专利汇可以提供活塞环的涂层方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及在 活塞 环毛坯(1)上涂层的方法,特别是在意欲用于大型柴油 发动机 的 活塞环 毛坯(1)上涂层的方法。涂层粉末输送至活塞环毛坯(1)的接连部分(12、12’)之一上,此后,涂层粉末借助 能量 辐射 装置(4),在能量辐射装置(4)与最近输送至活塞环毛坯(1)上的涂层粉末相距恒定间距下加以熔融,用以在活塞环毛坯的所述部分(12、12’)上形成涂层。能量辐射允许在涂层粉末上作用一个时间间隔,该时间间隔调节成,除了熔融粉末材料所需的热量外,基本没有热量出现。本发明还涉及实施此方法的装置。,下面是活塞环的涂层方法及装置专利的具体信息内容。
1.一种在活塞环毛坯(1)上涂层的方法,特别是在意欲用于大型柴 油发动机的活塞环毛坯(1)上涂层的方法,其特征在于,涂层粉末借助 粉末送进装置(3)输送至活塞环毛坯(1)的接连的虚像部分(12、12’) 之一上,
此后,涂层粉末借助能量辐射装置(4),在能量辐射装置(4)与最 近输送至活塞环毛坯(1)上的涂层粉末相距恒定间距下加以熔融,用以 在活塞环毛坯的所述部分(12、12’)上形成涂层,
能量辐射允许在涂层粉末上作用一个时间间隔,该时间间隔调节成, 除了熔融粉末材料所需的热量外,基本没有热量出现。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,能量辐射是激光辐射。
3.如权利要求1-2所述的方法,其特征在于,活塞环毛坯(1)相 对粉末送进装置(3)和能量辐射装置(4)依次地移动。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,该方法起始与结束于活 塞环毛坯(1)的一个同一区域上。
5.如权利要求1-4中任一权利要求所述的方法,其特征在于,当方 法进行时,活塞环毛坯(1)基本在其自身的轴线上转动。
6.如权利要求1-5中任一权利要求所述的方法,其特征在于,能量 辐射的宽度基本对应活塞环毛坯(1)的宽度。
7.如权利要求6和权利要求2所述的方法,其特征在于,激光辐射 借助双聚焦光学器件而加宽。
8.如权利要求6和权利要求2所述的方法,其特征在于,激光辐射 借助线聚焦光学器件而加宽。
9.如权利要求1-8中任一权利要求所述的方法,其特征在于,所选 的粉末材料具有与活塞环毛坯(1)基本相同的热膨胀系数。
10.如权利要求1-9中任一权利要求所述的方法,其特征在于,所 选的粉末材料是这样的一类材料,当熔融时它形成的金属基体中包括 Cr3C2和Mo。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所选的粉末材料是这 样的一类材料,它大约包括30-50%重量的Cr、5-15%重量的Mo、1.5-5% 重量的C、30-50%重量的Ni和1.5-5%重量的W。
12.如权利要求2-11中任一权利要求所述的方法,其特征在于,激 光辐射由连续CO2激光器提供。
13.如权利要求1-12中任一权利要求所述的方法,其特征在于,粉 末的送进通过应用粉末载气,最好是氮,而实现。
14.如权利要求1-13中任一权利要求所述的方法,其特征在于,当 方法进行时,活塞环毛坯的接连部分(12、12’)是连续预和/或后加热 的。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,活塞环的部分(12、 12’)的预和/或后加热是在围绕活塞环(1)的周边的有规则的间隔上进 行的。
16.如权利要求14或15所述的方法,其特征在于,所述预和/或后 加热是借助若干加热元件(13)实施的。
17.如权利要求14-16中任一权利要求所述的方法,其特征在于, 预和/或后加热是借助感应提供的。
18.如权利要求1-17中任一权利要求所述的方法,其特征在于,在 方法进行期间,活塞环毛坯(1)被悬挂装置(5)所支承。
19.一种在活塞环毛坯(1)上涂层的装置,特别是在意欲用于大型 柴油发动机的活塞环毛坯(1)上涂层的装置,其特征在于,
该装置包括粉末送进装置(3),它布置在活塞环毛坯(1)的邻近, 用于将涂层粉末输送至活塞环毛坯(1)的接连的虚像部分(12、12’) 之一上;以及能量辐射装置(4),它相对活塞环毛坯(1)布置在与最近 输送至活塞环毛坯(1)上的涂层粉末相距恒定的间距上,用于将涂层粉 末熔融在所述部分(12、12’)上,
该装置适应于,能量辐射允许在涂层粉末上作用一个时间间隔,该 时间间隔调节成,除了熔融粉末材料所需的热量外,基本没有热量出现。
20.如权利要求19所述的装置,其特征在于,能量辐射装置(4)是 产生激光束的激光装置。
21.如权利要求19-20中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 该装置包括驱动装置,用于在活塞环毛坯(1)与粉末送进装置(3)以 及能量辐射装置(4)之间进行相对运动,该驱动装置是这样的,以致活 塞环毛坯的部分(12、12’)先通过粉末送进装置(3),然后通过能量辐 射装置(4)。
22.如权利要求21所述的装置,其特征在于,驱动装置布置成使活 塞环毛坯(1)基本在其自身的轴线上旋转。
23.如权利要求21或22所述的装置,其特征在于,驱动装置布置成 用以控制所述相对运动,从而涂层的涂敷起始和结束于活塞环毛坯(1) 的同一区域上。
