Поршневое кольцо

Авторы патента:

Доценко Владислав Константинович (RU)

F16J9/26 - характеризующиеся использованием определенных материалов

Владельцы патента RU 2284428:

Закрытое акционерное общество "Барнаульский котельный завод" (ЗАО "БКЗ") (RU)

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в ДВС для уплотнения зазора в цилиндропоршневой группе. Поршневое кольцо имеет износостойкий слой и расположенный на поверхности износостойкого слоя приработочный оксидный слой. В качестве износостойкого слоя использован оксикарбонитридный слой материала кольца. Изобретение позволяет значительно облегчить приработку и повысить эксплуатационные характеристики пары трения и долговечность изделия. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания для уплотнения зазора в цилиндропоршневой группе.

Известно поршневое кольцо, имеющее износостойкий слой, в частности слой хрома (см. описание к а.с. СССР №1186451, заявленное 21.01.83, опубликованное 23.10.85 по кл. В 23 Р 15/06).

Существенные признаки: "поршневое кольцо, имеющее износостойкий слой" являются общими с заявляемым техническим решением.

Наличие в качестве износостойкого слоя слоя из хрома не позволяет создать твердость на поверхности кольца более 1200 ед., что в процессе работы пары трения приводит к истиранию износостойкого слоя кольца и выходу его из строя. Кроме того, износостойкий слой из хрома при работе кольца растрескивается и выкрашивается, что также снижает долговечность изделия.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению (прототипом) является поршневое кольцо, имеющее износостойкий слой и расположенный на поверхности износостойкого слоя приработочный оксидный слой, причем в качестве износостойкого слоя он содержит слой из хрома (см. описание к а. с. СССР №502738, заявленное 22.10.74, опубликованное 15.02.76 по кл. В 23 Р 15/06).

Заявляемое и известное решения имеют следующие общие существенные признаки: наличие на поршневом кольце износостойкого слоя, наличие приработочного оксидного слоя и размещение на поверхности износостойкого слоя приработочного оксидного слоя.

Недостатком известного поршневого кольца является то, что оно также является недолговечным, так как в качестве износостойкого слоя содержит слой из хрома.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы значительно повысить долговечность изделия путем улучшения износостойкого слоя.

Поставленная задача решается тем, что в поршневом кольце, имеющем износостойкий слой и расположенный на поверхности износостойкого слоя приработочный оксидный слой, согласно изобретению, в качестве износостойкого слоя использован оксикарбонитридный слой материала кольца.

Существенные признаки: использование в качестве износостойкого слоя оксикарбонитридного слоя материала кольца отличают заявляемое изобретение от его ближайшего аналога.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Поршневое кольцо 1 имеет износостойкий 2 слой и расположенный на поверхности износостойкого 2 слоя приработочный 3 оксидный слой, при этом в качестве износостойкого 2 слоя использован оксикарбонитридный слой материала поршневого кольца 1.

Поршневое кольцо изготавливают следующим образом.

Партию поршневых колец, изготовленных из стали или чугуна и прошедших полный цикл механической обработки, погружают в соляную ванну с температурой 350-450°С. Затем изделия переносят в ванну оксикарбонитрации и выдерживают при температуре 500-600°С. В расплаве активной соли идет процесс оксикарбонитрации. Далее изделия поэтапно охлаждают в расплавах солей, создавая на поверхности оксикарбонитридного слоя дополнительный оксидный слой. Процесс заканчивается промывкой изделий для удаления с их поверхности остатков солей.

Твердость материала поршневого кольца - 300-600 ед., твердость оксикарбонитридного слоя достигает более 1250 ед., а твердость оксидного слоя до 600 ед.

При работе цилиндропоршневой группы наружный оксидный слой поршневого кольца, имеющий твердость меньше, чем твердость рабочей поверхности гильзы, прирабатывается и плотно прилегает к этой поверхности.

Таким образом, заявляемое техническое решение по сравнению с известными позволяет значительно облегчить приработку и повысить эксплуатационные характеристики пары трения и долговечность изделия.

Поршневое кольцо, имеющее износостойкий слой и расположенный на поверхности износостойкого слоя приработочный оксидный слой, отличающееся тем, что в качестве износостойкого слоя использован оксикарбонитридный слой материала кольца.

Изобретение относится к износостойким элементам скольжения и может найти применение при изготовлении поршневых колец и гильз цилиндров для двигателей внутреннего сгорания.

Шатунно-поршневая группа компрессора // 2123612

Изобретение относится к устройствам поршневых машин, например к компрессорам. .

Уплотнение // 1828965

Цилиндропоршневая группа для высокофорсированного двигателя внутреннего сгорания // 1562502

Изобретение относится к двигателестроению. .

