高强化发动机用铝基复合材料活塞 项目简介：活塞是发动机的关键零

高强化发动机用铝基复合材料活塞

项目简介：活塞是发动机的关键零部件，集新材料、先进制造技术和先进设计技术于一体，属于高新技术产品。复合材料活塞已经成为国际上发动机生产厂家的核心技术之一，也是我国长期依赖进口的关键零部件。随着发动机功率的不断提高，发动机散热量增加，普通高镍铸铁活塞的高温强度、耐热能力已临近极限状态，而铝基复合材料活塞的轻质、耐高温、高压、高强度、抗负荷特性日益显出无法比拟的优异性能。

高性能挤压铸造复合材料增强活塞采用挤压铸造工艺制造，组织致密，材料性能接近锻造水平。活塞基体铝合金采用自主研制的WR004活塞合金，该合金各项性能相当于德国Mahle142合金的水平；而活塞第一环槽采用铝基复合材料替代高镍铸铁，活塞总体重量减轻，耐磨性与高镍铸铁相当，与铝合金基体结合强度提高五倍以上；成型工艺采用先进的挤压铸造工艺替代传统重力铸造工艺，活塞的高温性能、耐热疲劳性能和热稳定性指标均优于金属型重力铸造活塞，活塞的使用可靠性得到了提高。我国汽车产销量位居世界第一，发动机活塞的主机市场和配件市场需求量激增，复合材料活塞在中重商用车和高档轿车中的市场需求更为激烈，市场空间广阔

应用范围：用于高档、高性能汽车发动机活塞和船用发动机活塞技术优势与创新点：

高性能挤压铸造复合材料增强活塞与普通高镍铸铁镶圈活塞相比具有如下技术优势：

1.活塞基体材料组织致密，性能接近锻造水平；

2.复合材料增强区与未增强区域结合强度（≥190MPa）优于高镍铸铁镶圈与铝基体的结合强度（20MPa-30MPa）；

3.热膨胀系数低，耐热疲劳性能好，可选择更小的配合间隙，提高发动机性能，减少废气排放，降低油耗；

4.复合材料活塞不仅可增强第一环槽部位，而且可以增强活塞顶部包括燃烧室，提高活塞顶部耐热冲击能力，提高活塞寿命；

5.复合材料活塞工艺简单，容易实现机械化，成本完全可以与普通活塞竞争。

技术水平：

国内外首创挤压铸造、铝基复合材料增强第一环槽、可溶芯成形内冷油腔的整体式活塞，活塞总体技术达到国际先进水平，主要体现在：

1.高强耐热活塞合金在国内首家研制成功WR004活塞合金，综合性能优于国内活塞用铝合金的性能水平。350℃高温性能比活塞合金ZL109提高一倍以上，常温抗拉强度比德国Mahle142s合金提高50%以上。活塞的耐热性能大为提高。

2.第一环槽陶瓷纤维铝基复合材料增强工艺

活塞第一环槽采用AI2O3陶瓷纤维增强铝基复合材料取代传统的高镍铸铁镶环，活塞重量减轻，耐磨性与高镍铸铁相当，复合材料部位与铝合金基体的结合强度比高镍铸铁与铝合金基体的结合强度提高五倍以上。

3.活塞挤压铸造整体成形工艺

采用挤压铸造工艺制造的活塞与重力铸造相比，组织致密，抗拉强度提高25%以上；制造工序少，材料利用率高。

4.活塞成本在国外进口活塞50％以内。

技术状态：小批量生产阶段

合作方式：技术合作、许可使用

铝合金活塞

模具表面电弧沉积加厚纳米涂层技术

项目简介：模具是宁波经济高速持续发展的支撑技术，但是宁波的模具技术水平与国外相比有较大的差距。特别是模具的使用寿命，只有国外发达国家的1／2至1／10，这个问题对结构复杂、精密度高、长寿命的高档模具更为突出。应用先进的材料和表面处理技术，是提高模具的性能、寿命和降低成本的重要手段。

