Обычно поверхность и торец первого кольца хромируются, другие поршневые кольца также могут быть хромированными. Поршневые кольца больших судовых дизелей не хромируются, а гильзы цилиндров хромируются. В настоящее время разработано поршневое кольцо с хромокерамическим композитным покрытием, и испытания показывают, что степень износа составляет менее половины от степени износа хромированного поршневого кольца, а также снижается степень износа соответствующей гильзы цилиндра.

Напыленный слой молибдена имеет лучшую износостойкость, копируемость и устойчивость к растяжению цилиндра, чем хромирование. Гильза цилиндра из хромированной стали и поршневое кольцо с молибденовым напылением образуют хорошую пару трения.

Обычно используемые твердые слои для поршневых колец представляют собой оксид алюминия, оксид титана и оксид хрома, в основном покрытие из титаната алюминия.

Метод ионной имплантации объединяет выбранные химические элементы в пучок на поверхности гильз цилиндров и поршневых колец. Слой инжектированных ионов интегрирован с поверхностью гильзы цилиндра и поршневого кольца и мало влияет на шероховатость поверхности и точность размеров. В основном это плазменное нанесение диффузионного слоя TiN, поверхностное ионное покрытие твердой пленки CrN, цементация редкоземельными ионами и так далее. Эксперименты показывают, что закалка и отпуск поршневого кольца с последующим азотированием поверхности ионами редкоземельных металлов позволяют значительно повысить износостойкость поршневого кольца и значительно продлить срок его службы.

Обработка поверхности смазкой заключается в химическом формировании пленки соединения металлов на поверхности железа, стали и материалов порошковой металлургии, которая играет роль самосмазывания. В основном это формирование пленки паровой фосфатной обработки и образование пленки щелочной окислительной обработки, которые используются для ламинирования поршневых колец и гильз цилиндров небольших двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, жидкое азотирование и мягкое азотирование также могут повысить износостойкость железных гильз цилиндров.

На износостойкость пары трения влияют разнообразные факторы, поэтому поверхность все чаще обрабатывают многократной износостойкостью. Например: обжиг в растворе и сульфирование, науглероживание, закалка и сульфирование, мягкое азотирование и сульфирование, нитроксид и сочетание хромирования и распыления молибдена.