[发明专利]用于制造活塞环的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造设有耐磨层的、带有腔室的钢制活塞环的方法。

背景技术

DE 102 21 800 A1公开了一种用于在钢制活塞环上制成磨损保护层的方法，其方法是：在第一作业步骤中为工作面至少局部地设置工作面层并且为了制成硬度HV0.1＞1400而在第二作业步骤中如下地通过离子渗氮来至少为侧壁设置渗氮层，即，与投入使用的工作面层相关地在＜490℃的温度范围内实施离子渗氮作业步骤。

由DE 10 2005 023 627 A1已知了一种钢制活塞环，其具有单侧带有腔室的工作面、上侧壁和下侧壁以及内周面，其中工作面覆盖有具有微裂纹的、基于铬陶瓷的磨损保护层而且至少侧壁如下地设有降低磨损的渗氮层，即，侧壁到工作面的过渡区域中的至少一个过渡区域构造成几乎尖棱的。

在带有腔室的、设有物理气相沉积（PVD）层的钢制活塞环的实施形式中存在对尖锐的功能棱边的需求。由于具有表面渗氮的必要性，这一点迄今为止一直未排除。经过渗氮的棱边需要最大0.1mm的棱边半径。

本领领于技术人员所理解的批量生产的尖锐的棱边具有最大R＜0.05mm的倒圆。

发明内容

本发明的目的是：提供一种备选的用于制造设有耐磨层的、带有腔室的钢制活塞环的方法，利用该方法能够从侧壁到工作面之间的过渡区域中实现尖锐的功能棱边。

所述目的通过一种用于制造设有耐磨层的、带有腔室的钢制活塞环的方法得以实现，其中，制成在工作面侧设有腔室的基体，将该基体在从该基体的侧壁到工作面的过渡区域中如下地加工：产生斜边；为工作面以及至少部分斜边设置耐磨层；对基体的未设置耐磨层的周边区域和侧壁区域如下地进行渗氮处理，即，在侧壁的斜边侧的区域中保留限定宽度的、不具有渗氮层的区段；而且最后至少对耐磨层进行如此程度的切除，即，在侧壁到工作面的过渡区域中产生基本上尖锐的、但未经渗氮处理的功能棱边。

可以从按照从属权利要求的方法中获得根据本发明的方法的有益的发展设计。

根据本发明的方法可以有益地用于内燃机用的压缩机活塞环。

根据本发明的另一种思路，机械地、特别是通过磨削制成斜边。

根据需要，可以直接在含有腔室的工作面上施设铬层。

备选地还产生的可能性是：在工作面上施设薄的PVD（physical vapor deposition）层或类钻碳（DLC（diamond like carbon））层。

分别根据使用情况还产生的可能性是：在PVD层或DLC层上施设铬层作为另外的耐磨层。

本领域技术人员将与相应的使用情况相关地选择合适的（多层）磨损保护层。

根据本发明的另一种思路，为了优化生产过程，在施设耐磨层之前将至少两个基体合并成一个组合（Paket）。在这种状态中，然后可以借助已知的方法施设一层或其它的耐磨层。

在此处产生的可能性是：将相应的两个基体以斜边相对定向的方式或更多个（＞2）基体以斜边相继排列的方式合并成一个组合。

由相应的基体中的斜边决定：在彼此对置的斜边的情况中形成大致楔形的切口，该切口保障：在施设耐磨层的过程中，该耐磨层也可以至少局部地沉积在相应的斜边区域中。

在基体轴向相继排列的情况中，可以将两个以上的基体合并成一个组合，由此还能够进一步提高经济性。

为了能够制成由基体的材料构成的尖锐的功能棱边，根据本发明的另一种思路提出：在所属的侧壁上的未经渗氮处理的区段为0.1至1.5mm。

最后的工序设定：机械地、特别是通过磨削至少将腔室外部的耐磨层从工作面上去除。根据需要将侧壁上的基体的材料除了斜边的突缘以外都磨掉，从而在钢制活塞环的成品状态中仍然从工作面上去除约0.05至0.7mm的渗氮层。

通过根据本发明的方法在带有腔室的钢制活塞环上由此可以在相应的侧壁与工作面之间的过渡区域中制成尖锐的但未经渗氮处理的功能棱边。

相应的功能棱边有益地构成在下侧壁、就是说朝向汽缸体曲轴箱的侧壁与工作面之间的过渡区域中，而且这样有助于在至少一个刮油环外部也可以对残油进行刮擦。

附图说明

参照附图中的实施例示出本发明主题并且在下文中加以说明。附图中：

图1为设置层之前的带有腔室的钢制活塞环；

图2为根据图1的带有腔室的活塞环，其具有设置的斜边；

图3和4为根据图2的基体的备选的组合方法；

图5和6为图3和4所示的组合的基体的备选的设置层方法；