高活塞環(huán)表面的高溫硬度，改善其耐磨性，達(dá)到延長(zhǎng)活塞環(huán)的使用壽命的目的。本實(shí)用新型提供一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)，上述活塞環(huán)的外表面具有一層厚度為16 18 iim的非晶態(tài)Cr-C合金鍍層，硬度為950 lOOOHv。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方法是I.將活塞環(huán)進(jìn)行清洗和活化，固定在專用的工裝夾具上。2、將裝有活塞環(huán)的工裝夾具置于電鍍槽中并使之固定。2.在電鍍?cè)O(shè)備的控制面板上設(shè)定工藝參數(shù)。3.按下設(shè)備開(kāi)關(guān)，開(kāi)始施鍍，直至預(yù)定時(shí)間。4.取出活塞環(huán)，冷水漂洗，風(fēng)干后，燥檢驗(yàn)包裝。[0012]本實(shí)用新型的有益之處是采用65Mn彈簧鋼制造各型號(hào)規(guī)格的活塞環(huán)，活塞環(huán)外表面經(jīng)過(guò)電鍍后形成了一層高硬度的非晶態(tài)鍍層，使活塞環(huán)的耐磨性，特別是耐高溫磨損特性明顯提聞，從而提聞了活塞環(huán)的使用壽命。

圖I是本實(shí)用新型一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)的外形示意圖。圖2是本實(shí)用新型一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)的K-K部位1:10放大剖面圖。其中，I是非晶態(tài)Cr-C合金鍍層。
具體實(shí)施方式
I、將活塞環(huán)進(jìn)行化學(xué)除油，化學(xué)除油配方及工藝參數(shù)為 NaOH10 15g/LNa2CO330 40g/LNa3PO4 12H2025 35g/L溫度常溫時(shí)間2 4min2、將活塞環(huán)進(jìn)行超聲波除油，先將活塞環(huán)放入無(wú)水乙醇超聲波清洗15min，再放入丙酮中清洗15min，最后用去離子水清洗干凈試樣，用風(fēng)筒吹干。3、將清洗后的活塞環(huán)進(jìn)行活化處理，活化液為5%的H2SO4溶液，再用去離子水清洗。4、將經(jīng)過(guò)清洗和活化后的活塞環(huán)固定在專用的工裝夾具上，將裝有活塞環(huán)的工裝夾具置于電鍍槽中并使之固定。鍍液的配方為三氧化鉻CrO3 200g/L酒石酸C4H6O6 20 50g/L硫酸銨(NH4)2SO4:70g/L5、在電鍍?cè)O(shè)備的控制面板上設(shè)定工藝參數(shù)。陰極電流密度10 50 A/dm2，施鍍時(shí)間10 40min,兩極板間距50mm,鍍液溫度55±2°C。6.按下設(shè)備開(kāi)關(guān)，開(kāi)始施鍍，直至預(yù)定時(shí)間。使活塞環(huán)外表面覆蓋一層非晶態(tài)Cr-C合金鍍層，厚度為16 18iim，硬度為950 lOOOHv。
權(quán)利要求1.一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)，其特征在于上述活塞環(huán)的外表面具有一層厚度為16 18 ii m的非晶態(tài)Cr-C合金鍍層。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有非晶態(tài)Cr-C合金鍍層的活塞環(huán)，采用65Mn彈簧鋼制造的活塞環(huán)進(jìn)行清洗和活化，然后進(jìn)行電鍍處理，電鍍液配方為三氧化鉻200g/L，酒石酸20～50g/L，硫酸銨70g/L；電鍍工藝參數(shù)為陰極電流密度10～50A/dm2，施鍍時(shí)間10～40min，兩極板間距50mm，鍍液溫度55±2℃；施鍍后使得活塞環(huán)的表面具有一層厚度為16～18μm的非晶態(tài)Cr-C合金鍍層，硬度為950-1000Hv，該鍍層使活塞環(huán)的耐磨性，特別是耐高溫磨損特性明顯提高，從而提高了活塞環(huán)的使用壽命。
文檔編號(hào)F16J9/00GK202510701SQ20122018540
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月27日
發(fā)明者揭曉華 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)