活塞环及用于制造活塞环的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112166207A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号201980031602.4(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有(22)申请日2019.05.28限公司11335代理人李宏悦(30)优先权数据15/991,4932018.05.29US(51)Int.Cl.C23C14/02(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C23C14/58(2006.01)2020.11.11F16J9/26(2006.01)(86)PCT国际申请的申请数据C23C14/06(2006.01)PCT/EP2019/0638372019.05.28(87)PCT国际申请的公布数据WO2019/229070EN2019.12.05(71)申请人马勒国际有限公司地址德国斯图加特(72)发明人亚历山大·S·库珀托马斯·J·史密斯托马斯·斯通安德烈·C·保罗权利要求书1页说明书6页附图9页(54)发明名称活塞环及用于制造活塞环的方法(57)摘要在使用金属氮化物PVD涂覆至至少10μm的厚度之前，通过喷砂至限定的粗糙度而对未倒角的活塞环进行预处理，在涂覆后的活塞环中留下峰顶和谷底。涂覆后的活塞环随后被研磨以在没有穿透涂层的情况下去除峰顶，使得谷底和平台保留在涂覆后的表面中。因此形成的活塞环由于通过喷砂创建的增加的表面面积而表现出出色的涂层保留，并且由于保留的空腔增加了涂层的多孔性而且因此增强了环的润滑，还表现出出色的性能。CN112166207ACN112166207A权利要求书1/1页1.一种制造活塞环的方法，包括：提供活塞环基体，所述活塞环基体具有未倒角的正面表面以及环的两个间隙表面之间的间隙；对所述正面表面进行喷砂，从而创建具有0.3-1.5的平均表面粗糙度Ra的粗糙的纹理；经由物理蒸汽沉积在粗糙的正面表面和倒角表面上沉积涂层；以及对涂层进行研磨以在没有穿透所述涂层的情况下去除表面中的峰顶，使得具有涂层的表面包含平台和谷底。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用120与200之间的砂砾尺寸实施喷砂。3.根据权利要求2所述的方法，其中，砂砾由120、180以及220砂砾的混合物形成。4.根据权利要求1所述的方法，其中，以35°和55°的角度对所述活塞环的正面表面进行喷砂。5.根据权利要求1所述的方法，其中，以至少10μm的厚度施加涂层。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层为金属氮化物。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述涂层为类金刚石碳(DLC)涂层。8.根据权利要求1所述的方法，还包括在喷砂之前经由表层硬化或者通过硬化处理而使所述活塞环硬化。9.一种活塞环，包括：环，其由基体材料形成，并且具有未倒角的正面表面，所述未倒角的正面表面为粗糙化为0.3-1.5Ra的平均粗糙度的表面；以及涂层，其至少布置在所述正面表面上，所述涂层通过物理蒸汽沉积而沉积，并且随后被研磨以在没有穿透所述涂层的情况下去除峰顶，使得所述活塞环的表面包含平台和谷底。10.根据权利要求9所述的活塞环，其中，环由已经经由表层硬化或者通过硬化处理而已经被硬化的钢制成。11.根据权利要求9所述的活塞环，其中，所述涂层由金属氮化物或者类金刚石碳(DLC)形成。12.根据权利要求9所述的活塞环，其中，环具有两个间隙表面，所述两个间隙表面在其间具有环间隙。13.根据权利要求9所述的活塞环，其中，形成在环的所述正面表面与顶表面之间的拐角具有等于或者小于0.05mm的宽度。2CN112166207A说明书1/6页活塞环及用于制造活塞环的方法技术领域[0001]本发明涉及一种活塞环，所述活塞环通过沉积处理而被涂覆，并且通常涂覆有金属氮化物涂层。特别地，本发明涉及一种未被倒角的活塞环，所述未被倒角的活塞环通过喷砂处理而被预处理，以使环的面和表面变粗糙，然后经由PVD处理涂覆有金属氮化物涂层或者其他涂层。预处理增加涂层的附着力，以防止在高压事件(诸如LSPI(低速预点火))期间碎裂和剥落。新的处理允许环不被倒角，因为涂层的附加附着力降低了环的边缘在环间隙处碎裂的风险。通过消除倒角，消除了额外的处理步骤，并且能够更快和更经济地制造活塞环。另外，未被倒角的环间隙的减小的区域导致漏气的减少，并且由于较小的面积和改进的密封而减少了油耗。背景技术[0002]在过去已经使用了经由喷砂处理对活塞环的预处理以创建更好的表面来接纳涂层。然而，现有的活塞环的目的在于创建将粘附有涂层的表面，还在于创建平滑的涂覆表面，从而减小与气缸壁的摩擦。例如，美国专利第3,556,747号公开了在经由等离子弧喷涂进行涂覆之前经由喷砂处理对活塞环进行处理并且针对光洁度进行机加工。[0003]然而，特别是通过较小的涡