Piston segmanları çok çeşitli malzemelere ve farklı özelliklere sahiptir. Piston segmanı malzemesinin seçiminde servis koşulları, performans gereksinimleri, segman tipi ve diğer faktörler dikkate alınmalıdır. Genel olarak içten yanmalı motorun piston segmanı malzemesi aşağıdaki gereksinimleri karşılamalıdır:
1. Yüksek sıcaklıkta yeterince yüksek mekanik mukavemet
2. Aşınma direnci ve düşük sürtünme katsayısı
3. Yapışma üretmek kolay değildir ve çalıştırılması kolaydır.
4. İşlem uygundur ve fiyatı ucuzdur
Bu sayede piston segmanı malzemesinin belirli bir mukavemete, sertliğe, elastikliğe, aşınma direncine (yağ depolama dahil), korozyon direncine, termal stabiliteye ve işlenebilirliğe sahip olması gerekir. Şu anda piston segmanının malzemesi çoğunlukla dökme demirdir. Motorun güçlendirilmesiyle birlikte gri dökme demirden, dövülebilir dökme demir, sfero dökme demir ve çeliğe geçiş eğilimi görülmektedir. Yaygın malzemeler ve özellikler için tablo 2-1'e bakın.
Tablo 2-1 piston segmanlarının ortak malzemeleri ve özellikleri

Bununla birlikte, günümüzün tanıtımı, yaygın malzemelerin piston segmanı değil, bundan sonra metal seramik piston segmanı olarak anılacak olan metal seramik kompozit film piston segmanıdır (seramik infiltre edilmiş piston segmanı veya kısaca seramik metal piston segmanı).
Sermet piston segmanları, dünyanın * gelişmiş "plazma kimyasal buharı" kullanılarak düşük sıcaklıkta (200 ° C'nin altında) piston segmanı sürtünme çiftinin yüzey katmanına * kendi kendini yağlama işlevine sahip bor nitrür (kübik bor nitrürün bir parçası) seramiklerinin sızdırılmasıyla yapılır. biriktirme teknolojisi", böylece piston segmanlarının çalışma yüzeyi tabakası seramiktir. Seramik infiltrasyonundan sonra piston segmanları iyi aşınma direncine, aşınma direncine ve korozyon direncine sahiptir, bu nedenle piston segmanının servis ömrü artırılabilir. Kompozit seramik, diğer piston segmanlarının yüzeyine seramik püskürtme işleminden farklı olarak, plazma kimyasal buhar biriktirme yoluyla piston segmanı yüzeyine sızmaktadır. Bu işlem yöntemi, kompozit seramik malzemenin piston segmanının yüzeyi ile çatlamadan ve düşmeden sağlam bir bağlanma kuvvetine sahip olmasını sağlayabilir.

Ayrıca sermet kompozit tabakası rodyuma benzer bir elektronik yapıya sahip olduğundan motorda Yanma Katalizi gerçekleştirebilir ve CO ve HC emisyon içeriğini büyük ölçüde azaltabilir. Bu nedenle seramik emdirilmiş piston segmanlarının da katalitik etkisi vardır.
"Sermet kompozit film" teknolojisi 1997 yılında * değerlendirmesini geçmiştir.
Seramik emdirilmiş piston segmanları büyük motor tesislerinde iyi uygulama etkisi ile yaygın olarak kullanılmaktadır.
Yüksek yüzey sertliği, düşük sürtünme katsayısı, aşınmayı azaltma ve uzun servis ömrü gibi olağanüstü özelliklere sahip, metallerle birleştirilmiş "fonksiyonel seramikler" oluşturur.
Düşük sıcaklıkta (200°C'nin altında), nitrür (kompozit seramik malzeme), plazma kimyasal buhar birikmesiyle takım yüzeyine sızar.
Özellikler:
1. Düşük sıcaklıkta büyüme. Film oluşturma sıcaklığı 200 ° C'nin altında olduğunda, alt tabakaya ve iş parçasının yüzeyine zarar vermez, iş parçasını deforme etmez ve işleme doğruluğunu ve montaj performansını etkilemez.
2. Bağlantı sağlam. Metal, vakumlu plazma halinde bor nitrür ve kübik bor nitrür ile yayılarak işlevsel olarak gradyan malzemeler oluşturduğundan, kompozit filmler yüksek sıcaklıkta veya darbede soyulmayacaktır.
3. Hem sertlik hem de tokluk geliştirildi. Eğimli gradyan fonksiyonel malzeme oluşturmak için kompozit film ve metalin iki fazlı difüzyonu nedeniyle, yalnızca geçiş katmanının sağlam birleşimi rolünü oynamakla kalmaz, aynı zamanda seramiğin bağlanma mukavemetini, çekme kapasitesini ve bükülme direncini ve dayanıklılığını da geliştirir. seramiğin kendisini aşıyor.
4. Yüksek sıcaklıkta iyi aşınma direnci. Deneysel sonuçlar, krom kaplamayla karşılaştırıldığında, kompozit filmin sertliğinin 250 № - 350 № ortam sıcaklığının artmasıyla büyük ölçüde arttığını ve yüzey sertliğinin hv210'dan daha fazla arttığını, sert kromun ise 250 № - 350 №'den sonra önemli ölçüde azaldığını göstermektedir. 250 °C'de ve 350 °C'de yaklaşık hv110 azalır. Böylece kompozit film kaplamasız iş parçasıyla karşılaştırıldığında seramik kaplı iş parçası yüksek sıcaklık ortamında daha iyi aşınma direncine sahiptir.
5. Güçlü oksidasyon direnci. Deneysel sonuçlar, sıcaklık 1000 ° C'den yüksek olduğunda kompozit filmin hala iyi oksidasyon direncine ve asit-baz direncine sahip olduğunu göstermektedir.
6. Oksidasyon ve kataliz işlevi vardır. Seramik metal yüzeye nüfuz ettiğinde uygun miktarda elektron boşluğu oluşur, bu da kompozit filmin CO ve HC üzerinde oksidasyon katalitik etkisine sahip olmasını sağlar ve motorun egzoz emisyon kirliliğini büyük ölçüde azaltır.
7. İyi sarma ve kaplama performansı. Kompozit filmler kimyasal buhar biriktirme yöntemidir, dolayısıyla kompozit filmler gazın geçebileceği her yerde büyütülebilir ve işleme koşulları iş parçasının şekli ve konumu ile sınırlı değildir.
8. Geniş uygulama alanları. Kompozit film, motora uygulanmasının yanı sıra çeşitli makinelerin sürtünme çiftlerine, yüksek sıcaklığa ve korozyona dayanıklı parçalara, çeşitli kesici takımlara ve kalıplara da uygun olup, çeşitli metal veya metal olmayan malzemelere uyum sağlayabilir. farklı proses parametreleri.