[01148360]混杂增强铝基复合材料高功率柴油机活塞研究与应用

本项目从上世纪八十年代末开始，以高性能颗粒增强铝基复合材料的低成本制备技术、设备研制和工程应用为重点，在近二十年多项国防科研项目、陕西省、西安市和企业委托课题的资助下，在国内率先开展了新型高剪切率小漩涡液态搅拌与水平连铸铝基复合材料制备技术与应用研究、固液原位反应自生铝基复合材料制备技术研究、以及原位自生与液态搅拌复合制备技术研究。对采用所发明技术研制的铝基复合材料的复合机理、复合工艺、显微组织、界面微结构特征、力学与物理性能，重熔回收再生性、焊接性与机加工性等进行了全面系统研究。研制的颗粒增强铝基复合材料既具有高比强度、高比模量、低热膨胀系数、良好的耐热耐磨性、优良的体积稳定性等特点，还具有优良的塑性和冲击韧性、高热机械性能和高疲劳性能等特点。研制的颗粒增强活塞用铝基复合材料的室温强度、高温强度和热稳定性均超过国外著名M142铝合金，350℃高温断裂强度分别达到进口和国内铝活塞合金的1.5倍与2.5倍，满足了高功率车用柴油机关键零部件活塞、缸盖、机体等对高强韧耐热耐磨铝基合金的迫切需求。 在攻克材料制备关键技术基础上，积极开展所研制复合材料在军用和民用发动机活塞、缸体、缸盖、缸体水套的应用技术研究。设计和制备成功多种型号军民用发动机活塞和水套，产生了巨大经济效益和社会效益；设计和制备成功具有自主知识产权的带镍铁镶圈与震荡冷却油腔的铝基复合材料高功率车用柴油机活塞技术；开发了金属型整体铸造优质铝基复合材料高功率活塞的成套工艺，并批量生产了三种某150型高功率高增压活塞（150－1型、150－2型和150－3型），三种铝基活塞均通过了部件疲劳试验与整机耐久性台架试验，并定型生产，成功代替了进口活塞，装备部队，为国防现代化作出贡献。 本成果应用前景十分广阔，不但可以用于多种军用柴油机，而且可以在高功率高增压民用柴油机中应用，对加快我国先进柴油机的发展将起到十分重要的促进作用。