专利名称：一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环。
背景技术：
活塞环是船用柴油机、汽车发动机上的关键零部件，它处于高温、高压、交变的机械热负荷及润滑条件极差的工况下工作，既需要有较高的强度保证支承活塞在气缸套中往复运动，又要保证自身不断裂，同时要求有较好的热稳定性、耐磨性和耐腐蚀性，它的质量好坏直接关系到内燃机的使用性能和工作寿命的长短。因此，国内外都很重视提高活塞环使用寿命的研究，并在表面强化处理方面做了大量工作。目前活塞环表面强化主要有氮化 和电镀硬铬两种方法，应当指出的是氮化工艺存在周期长，生产效率低，活塞环变形大，成品率低等不足，而电镀硬铬又存在的镀层高温硬度偏低，镀层具有显微裂纹，电镀液污染较大等缺点。金属表面非晶态合金化是一项特殊的表面处理工艺，是提高材料性能和强化材料表面质量的一种极为有力的手段，具有广阔的应用和发展前景。通过近十几年的研究，现已可采用多种方法如液相急冷法、气相沉积法、高能束、电镀和化学镀法等方来制备非晶态合金表面层，从而使金属材料表面改性。相比之下，在上述方法中，电化学法制备非晶态材料具有许多独特的优点，如工艺简单，操作方便，可大规模批量生产；生产制备过程耗能低，设备简易。但目前大多数通过电沉积得到的非晶合为镍基合金，它的硬度特别是高温硬度还不够高。
实用新型内容本实用新型提供了一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环，这种镀层的结构是一种含有微量碳的非晶态Cr-C合金，与普通的硬铬镀层相比，含有多种形式碳化合物，使硬度得到极大提高，润滑性和耐磨性也有很大改善，非晶态Cr-C镀层无普通晶态硬Cr镀层的裂纹缺陷，且经抛光后可以反复施镀以增加镀层厚度。这种非晶态Cr-C合金镀层应用于磨损件表面，可以使基体耐磨性增强，起到保护基体的作用。本实用新型将电沉积非晶态超硬Cr镀层应用到活塞环上，可以提高活塞环表面的高温硬度，改善其耐磨性，达到延长活塞环的使用寿命的目的。本实用新型提供一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环，上述活塞环的外表面具有一层厚度为16 18 iim的非晶态Cr-C合金镀层，硬度为950 lOOOHv。实现本实用新型的技术方法是I.将活塞环进行清洗和活化，固定在专用的工装夹具上。2、将装有活塞环的工装夹具置于电镀槽中并使之固定。2.在电镀设备的控制面板上设定工艺参数。3.按下设备开关，开始施镀，直至预定时间。4.取出活塞环，冷水漂洗，风干后，燥检验包装。[0012]本实用新型的有益之处是采用65Mn弹簧钢制造各型号规格的活塞环，活塞环外表面经过电镀后形成了一层高硬度的非晶态镀层，使活塞环的耐磨性，特别是耐高温磨损特性明显提闻，从而提闻了活塞环的使用寿命。
图I是本实用新型一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环的外形示意图。图2是本实用新型一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环的K-K部位1:10放大剖面图。其中，I是非晶态Cr-C合金镀层。
具体实施方式
I、将活塞环进行化学除油，化学除油配方及工艺参数为 NaOH10 15g/LNa2CO330 40g/LNa3PO4 12H2025 35g/L温度常温时间2 4min2、将活塞环进行超声波除油，先将活塞环放入无水乙醇超声波清洗15min，再放入丙酮中清洗15min，最后用去离子水清洗干净试样，用风筒吹干。3、将清洗后的活塞环进行活化处理，活化液为5%的H2SO4溶液，再用去离子水清洗。4、将经过清洗和活化后的活塞环固定在专用的工装夹具上，将装有活塞环的工装夹具置于电镀槽中并使之固定。镀液的配方为三氧化铬CrO3 200g/L酒石酸C4H6O6 20 50g/L硫酸铵(NH4)2SO4:70g/L5、在电镀设备的控制面板上设定工艺参数。阴极电流密度10 50 A/dm2，施镀时间10 40min,两极板间距50mm,镀液温度55±2°C。6.按下设备开关，开始施镀，直至预定时间。使活塞环外表面覆盖一层非晶态Cr-C合金镀层，厚度为16 18iim，硬度为950 lOOOHv。
权利要求1.一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环，其特征在于上述活塞环的外表面具有一层厚度为16 18 ii m的非晶态Cr-C合金镀层。
专利摘要本实用新型公开了一种具有非晶态Cr-C合金镀层的活塞环，采用65Mn弹簧钢制造的活塞环进行清洗和活化，然后进行电镀处理，电镀液配方为三氧化铬200g/L，酒石酸20～50g/L，硫酸铵70g/L；电镀工艺参数为阴极电流密度10～50A/dm2，施镀时间10～40min，两极板间距50mm，镀液温度55±2℃；施镀后使得活塞环的表面具有一层厚度为16～18μm的非晶态Cr-C合金镀层，硬度为950-1000Hv，该镀层使活塞环的耐磨性，特别是耐高温磨损特性明显提高，从而提高了活塞环的使用寿命。
文档编号F16J9/00GK202510701SQ20122018540
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月27日 优先权日2012年4月27日
发明者揭晓华 申请人:广东工业大学