本项技术是一种先进的制备表面纳米材料的技术，它通过在真空环境下产生的高能等离子体在模具表面沉积纳米材料，沉积温度低，工件不易变形。所制备的纳米陶瓷硬质涂层，具有表面硬度高、摩擦系数低、结合力强等特点，可大幅度提高模具的使用寿命。该项技术进一步提高了涂层与基体材料的结合强度，制备出超硬、超厚的纳米涂层，可直接用于各种模具的表面强化。

应用范围：纺织、金属及塑料制品业、黑色（有色）金属冶炼及延压加工业、铁路、汽车、船舶、航空、航天等模具制造的表面强化。

技术优势与创新点：

传统的物理汽相沉积所制备硬质涂层，均属于微米结构材料，其

膜层太薄（仅有几个微米），表面有大量的液滴，且晶粒粗大、组织疏松等因素，对服役工况恶劣的模具（如压铸、冷冲模具）性能的提高效果不大，而且还需先对模具进行离子氮化，形成支撑底层，才能起到一定的延寿作用。本技术的优势与创新点在于综合应用了电弧的高离化能量（获得良好的涂层结合力和致密性）与磁控溅射的优点（涂层非常光滑）技术，合成出多元、多层的纳米复合材料，具有超厚（>10µm）、超硬（> 40GPa）、低摩擦系数（＜0.1）和高的结合强度（划痕50～70N）的特性，使模具的使用性能获得大幅度提升。

技术水平：在工艺技术和装备制造已成熟，“模具表面电弧沉积加厚纳米涂层系统”达到国内先进水平，已申请国家发明专利，专利申请号为200910099424.7。主要技术指标包括：

1. 纳米材料厚度：≥30μm；

2. 硬度：HV≥2500kg/mm2；

3. 耐中性盐雾试验≥500h；

4. 模具寿命比镀硬铬提高一倍以上。

技术状态：可大批量生产

合作方式：提供技术研发平台、成套技术转让、技术合作、技术服务

大面积电弧沉积设备经电弧沉积处理后的汽车部件压铸模具

包铝复合镁合金板材制备工艺研究

项目简介：针对镁合金板材轧制加工成品率低、板材价格高等问题，我院采用爆炸复合的方法实现了镁合金坯锭包铝复合，通过包铝复合可实现镁合金板材轧制加工，提高镁合金板材的轧制加工成品率，提高镁合金材料利用率，缩短生产周期，降低生产成本，实现低成本镁合金板材的批量推广应用。

应用范围：交通运输车辆、电器通讯设备、电子产品等民用产品和航空航天、武器装备等军用领域。

技术优势与创新点：

1.通过在镁合金板两侧复合铝合金板，大幅提高了镁合金板材的变形加工性能，抑制镁合金板材在变形过程中的表面开裂现象，为镁合金轧制变形加工板材推广应用提供了技术保障；

2.实现了镁合金板和铝合金板的优势互补；

3.利用铝合金板将镁合金与环境隔离，有效解决了镁合金腐蚀防护性能差的问题，极大地拓宽镁合金的应用范围；

4.整体爆炸复合过程简单易操作，炸药爆炸载荷作用下复板金属高速碰撞基板金属，使复板金属和基板金属牢固地连接在一起。

技术水平：包铝复合镁合金板材是一项具有自主知识产权的新型技术（已申请发明专利，专利申请号：201010270374.7），本项目突破了铝镁爆炸复合关键技术，填补了镁合金包铝复合的国内外空白。

材力学性能：层间剪切强度≥60MPa；

腐蚀性能：表面防护处理后，抗中性盐雾腐蚀性能达到1000h 以上；镁合金板材坯锭轧制成型成品率由40%提高到90%以上;轧制镁合金板材价格下降50%。

技术状态：试生产阶段