多年来,汽车发动机一直采用铸铁或锻钢作为缸套材料,存在诸多不足之处。工业发达国家一直在致力于寻找轻型、高强和耐磨的替代品,并已开始取得重要突破,如德国著名的戴姆勒一奔驰汽车制造公司与PEAK公司合作,采用喷射成形工艺生产的高强度高刚度铝合金制造轿车发动机缸套,在很大程度上解决了传统缸套中存在的各种问题,引起了世界各大汽车企业和相关军工部门的重视。目前PEAK公司喷射成形高强度高刚度铝合金的年产量已达6000吨,用于德国Benz公司生产的、目前世界上最为先进的V6和V8轿车发动机的标准部件;日本住友轻金属公司也已开始类似的喷射成形铝合金的生产,年产量目前已达1000吨;世界上其它一些大的汽车制造厂商(如美国福特汽车制造公司等)也将在近期内推出这种新型汽车发动机缸套。
中国是世界上最具有发展潜力的汽车市场之一,但国内汽车制造业与国际先进水平相比尚有相当大的差距。如何在高起点上尽快使用先进材料,是使我国汽车制造业迅速赶上世界先进水平的关键之一,其中就包括研发采用先进的喷射成形工艺自主制备高性能材料。
目前,国内已经开始开展对缸套用高性能轻型合金研究。例如,湖南大学正在开展高档轿车用高性能镁合金轮毂的研制与开发。镁合金具有密度小,比强度和比刚度大,能承受较大的冲击和振动载荷,易切削,耐碱和油等一系列优点。通过在镁合金基体中添加增强相陶瓷或纤维可进一步提高合金的强度、刚度、抗蠕变、耐磨损、控膨胀性能。将镁合金应用于汽车上,可以达到轻量化、高速、节能等目的。国外汽车的镁合金用量平均为40kg/辆,而国内只有极个别型号的汽车其配件用到少量镁合金。可见镁合金在我国汽车行业中发展潜力巨大。湖南大学研究人员采用喷射成形技术制备具有微晶组织的镁合金坯件,其加工性能和力学性能优异,并可进行半固态成形或直接进行锻造成形。另外,还有几家单位与国外合作,研发喷射成形过共晶Al—Si合金用于轿车发动机气缸内衬套,以取代传统的铸铁或薄壁镀铬缸套。
开发具有自主知识产权的喷射成形新型优质轻型材料及产品成套制造技术,尽快形成喷射成形汽车发动机部件制造产业的生产能力,将显著提高国产汽车发动机的使用性能,提高国产汽车的市场竞争能力,具有十分重大的意义。(一员)