Der Kolbenring ist einer der Kernbestandteile des Motors. Das Material des Kolbenrings sollte eine geeignete Festigkeit, Härte, Elastizität und Ermüdungsbeständigkeit sowie eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Mit der Entwicklung moderner Motoren hin zu hoher Drehzahl, hoher Belastung und geringen Emissionen werden die Anforderungen an die Kolbenringwerkstoffe immer höher, aber auch an die Oberflächenbehandlung werden höhere Anforderungen gestellt. Immer mehr neue Wärmebehandlungstechnologien wurden oder werden bei der Wärmebehandlung von Kolbenringen eingesetzt, wie z. B. Ionennitrieren, Oberflächenkeramik, Nanotechnologie usw. In diesem Artikel wird hauptsächlich die Infiltrationskeramikbehandlung von Kolbenringen vorgestellt.

Bei der Kolbenring-Tauchkeramikbehandlung handelt es sich um eine Niedertemperatur-Plasma-Chemical-Vapour-Deposition-Technologie (kurz PCVD). Auf der Oberfläche des Metallsubstrats wird ein Keramikfilm mit einer Dicke von mehreren Mikrometern aufgewachsen. Gleichzeitig mit dem Eindringen der Keramik in die Metalloberfläche dringen auch die Metallionen in die Keramik ein. Der Film dringt in das Innere ein und bildet eine Zwei-Wege-Diffusion, wodurch ein „Cermet-Verbundfilm“ entsteht. Insbesondere kann der Prozess das Metallverbundkeramikmaterial auf einem Metallsubstrat wachsen lassen, in das Halbleitermaterialien wie Chrom nur schwer diffundieren können.

Diese „Metall-Keramik-Verbundfolie“ weist folgende Eigenschaften auf:

1. Wachstum bei niedrigen Temperaturen unter 300℃ ohne nachteilige Auswirkungen auf den Kolbenring;

2. Das Metall auf der Oberfläche des Kolbenrings erfährt im Vakuumplasmazustand eine bidirektionale Diffusion mit Bornitrid und kubischem Siliziumnitrid, wodurch ein Funktionsmaterial mit einem Gradientengradienten entsteht, sodass es fest verbunden ist.

3. Da der dünne Keramikfilm und das Metall ein Funktionsmaterial mit schrägem Gradienten bilden, spielt es nicht nur eine Rolle bei der festen Verbindung der Übergangsschicht, sondern verändert auch die Festigkeit der Keramikbindungskante, verbessert die Biegefestigkeit und verbessert die Oberfläche erheblich Härte und Zähigkeit des Rings;

4. Bessere Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen;

5. Erhöhte antioxidative Kapazität.

Da der Keramikfilm eine selbstschmierende Funktion hat, kann der mit Keramikkolbenring imprägnierte Kolbenring den Reibungskoeffizienten des Motors um 17 % bis 30 % reduzieren und der Verschleiß zwischen ihm und dem Reibungspaar wird um 2 % reduziert. /5 1/2, und es kann erheblich reduziert werden. Motorvibrationen und Geräusche. Gleichzeitig ist aufgrund der guten Dichtleistung zwischen der Keramikfolie und der Motorzylinderlaufbuchse auch die durchschnittliche Luftleckage des Kolbens um 9,4 % gesunken und die Motorleistung kann um 4,8 % bis 13,3 % gesteigert werden. Und sparen Sie Kraftstoff 2,2 % 22,7 %, Motoröl 30 % 50 %.