铝硅合金活塞金相强化技术的开发与应用项目,凭借其在材料科学和汽车工业领域的重大突破,荣获2020年度中国汽车工业科学技术奖技术开发类奖项。这一成就标志着我国在高性能发动机关键部件制造技术上迈出了坚实的一步,对提升汽车工业整体技术水平具有重要意义。
铝硅合金作为发动机活塞的核心材料,其性能直接影响发动机的功率输出、燃油经济性和使用寿命。传统的铝硅合金活塞在高温高压工况下易出现热疲劳、磨损和变形等问题,限制了发动机性能的进一步提升。针对这一挑战,研发团队通过多年的技术攻关,开发出了一套创新的金相强化技术。
该技术的核心在于通过优化合金成分设计和热处理工艺,精确控制铝硅合金的微观组织结构。具体包括:采用高纯原材料,引入特定的微量元素如铜、镁、镍等,形成稳定的强化相;通过先进的熔炼和铸造技术,减少气孔和夹杂缺陷;实施多级固溶处理和时效处理,使合金中析出均匀细小的硅相和金属间化合物,显著提升材料的强度、硬度和耐热性。
在实际应用中,该技术已成功实现了产业化。采用金相强化技术的铝硅合金活塞,在台架测试和整车路试中表现出色:高温强度提高20%以上,耐磨性提升15%,热膨胀系数降低10%,有效延长了活塞的使用寿命,同时支持了发动机的小型化、轻量化和高效率化趋势。目前,该技术已在国内多家主流汽车制造商的高端汽油机和柴油机中得到应用,累计生产超过百万件活塞产品,创造了显著的经济和社会效益。
该奖项的获得,不仅是对研发团队创新能力的认可,也体现了产学研紧密结合的成果。未来,团队计划进一步优化技术参数,拓展其在新能源汽车和航空航天领域的应用,为中国制造业的转型升级注入新动力。