Поршневе кільце є однією з основних частин двигуна. Матеріал поршневого кільця повинен мати відповідну міцність, твердість, еластичність і стійкість до втоми, відмінну зносостійкість, термостійкість і стійкість до корозії. З розвитком сучасних двигунів у напрямку високої швидкості, високого навантаження та низьких викидів, у той час як вимоги до матеріалів поршневих кілець стають все вищими та вищими, обробка поверхні також підлягає вищим вимогам. Все більше і більше нових технологій термічної обробки використовувалося або використовується для термічної обробки поршневих кілець, таких як іонне азотування, поверхнева кераміка, нанотехнології тощо. Ця стаття в основному представляє обробку поршневих кілець інфільтраційною керамікою.

Керамічна обробка зануренням поршневих кілець — це технологія низькотемпературного плазмохімічного осадження з парової фази (скорочено PCVD). На поверхні металевої підкладки нарощується керамічна плівка товщиною в кілька мікрометрів. У той же час, коли кераміка проникає в металеву поверхню, іони металу також потрапляють в кераміку. Плівка проникає всередину та утворює двосторонню дифузію, перетворюючись на "керметну композитну плівку". Зокрема, процес може вирощувати металевий композитний керамічний матеріал на металевій підкладці, в яку важко дифундувати напівпровідникові матеріали, такі як хром.

Ця «металокерамічна композитна плівка» має такі характеристики:

1. Вирощування при низькій температурі нижче 300 ℃ без будь-якого негативного впливу на поршневе кільце;

2. Метал на поверхні поршневого кільця зазнає двосторонньої дифузії з нітридом бору та кубічним нітридом кремнію у стані вакуумної плазми, утворюючи функціональний матеріал із градієнтним градієнтом, тому він міцно поєднується;

3. Оскільки керамічна тонка плівка та метал утворюють косий градієнтний функціональний матеріал, він не тільки відіграє роль у міцному з’єднанні перехідного шару, але також змінює міцність краю керамічного з’єднання, покращує стійкість до вигину та значно покращує поверхню твердість і в'язкість кільця;

4. Краща стійкість до високих температур;

5. Підвищена антиоксидантна здатність.

Оскільки керамічна плівка має функцію самозмащення, поршневе кільце, просочене керамічним поршневим кільцем, може зменшити коефіцієнт тертя двигуна на 17% 30%, а ступінь зносу між ним і парою тертя зменшується на 2/ /5 1/2, і його можна значно зменшити. Вібрація і шум двигуна. У той же час завдяки гарній герметизації між керамічною плівкою та гільзою циліндра двигуна середній витік повітря з поршня також зменшився на 9,4%, а потужність двигуна можна збільшити на 4,8% 13,3%. І економія палива 2,2% 22,7%, моторного масла 30% 50%.