一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环的制作方法

1.本发明涉及一种活塞环，尤其涉及一种内燃机活塞环，属于工程机械领域。


背景技术：

2.活塞环
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缸套结构是内燃机的曲柄连杆机构的重要组成部分，是一个典型的摩擦副结构。该摩擦副的性能直接影响内燃机的使用效率、使用性能、使用寿命等。研究表明：内燃机运行时克服摩擦阻力所消耗的能量占燃料燃烧所产生能量的48％，其中活塞环
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缸套滑动副摩擦阻力消耗的能量占内燃机整体摩擦消耗能量的19％。
3.活塞环是内燃机的一个极其重要零件,其使用状况复杂、维修时拆卸极不方便以及将面临更恶劣的使用条件,为提高活塞环可靠性能,必须强化其工作表面来延长其使用寿命。随着全球性的能源危机爆发，提高内燃机的使用效率，对改善内燃机活塞环
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缸套摩擦副的摩擦磨损性能有着极其重要的意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了在一定范围内减小活塞环
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缸套摩擦磨损并且延长活塞环使用寿命。因此将耐涂层增加活塞环耐磨性能以及表面织构提高摩擦副磨损性能的特点相结合，大大提高其工作性能及使用寿命。
5.本发明是这样实现的：
6.一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环。包括活塞环本体、耐磨涂层、表面织构。所述活塞环本体外周面上涂有耐磨涂层，在涂层表面设有表面织构。
7.为了达到上述目的，本发明采用的技术手段，所述耐磨涂层采用tin复合材料，利用等离子喷涂技术喷涂在活塞环本体外周面，且喷涂厚度为0.2～0.5mm。
8.进一步的技术手段，所述的一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，所述表面织构利用激光器加工在耐磨涂层表面上。
9.进一步的技术手段，所述表面织构为圆形凹坑，且表面织构在耐磨涂层表面均匀分布。所述表面织构直径为50μm～150μm，所述表面织构面积比为10％～20％，所述表面织构深度为50μm～80μm。
10.本发明的有益效果：
11.活塞环外周面喷涂耐磨涂层，可大大减少活塞环运行过程中产生的磨屑与磨粒，大大提高活塞环摩擦磨损性能。
12.在耐磨涂层表面上制备表面织构，可储存润滑介质和产生的磨屑与磨粒，避免产生二次磨损，而且表面织构可以提高流体动压润滑性能和油膜承载力，延长活塞环使用寿命。
附图说明
13.图1是本发明的局部立体图；
14.图2是本发明的俯视图；
15.图3是耐磨涂层表面织构局部放大示意图；
16.图4是本发明的装配局部示意图。
17.图中：1
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活塞环本体；2
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耐磨涂层；3
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表面织构；4
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缸套；5
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活塞。
具体实施方式
18.为了使本发明的目的、技术手段和优点能更加清晰，以下结合具体实施案例对本发明进一步详细说明。此处描述的具体实例仅仅用于解释本发明，并不是用于限定本发明。
19.如图1、图2、图3所示，一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，包括活塞环本体1，所述活塞环本体1具有内外周面，所述活塞环本体外周面上涂有耐磨涂层2，在耐磨涂层2上设有表面织构3。
20.所述耐磨涂层2采用tin复合材料，利用等离子喷涂技术喷涂在活塞环本体1外周面上，且喷涂厚度为0.5mm。
21.所述表面织构3为圆形凹坑，表面织构3在耐磨涂层2表面均匀分布。
22.所述表面织构3直径为150μm，所述表面织构3面积比为 16％，所述表面织构3深度为50μm。
23.图4是本发明的一种局部装配图。使用过程中活塞环本体1安装在活塞5上，与气缸缸套4形成活塞环
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缸套摩擦副。在工作过程中，活塞环本体1沿着气缸缸套4做往复运动。其中耐磨涂层2可大大减少活塞环本体1运行过程中产生的磨屑与磨粒，从而大大提高活塞环摩擦磨损性能。
24.在耐磨涂层2上制备表面织构3，可储存润滑介质和产生的磨屑与磨粒，避免产生二次磨损，而且表面织构3可以提高流体动压润滑性能和油膜承载力，延长活塞环使用寿命。
25.上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所述领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，包括活塞环本体(1)，所述活塞环本体(1)具有内外周面，所述活塞环本体(1)外周面上涂有耐磨涂层(2)，在耐磨涂层(2)表面设有表面织构(3)。2.如权利要求1所述的一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，所述耐磨涂层(2)采用tin复合材料，利用等离子喷涂技术喷涂在活塞环本体(1)外周面，且喷涂厚度为0.2～0.5mm。3.如权利要求1所述的一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，所述表面织构(3)利用激光器加工在耐磨涂层(2)表面上。4.如权利要求1所述的一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，所述表面织构(3)为圆形凹坑，表面织构(3)在耐磨涂层(2)表面均匀分布。5.如权利要求1所述的一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环，其特征在于，所述表面织构(3)直径为50μm～150μm，所述表面织构(3)面积比为10％～20％，所述表面织构(3)深度为50μm～80μm。

技术总结
本发明公开了一种表面耐磨涂层织构化的内燃机活塞环。包括活塞环本体、耐磨涂层、表面织构。所属活塞环本体外周面上涂有耐磨涂层，在耐磨涂层表面设有表面织构。本发明所述表面织构为圆形凹坑，并沿涂层表面均匀分布。本发明通过在活塞环外周面加工耐磨涂层及表面织构，能够储存一部分润滑油，提高油膜承载力，并且提高活塞环耐磨性能以及摩擦副润滑减摩性能，极大提高机械效率及活塞工作性能，延长发动机工作寿命。动机工作寿命。动机工作寿命。


技术研发人员：赵健 马文林 张裕 李智勇 王勋宗 陈亚刚
受保护的技术使用者：兰州交通大学
技术研发日：2020.12.14
技术公布日：2021/10/11