鋁硅合金活塞金相強化技術的開發與應用項目,憑借其在材料科學和汽車工業領域的重大突破,榮獲2020年度中國汽車工業科學技術獎技術開發類獎項。這一成就標志著我國在高性能發動機關鍵部件制造技術上邁出了堅實的一步,對提升汽車工業整體技術水平具有重要意義。
鋁硅合金作為發動機活塞的核心材料,其性能直接影響發動機的功率輸出、燃油經濟性和使用壽命。傳統的鋁硅合金活塞在高溫高壓工況下易出現熱疲勞、磨損和變形等問題,限制了發動機性能的進一步提升。針對這一挑戰,研發團隊通過多年的技術攻關,開發出了一套創新的金相強化技術。
該技術的核心在于通過優化合金成分設計和熱處理工藝,精確控制鋁硅合金的微觀組織結構。具體包括:采用高純原材料,引入特定的微量元素如銅、鎂、鎳等,形成穩定的強化相;通過先進的熔煉和鑄造技術,減少氣孔和夾雜缺陷;實施多級固溶處理和時效處理,使合金中析出均勻細小的硅相和金屬間化合物,顯著提升材料的強度、硬度和耐熱性。
在實際應用中,該技術已成功實現了產業化。采用金相強化技術的鋁硅合金活塞,在臺架測試和整車路試中表現出色:高溫強度提高20%以上,耐磨性提升15%,熱膨脹系數降低10%,有效延長了活塞的使用壽命,同時支持了發動機的小型化、輕量化和高效率化趨勢。目前,該技術已在國內多家主流汽車制造商的高端汽油機和柴油機中得到應用,累計生產超過百萬件活塞產品,創造了顯著的經濟和社會效益。
該獎項的獲得,不僅是對研發團隊創新能力的認可,也體現了產學研緊密結合的成果。未來,團隊計劃進一步優化技術參數,拓展其在新能源汽車和航空航天領域的應用,為中國制造業的轉型升級注入新動力。