在一个多级压缩的活塞式压缩机中，其高压段（工作压力13～31 MPa）气缸活塞环工作周期要比低压段的短得多。在实际生产运行中一些压缩机高压段活塞环使用仅1～2个月就磨损严重，造成气体内漏，必须停车更换，严重影响机器出率和企业效益。因此，稳定和延长高压段气缸活塞环的工作寿命是压缩机设计和日常维修人员的一大工作目标。
在压缩机气缸中实行无油润滑运行，可节省大量高级润滑油，降低生产成本，增加企业效益，还能净化气体，提高产品质量，避免合成氨催化剂发生早期中毒等。因此，压缩机无油润滑技术正在越来越受到生产企业的青睐，问题在于选择什么材料作活塞环，才能使无油润滑活塞组件在高压气缸中有效工作到我们所期望达到的工作周期。
以前由于塑料类材料具有摩擦系数较低的特点，常用作无油润滑活塞环，但所有塑料类材料都具有热膨胀系数大、导热性能差、热强度低等缺点，且其许用PV值很低，即使加入各种配方改良，也不适宜在工作PV值为100～200 MPa·m/s的高压段气缸中作活塞环。即使号称“塑料王”的填充聚四氟乙烯也只能在低压段气缸中作活塞环，如果在高压段气缸中使用，其工作寿命能达1～2个月就已经算很长了。
如今在无油润滑技术中，我们选用FH-1A材料作高压段气缸活塞环效果好。该材料既非金属又非塑料，而是一种金属（铜）和塑料（聚四氟乙烯）形成的复合材料。这种材料的基体是铜，其表面用粉末冶金方式烧结上一层铜粉，然后将聚四氟乙烯材料浸渍入铜粉层的空隙中，再通过烧结使聚四氟乙烯材料聚合而形成了金属塑料复合材料。当该材料作活塞环工作时，外表层在铜粉空隙中的塑料参与气缸的摩擦，使活塞环具有聚四氟乙烯的低摩擦系数和良好的自润滑性能，又由于复合材料的基体是铜和烧结铜粉层，工作状况下该复合材料又具有金属铜的良好导热性能和热强度及较小的热膨胀系数，使金属塑料活塞环工作时具有良好的稳定性和优异的摩擦磨损性能，其许用PV值高达200 MPa·m/s，完全适用于工作PV值为100～200 MPa·m/s的高压段气缸作活塞环。
实际应用表明，目前采用FH-1A材料活塞环的无油润滑活塞组件在高压气缸中的正常工作周期能稳定达到4000 h以上，高压平衡式结构的高压气缸中FH-1A活塞环工作周期可达到6000 h以上水平，这是任何一种塑料类材料都无法相比拟的。
当然，金属塑料活塞环在压缩机高压段气缸运用成功还包括以下一些关键技术：（1）FH-1A活塞环结构按各种气缸型式和活塞结构的不同而分别采用普通双环、相镶双环和对半搭口环形式，因此，采用适当的活塞环结构保证了工作周期内活塞组件在高压段气缸中工作时的良好密封性能；（2）使用有效的节流式导向环，整圈式FH-1B金属塑料导向环的设置有效地减轻了活塞环所受的背压作用，有利于延长活塞环的工作寿命；（3）配套使用具有良好摩擦性能的预膜缸套。高压段气缸采用聚四氟乙烯预膜的珠光体球墨铸铁缸套，与FH-1A材料活塞环形成良好的摩擦副配对，使无油润滑状况下的对磨件——活塞环与气缸套之间的磨损减小到最小限度，保证了环和缸套工作寿命达到期望值。
由于以上各项技术的应用，使FH-1A金属塑料复合材料活塞环能在13～31.4 MPa的高压段气缸内无油润滑运行，实现有效密封，并以最小的磨损量使活塞环正常使用周期达4000～6000 h。金属塑料复合材料的应用为压缩机高压段气缸实现无油润滑运行开拓出了通往成功的道路。