Антифрикционный материал // 363384

Элемент скольжения // 2518823

Изобретение относится к элементу скольжения двигателя внутреннего сгорания, в частности поршневому кольцу. Элемент скольжения содержит DLC-покрытие типа ta-C, имеющее, по меньшей мере, один градиент внутреннего напряжения, причем в средней области (II) покрытие в направлении снаружи вовнутрь имеет отрицательный градиент внутреннего напряжения, который, предпочтительно, меньше, чем в области (III), расположенной внутри. Область (III) покрытия, расположенная внутри, имеет меньшую толщину слоя, чем средняя область (II), причем покрытие имеет толщину 10 мкм или более. Обеспечивается увеличение срока службы покрытия при сохранении заданных фрикционных свойств. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Скользящий элемент // 2519181

Изобретение относится к скользящему элементу двигателя внутреннего сгорания, в частности поршневому кольцу. Указанный скользящий элемент выполнен с покрытием, которое представляет собой алмазоподобное покрытие типа ta-C с изменяющимися по его толщине внутренними напряжениями и тем самым с, по меньшей мере, одним градиентом внутреннего напряжения. Покрытие в обращенной к основному материалу области (IV) выполнено в направлении вовнутрь с отрицательным градиентом внутреннего напряжения, в расположенной снаружи области (II) - с положительным градиентом внутреннего напряжения, а в средней области (III) - с чередующимися зонами высоких и низких внутренних напряжений. Обеспечивается увеличение срока службы покрытия при сохранении заданных фрикционных свойств. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Скользящий элемент, в частности поршневое кольцо, имеющий покрытие, и способ получения скользящего элемента // 2520245

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу, имеющему покрытие по меньшей мере на одной поверхности скольжения, и к способу получения скользящего элемента. Скользящий элемент, в частности поршневое кольцо, для использования в двигателе внутреннего сгорания имеет по меньшей мере на одной поверхности скольжения в направлении изнутри наружу покрытие, содержащее металлосодержащий адгезионный слой и слой алмазоподобного углерода DLC типа тетраэдрического углерода ta-C толщиной по меньшей мере 10 мкм. Слой типа тетраэдрического углерода ta-C имеет содержание sp3-гибридизованных атомов углерода по меньшей мере 40 ат.% и водород в количестве менее 0,5 ат.%, при этом содержание sp3-гибридизованных атомов углерода в наружных 1-3 мкм слоя снижено. Полученный скользящий элемент обладает улучшенной комбинацией коэффициента трения и износостойкости. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл.

Скользящий элемент, в частности поршневое кольцо, с покрытием // 2520858

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу с покрытием по меньшей мере на одной поверхности скольжения, которое в направлении изнутри наружу содержит адгезионный слой (10), металлосодержащий, предпочтительно содержащий вольфрам, DLC-слой (12) и не содержащий металла DLC-слой (14). Толщина не содержащего металла DLC-слоя имеет отношение от 0,7 до 1,5 к толщине металлосодержащего DLC-слоя и/или отношение от 0,4 до 0,6 к полной толщине покрытия, при этом полная толщина покрытия составляет от 5 мкм до 40 мкм. Обеспечивается улучшенный скользящий элемент в отношении комбинации коэффициента трения и характеристик износа. 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.

Элемент скольжения с открытой функциональной поверхностью // 2520908

Группа изобретений относится к деталям скольжения двигателя внутреннего сгорания. Деталь содержит основу и нанесенное на нее термическим напылением покрытие с открытой контактной поверхностью, включающее, по меньшей мере, две фазы материала покрытия с различной прочностью, причем одна из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия, имеющая наименьшую прочность, углублена относительно другой или других фаз покрытия. Способ изготовления детали включает подготовку основы, нанесение на основу посредством термического напыления покрытия с открытой контактной поверхностью с обеспечением углубления одной из, по меньшей мере, двух фаз материала покрытия относительно другой или других фаз материала покрытия, при этом обеспечивают углубление фазы материала покрытия с наименьшей прочностью. Обеспечиваются оптимальные трибологические свойства контактных поверхностей. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Скользящий элемент, в частности поршневое кольцо, и комбинация скользящего элемента с ответным рабочим элементом // 2531220

