所属领域: 金属基复合材料

成果简介:

1.成果的基本情况

为提高气缸服役期，延长发动机的寿命，通过压铸和激光熔覆的复合工艺在气缸的工作面，原位合成一层具有耐高温、耐磨损的复合涂层，采用本发明的方法制得的复合气缸显微组织致密，复合涂层硬度可达HBS>80、韧性较好，具有较好抗氧化性和抗耐磨性能，质量能减少1/2~1/3，且不降低气缸本体的机械性能，从而大大提高气缸和发动机的寿命。

2.主要技术特点

首次采用微米级的钛丝编织成一定规格的丝网，通过压铸法得到反应源均匀分布的复合活塞前驱体；运用激光熔覆处理技术降低热影响以及气缸的变形量，保证了气缸的精度以及减少了后续加工量；利用了金属间化合物(Al₃Ti)的高硬度、低热膨胀系数、与基体Al较好的晶格匹配性，提高了复合涂层的抗氧化和抗磨损能力；发挥了原位合成颗粒的粒度均匀、热稳定性好、以及与基体界面的良好结合之特性，防止了复合涂层中颗粒在服役时的脱落；达到增强体颗粒的体积分数以及复合涂层的厚度人为可控；复合气缸的非增强区其抗拉强度>335MPa, 屈服强度 >240 MPa，HBS>60。相对于纯基体材料制备的气缸，增强区的硬度HBS>80，耐磨性提高1.5~2倍，在400~500℃范围内的抗氧化性能提高1倍左右。

3.应用范围

该项成果主要应用于高温摩擦磨损工况下服役的气缸或其他工件

4.市场需求及经济效益分析

随着汽车轻量化的发展，越来越多的车辆发动机采用了铝基材料加工制造，不但对铝合金气缸的需求量急剧增加，而且其服役条件愈加苛刻，本项目成果不仅可在汽车发动机上大量使用，还可在电力、煤矿、石油、化工等领域中出现的各种内燃机上使用，具有广阔的推广应用前景，预期巨大的社会效益和经济效益。

合作方式:合作开发  技术服务

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