Pierścienie tłokowe mają szeroką gamę materiałów i różne właściwości. Przy wyborze materiału pierścienia tłokowego należy wziąć pod uwagę warunki jego pracy, wymagania eksploatacyjne, typ pierścienia i inne czynniki. Ogólnie rzecz biorąc, materiał pierścienia tłokowego silnika spalinowego powinien spełniać następujące wymagania:
1. Wystarczająco wysoka wytrzymałość mechaniczna w wysokiej temperaturze
2. Odporność na zużycie i niski współczynnik tarcia
3. Nie jest łatwo uzyskać przyczepność i łatwo się wcierać
4. Przetwarzanie jest wygodne, a cena jest tania
W ten sposób od materiału pierścienia tłokowego wymaga się określonej wytrzymałości, twardości, elastyczności, odporności na zużycie (w tym na magazynowanie oleju), odporności na korozję, stabilności termicznej i przetwarzalności. Obecnie materiałem pierścienia tłokowego jest głównie żeliwo. Wraz ze wzmocnieniem silnika obserwuje się tendencję do przechodzenia z żeliwa szarego na żeliwo ciągliwe, żeliwo sferoidalne i stal. Zobacz tabelę 2-1, aby zapoznać się z typowymi materiałami i właściwościami.
Tabela 2-1 Typowe materiały i właściwości pierścieni tłokowych

Jednak dzisiejszym wprowadzeniem nie jest pierścień tłokowy wykonany z typowych materiałów, ale pierścień tłokowy z metalowo-ceramicznej folii kompozytowej (pierścień tłokowy z infiltracją ceramiczną lub w skrócie ceramiczny metalowy pierścień tłokowy), zwany dalej metalowo-ceramicznym pierścieniem tłokowym.
Cermetalowe pierścienie tłokowe powstają poprzez infiltrację ceramiki z azotku boru (część sześciennego azotku boru) z * funkcją samosmarowania w warstwę powierzchniową pary ciernej pierścienia tłokowego w niskiej temperaturze (poniżej 200 ℃) przy użyciu * zaawansowanej na świecie „pary chemicznej plazmy” technologii osadzania”, dzięki czemu wierzchnia warstwa robocza pierścieni tłokowych jest ceramiczna. Pierścienie tłokowe po infiltracji ceramicznej mają dobrą odporność na zużycie, odporność na zużycie i korozję, dlatego można poprawić żywotność pierścienia tłokowego. Ceramika kompozytowa infiltruje powierzchnię pierścienia tłokowego poprzez chemiczne osadzanie z fazy gazowej w plazmie, co różni się od procesu natryskiwania ceramiki na powierzchnię innych pierścieni tłokowych. Ta metoda procesu może sprawić, że kompozytowy materiał ceramiczny będzie miał silną siłę wiązania z powierzchnią pierścienia tłokowego bez pękania i odpadania.

Ponadto warstwa kompozytu cermetalu ma strukturę elektroniczną podobną do rodu, dzięki czemu może przeprowadzić katalizę spalania w silniku i znacznie zmniejszyć zawartość emisji CO i HC. Dlatego pierścienie tłokowe impregnowane ceramiką mają również działanie katalityczne.
Technologia „folii kompozytowej cermetowej” przeszła * ocenę w 1997 roku.
Ceramiczne impregnowane pierścienie tłokowe są szeroko stosowane w głównych fabrykach silników z dobrym efektem aplikacji.
Tworzy „funkcjonalną ceramikę” połączoną z metalami, która charakteryzuje się wyjątkową twardością powierzchni, niskim współczynnikiem tarcia, redukcją zużycia i długą żywotnością.
W niskiej temperaturze (poniżej 200 ℃) azotek (kompozytowy materiał ceramiczny) jest infiltrowany do powierzchni narzędzia w wyniku chemicznego osadzania plazmowego z fazy gazowej.
Cechy:
1. Niski wzrost temperatury. Gdy temperatura tworzenia filmu jest niższa niż 200 ℃, nie uszkodzi podłoża i powierzchni przedmiotu obrabianego, nie odkształci przedmiotu obrabianego i nie wpłynie na dokładność obróbki i wydajność montażu.
2. Połączenie jest pewne. Ponieważ metal dyfunduje z azotkiem boru i sześciennym azotkiem boru w stanie plazmy próżniowej, tworząc materiały o gradientowym działaniu, folie kompozytowe nie odklejają się pod wpływem wysokiej temperatury lub uderzenia.
3. Poprawia się zarówno twardość, jak i wytrzymałość. Ze względu na dwufazową dyfuzję folii kompozytowej i metalu w celu utworzenia materiału funkcjonalnego o nachylonym gradiencie, odgrywa on nie tylko rolę trwałego połączenia warstwy przejściowej, ale także poprawia siłę wiązania, wytrzymałość na rozciąganie i odporność na zginanie ceramiki oraz jej wytrzymałość przewyższa samą ceramikę.
4. Dobra odporność na zużycie w wysokiej temperaturze. Wyniki eksperymentów wykazały, że w porównaniu z chromowaniem twardość folii kompozytowej znacznie wzrasta wraz ze wzrostem temperatury otoczenia o 250 ℃ - 350 ℃, a twardość powierzchni wzrasta o ponad hv210, natomiast twardy chrom znacznie maleje po 250 ℃ i maleje o około hv110 przy 350 ℃. Zatem w porównaniu z przedmiotem obrabianym bez powłoki z folii kompozytowej, przedmiot obrabiany pokryty ceramiką ma lepszą odporność na zużycie w środowisku o wysokiej temperaturze.
5. Silna odporność na utlenianie. Wyniki eksperymentów pokazują, że folia kompozytowa nadal ma dobrą odporność na utlenianie i odporność na kwasy, gdy temperatura jest wyższa niż 1000 ℃.
6. Pełni funkcję utleniania i katalizy. Kiedy ceramika wnika w powierzchnię metalu, generowana jest odpowiednia ilość wakatów elektronowych, co sprawia, że ​​folia kompozytowa ma katalityczne działanie utleniające na CO i HC i znacznie zmniejsza zanieczyszczenie emisją spalin z silnika.
7. Dobra wydajność uzwojenia i poszycia. Folie kompozytowe opierają się na procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej, zatem folie kompozytowe można hodować wszędzie tam, gdzie może przedostać się gaz, a warunki przetwarzania nie są ograniczone kształtem i położeniem przedmiotu obrabianego.
8. Szerokie pola zastosowań. Oprócz nakładania na silnik, folia kompozytowa nadaje się również na pary cierne różnych maszyn, części odporne na wysoką temperaturę i korozję, różne narzędzia skrawające i formy, a także może przystosować się do różnych materiałów metalowych i niemetalowych poprzez różne parametry procesu.