(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 103061914 A
(43)申请公布日 2013.04.24
(21)申请号 CN201310014229.6
(22)申请日 2013.01.15
(71)申请人 湖南正圆动力配件有限公司
    地址 410014 湖南省长沙市树木岭路345号
(72)发明人 陆军 张立新 杨春梅
(74)专利代理机构 长沙永星专利商标事务所
    代理人 周咏
(51)Int.CI
      F02F5/00
      C23C18/36
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      表面覆盖耐磨层的活塞环及其表面处理工艺
长沙汽车配件
(57)摘要
      本发明公开了一种表面覆盖耐磨层的活塞环及其表面处理工艺，活塞环侧面耐磨层为Ni-P化学镀层，镀层硬度达到HV460～600，可以很好的匹配耐磨镶圈的环槽，提高了环侧面的耐磨性，对活塞环机械性能影响良好。公开的Ni-P化学镀和热处理工艺将活塞环预处理后放入80-95℃的镀液中，浸泡15-20分钟，然后水洗烘干，在290-310℃保温2-4.5小时，该工艺工序简单、环保、成本低，优于镀铬、氮化工艺。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种表面覆盖耐磨层的活塞环，其特征在于侧面耐磨层为Ni-P化学镀层。
2.按照权利要求1所述的表面覆盖耐磨层的活塞环，其特征在于Ni-P化学镀层厚度0.002～0.004mm，硬度值HV460～600。
3.权利要求2所述活塞环的侧面Ni-P化学镀及热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）配制含有浓度为25-45g/L的NiSO<Sub>4</Sub>·6H<Sub>2</Sub>O、15-28g/L的NaH<Sub>2</Sub>PO<Sub>2</Sub>·H<Sub>2</Sub>O、10-25g/L的柠檬酸钠、15-25g/L的醋酸钠、8-10g/L的硼酸钠、0.05-0.1g/L的润湿剂、20-40mg/L的稳定剂和2-4mg/L的光亮剂的pH为4.0-6.0的镀液;
（2）将活塞环表面预处理；
（3）将预处理完毕的活塞环放入80～95℃的镀液中，浸泡15～20分钟；
（4）将镀膜完毕的活塞环取出，清洗烘干；
（5）热处理：在290-310℃，保温2-4.5小时，随炉冷却。
4.按照权利要求3所述的Ni-P化学镀及热处理工艺，其特征在于步骤（1）中的润湿剂为聚乙二醇，稳定剂为碘酸盐，光亮剂为镉盐。
5.按照权利要求3所述的Ni-P化学镀及热处理工艺，其特征在于步骤（5）中的热处理为在300℃，保温4-4.5小时，随炉冷却。
说  明  书
技术领域
本发明涉及一种表面覆盖耐磨层的活塞环及其表面处理工艺，属于活塞环表面处理技术领域。
背景技术
活塞环作为内燃机关键的心脏零部件，其使用性能要求越来越高，尤其是表面的耐磨性成为衡量其性能的重要指标之一。为提高活塞环外圆面耐磨性，一般采用外圆面镀铬、喷钼、CKS、PVD等技术，基本上保证了活塞环外圆面的耐磨性，但环侧面未镀层。摩擦副双方的硬度必须匹配，才能获得好的磨损效果，而活塞环侧面在与活塞耐磨镶圈摩擦副匹配时，环侧面球墨铸铁表面硬度值HV340，耐磨镶圈的环槽表面HV306，两者的比值为1.11，侧面HV较低。同时由于耐磨镶圈中有2～5%的条块状、带棱角的碳化物，其HV高达1250，对HV340的球墨铸铁环侧面形成犁削效应，使环侧面磨损较大。
目前球墨铸铁和钢活塞环表面处理常用闪镀，例如镀铬、氮化等。氮化、镀铬工序时间约5小时，工艺较复杂。镀铬影响环保，成本较高；氮化生产率低，成本也较高。
发明内容
本发明目的是提供一种表面覆盖耐磨层的活塞环，旨在提高侧面硬度值，用来匹配耐磨镶圈的环槽，减少环侧面的磨损；同时提供一种工序简单、环保、成本低的活塞环表面处理工艺。
本发明的解决方案是：一种表面覆盖耐磨层的活塞环，其侧面耐磨层为Ni-P化学镀层。
活塞环Ni-P化学镀层厚度0.002～0.004mm，硬度值HV460～600。