24.如权利要求19-23中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 能量辐射装置(4)适用于产生一种能量束,其宽度基本对应活塞环毛坯 (1)的宽度。
25.如权利要求24和权利要求20所述的装置,其特征在于,激光装 置(4)包括双聚焦光学器件。
26.如权利要求24和权利要求20所述的装置,其特征在于,激光装 置(4)包括线聚焦光学器件。
27.如权利要求19-26中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 粉末材料具有与活塞环毛坯(1)基本相同的热膨胀系数。
28.如权利要求19-27中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 粉末材料是这样的一类材料,当熔融时它形成的金属基体中包括Cr3C2和 Mo。
29.如权利要求28所述的装置,其特征在于,粉末材料大约包括 30-50%重量的Cr、5-15%重量的Mo、1.5-5%重量的C、30-50%重量的Ni和1.5-5%重量的W。
30.如权利要求19-29中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 能量辐射装置(4)包括连续CO2激光器。
31.如权利要求19-30中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 粉末送进装置(3)配置成输送氮作为粉末的载气。
32.如权利要求19-31中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 若干加热元件(13)布置在活塞环毛坯的邻近,用于预和/或后加热活塞 环部分。
33.如权利要求32所述的装置,其特征在于,加热元件(13)围绕 活塞环(1)的周边按有规则的间隔加以设置。
34.如权利要求32和33中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 加热元件(13)是感应线圈。
35.如权利要求32-34中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 装置包括驱动装置,用于在活塞环毛坯的部分(12、12’)与加热装置(13) 之间进行相对运动。
36.如权利要求19-35中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 装置包括悬挂装置(5),用于在涂层方法进行期间,悬挂活塞环毛坯(1)。
37.如权利要求36所述的装置,其特征在于,悬挂装置(5)至少包 括一个支承工具(6、7、8),在其上压靠着活塞环毛坯(1)的一个区域。
38.如权利要求37所述的装置,其特征在于,至少一个支承工具(6) 连接至驱动装置上,用以转动活塞环毛坯(1)。
39.如权利要求36-38中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 悬挂装置的支承工具(7、8)受弹簧加载,从而沿径向向外至活塞环毛 坯(1)的内侧。
40.如权利要求19-39中任一权利要求所述的装置,其特征在于, 活塞环毛坯(1)在其外侧成形有凹槽(2),该凹槽(2)围绕周边而伸 展,涂层粉末在其中适用于被送进。
41.一种活塞环,它涂敷有涂层,其特征在于,它由已按权利要求1 定义的方法涂层的活塞环毛坯(1)生产而成。
42.一种活塞环,它涂敷有涂层,其特征在于,它由已借助权利要求 19提出的装置涂层的活塞环毛坯(1)生产而成。
本发明涉及在活塞环毛坯上涂层的方法,特别是在意欲用于大型柴 油发动机的活塞环毛坯上涂层的方法。
本发明还涉及实施该方法的装置。
技术背景
推荐用于大型柴油发动机,诸如船用发动机中的那类活塞环在发动 机运行期间受到极端条件的作用。高度磨损、热和腐蚀作用使活塞环很 快磨损,从而必须更换。
已提出许多增加活塞环使用寿命的方法。有些方法旨在对活塞环最 易受作用的部分,最好是其外周边,涂敷耐磨层。这些耐磨层能例如借 助电解反应,用化学方法镀至环材料上,或在加热装置,常常是能量束 的作用下焊接至所述环材料上。
今天,可应用若干方法借助能量束,如激光束,对工件加以涂层, 能量束加热工件的一个区域。在这样的涂层时,通常,涂层粉末和工件 一起熔融,造成粉末和工件的某些材料均被熔融。此方法的一个缺陷是, 工件材料遭受不希望有的改变,诸如形成马氏体。如果马氏材形成于涂 层之下,使用期间,将有涂层与工件脱开的极大风险。
此种涂层的另一缺陷是,它要求工件有不同的加热和冷却阶段。这 样,在工件中以及在工件与涂层之间均可能产生应力,影响涂层和工件 的强度。
此外,在生产活塞环时会出现特有的问题。通常活塞环是通过将铸 管切割成“薄片”而形成的,铸管的横截面多少有些椭圆形。在一个加 工步骤中,椭圆形环加工成具有贯穿的切口,以使气体得以通过,并在 发动机运行时能更好地接触活塞的衬。这种椭圆形状与更为对称的形状 相比,难于处理。材料中必要的应力对活塞环的作用是很关键的,但难 于与形为涂层的、牢固、适当地连接的耐磨层相结合。
本发明的目的在于提出一种方法和装置,用于对活塞环毛坯涂敷耐 磨、结合良好的耐磨层。
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