Поршневые кольца изготавливаются из самых разных материалов и имеют разные свойства. При выборе материала поршневых колец следует учитывать условия его эксплуатации, требования к производительности, тип кольца и другие факторы. Вообще говоря, материал поршневых колец двигателя внутреннего сгорания должен отвечать следующим требованиям:
1. Достаточно высокая механическая прочность при высокой температуре.
2. Износостойкость и низкий коэффициент трения.
3. Нелегко добиться адгезии и легко обкатать.
4. Обработка удобна и цена дешевая.
Таким образом, материал поршневых колец должен обладать определенной прочностью, твердостью, эластичностью, износостойкостью (в том числе при хранении масла), коррозионной стойкостью, термической стабильностью и технологичностью. В настоящее время материалом поршневых колец является преимущественно чугун. С упрочнением двигателя наблюдается тенденция перехода от серого чугуна к ковкому чугуну, чугуну с шаровидным графитом и стали. См. таблицу 2-1 для ознакомления с распространенными материалами и свойствами.
Таблица 2-1. Распространенные материалы и свойства поршневых колец.

Однако сегодняшнее введение - это не поршневое кольцо из обычных материалов, а поршневое кольцо из металлокерамической композитной пленки (для краткости - поршневое кольцо с керамической пропиткой или металлокерамическое поршневое кольцо), именуемое в дальнейшем металлокерамическим поршневым кольцом.
Поршневые кольца из металлокерамики изготавливаются путем внедрения керамики из нитрида бора (часть кубического нитрида бора) с * функцией самосмазывания в поверхностный слой пары трения поршневых колец при низкой температуре (ниже 200 ℃) с использованием * передового в мире «плазмохимического пара». Технология наплавки», так что слой рабочей поверхности поршневых колец является керамическим. Поршневые кольца после керамической пропитки обладают хорошей износостойкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. Таким образом, срок службы поршневых колец может быть увеличен. Композитная керамика проникает в поверхность поршневого кольца методом плазмохимического осаждения из паровой фазы, что отличается от процесса напыления керамики на поверхность других поршневых колец. Этот технологический метод может обеспечить прочное сцепление композитного керамического материала с поверхностью поршневого кольца без растрескивания и отпадания.

Кроме того, металлокерамический композитный слой имеет электронную структуру, аналогичную родию, поэтому он может осуществлять катализ сгорания в двигателе и значительно снижать содержание выбросов CO и HC. Поэтому поршневые кольца с керамической пропиткой также обладают каталитическим эффектом.
Технология «Мерметокомпозитная пленка» прошла* экспертизу в 1997 году.
Поршневые кольца с керамической пропиткой широко используются на крупных моторных заводах и имеют хороший эффект при применении.
Он образует «функциональную керамику», состоящую из металлов, которая обладает выдающимися характеристиками: высокой твердостью поверхности, низким коэффициентом трения, снижением износа и длительным сроком службы.
При низкой температуре (ниже 200 ℃) нитрид (композитный керамический материал) проникает в поверхность инструмента путем плазмохимического осаждения из паровой фазы.
Функции:
1. Низкотемпературный рост. Когда температура формирования пленки ниже 200 ℃, это не повредит подложку и поверхность заготовки, не деформирует заготовку и не повлияет на точность обработки и производительность сборки.
2. Соединение прочное. Поскольку металл диффундирует с нитридом бора и кубическим нитридом бора в состоянии вакуумной плазмы с образованием функционально градиентных материалов, композитные пленки не отслаиваются при высокой температуре или ударе.
3. Улучшены твердость и ударная вязкость. Благодаря двухфазной диффузии композитной пленки и металла с образованием функционального материала с наклонным градиентом, он не только играет роль прочного сочетания переходного слоя, но также улучшает прочность соединения, предел прочности и сопротивление изгибу керамики, а также ее ударную вязкость. превосходит саму керамику.
4. Хорошая износостойкость при высокой температуре. Результаты экспериментов показывают, что по сравнению с хромированием твердость композитной пленки сильно возрастает с повышением температуры в среде 250 ℃ - 350 ℃, а поверхностная твердость увеличивается более чем на hv210, тогда как твердое хромирование значительно снижается после 250 ℃ и снижается примерно на hv110 при 350 ℃. Таким образом, по сравнению с заготовкой без композитного пленочного покрытия, заготовка с керамическим покрытием имеет лучшую износостойкость в условиях высоких температур.
5. Сильная стойкость к окислению. Результаты экспериментов показывают, что композитная пленка по-прежнему обладает хорошей стойкостью к окислению и кислотно-щелочной стойкостью при температуре выше 1000 ℃.
6. Он выполняет функцию окисления и катализа. Когда керамика проникает в металлическую поверхность, генерируется соответствующее количество электронных вакансий, что заставляет композитную пленку оказывать каталитическое окислительное действие на CO и HC и значительно снижает загрязнение выхлопными газами двигателя.
7. Хорошая производительность намотки и покрытия. Композитные пленки представляют собой химическое осаждение из паровой фазы, поэтому композитные пленки можно выращивать везде, где может проходить газ, а условия обработки не ограничиваются формой и положением заготовки.
8. Широкие области применения. Помимо нанесения на двигатель, композитная пленка также подходит для пар трения различных машин, жаропрочных и коррозионностойких деталей, различных режущих инструментов и форм, а также может адаптироваться к различным металлическим или неметаллическим материалам за счет различные параметры процесса.