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу, с износостойким покрытием, а также к цилиндропоршневой группе. Скользящий элемент имеет износостойкое покрытие, содержащее в направлении изнутри наружу слой CrN, слой Me(CхNу), где Ме представляет собой вольфрам, хром, титан или кремний, при этом х и у находятся в диапазоне 0-99 атомных процентов, за исключением слоя чистого хрома, и слой алмазоподобного углерода (DLC-слой), который состоит из нижнего металлосодержащего DLC-слоя и не содержащего металл верхнего DLC-слоя, при этом твердость CrN-слоя составляет 1100-1900 НV. Цилиндропоршневая группа содержит упомянутый скользящий элемент и ответный рабочий элемент на основе железа в виде цилиндра или гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания. Обеспечиваются необходимые долговечность и мощность в дизельном или карбюраторном двигателе, в котором используются предложенное поршневое кольцо или цилиндропоршневая группа. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Способ изготовления поршневого кольца и компрессионное поршневое кольцо // 2559209

Группа изобретений относится к способу изготовления поршневого кольца, при котором в металлическом теле, по меньшей мере имеющем радиально внешнюю рабочую поверхность, радиально внутреннюю периферийную поверхность и проходящие между ними верхнюю и нижнюю боковые поверхности, в зоне выполненной приблизительно цилиндрической рабочей поверхности выполняется определенная конусность, по меньшей мере рабочая поверхность покрывается по меньшей мере одним износостойким слоем, а образующий соскребающую кромку участок по меньшей мере одного износостойкого слоя, по меньшей мере, частично удаляется, в основном цилиндрически с образованием перемычки задаваемой ширины. На рабочую поверхность наносят покрывающий PVD-слой, причем при наличии покрывающего PVD-слоя его удаляют, вплоть до основного материала рабочей поверхности, образуя перемычку. Изобретение повышает надежность поршневого кольца. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления поршневого кольца и компрессионное поршневое кольцо // 2559210

Изобретение относится к способу изготовления поршневого кольца, при котором в металлическом теле, имеющем радиально внешнюю рабочую поверхность, радиально внутреннюю периферийную поверхность и проходящие между ними боковые поверхности, со стороны рабочей поверхности выполняется выемка. По меньшей мере, дно выемки снабжается отличающимся от цилиндрической формы контуром, рабочая поверхность, включая выемку, покрывается, по меньшей мере, одним износостойким слоем, а образующий соскребающую кромку участок, по меньшей мере, одного износостойкого слоя, по меньшей мере, частично удаляется с образованием перемычки задаваемой ширины. По меньшей мере, участки рабочей поверхности и/или выемки нитрируют, а затем на рабочую поверхность наносят покрывающий PVD-слой или многослойную систему. Изобретение улучшает действие соскребающей кромки и позволяет обеспечить ее самозатачиваемость. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ изготовления поршневых колец // 2577642

Изобретение относится к способу изготовления стального поршневого кольца (1′) с износоустойчивым покрытием (8, 9) для двигателя внутреннего сгорания, при котором формируют базовое тело (1), предназначенное для образования камеры (2) в двигателе внутреннего сгорания стороной рабочей поверхности (3). В области перехода боковой поверхности (5) базового тела (1) в рабочую поверхность (3) формируют фаску (7), при этом рабочую поверхность (3) и по меньшей мере части фаски (7) покрывают износоустойчивым покрытием (8, 9). Не покрытые износоустойчивым покрытием (8, 9) окружные области (4) и области боковых поверхностей (5, 6) базового тела (1) нитрируют с обеспечением в расположенной на стороне фаски боковой поверхности (5) участка (а) заданной ширины, не содержащего нитрационного покрытия (10), и затем сошлифовывают износоустойчивое покрытие (8, 9) с образованием в области перехода боковой поверхности (5) в рабочую поверхность (3) острой, не подвергнутой нитрированию, функциональной фаски (11). Компрессионное стальное поршневое кольцо с износоустойчивым покрытием для двигателя внутреннего сгорания изготовлено вышеуказанным способом. Обеспечивается изготовление имеющего износоустойчивое покрытие стального поршневого кольца с острой функциональной кромкой в рабочей поверхности. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

Поршневое кольцо, имеющее комбинированное покрытие // 2579537

Изобретение относится к поршневому кольцу, содержащему основной элемент поршневого кольца, изготовленный из материала с первым коэффициентом теплового расширения, слой защиты от износа, который расположен на наружной поверхности поршневого кольца в радиальном направлении и изготовлен из материала, имеющего второй коэффициент теплового расширения, меньший, чем первый коэффициент теплового расширения. Поршневое кольцо дополнительно содержит промежуточный слой, который расположен между основным элементом поршневого кольца и слоем защиты от износа, причем промежуточный слой изготовлен из материала, имеющего третий коэффициент теплового расширения, больший, чем первый коэффициент теплового расширения. Изобретение улучшает распределение радиального прижимного усилия поршневого кольца. 10 з.п. ф-лы, 9 ил.