科创中国

行业领域

新材料产业

需求背景

1. 汽车工业及机器制造业的广泛应用：

   • 铝硅合金（Al-Si合金）以其优良的铸造性能、比强度高、价格适中等优点，在汽车工业及机器制造业中得到了广泛应用。例如，用于制造汽车发动机缸体、缸盖等关键部件，以及滑动摩擦条件下使用的零件。

2. 性能优化需求：

   • 随着汽车工业的发展，对铝合金材料性能的要求越来越高。铝硅合金通过调整硅含量和添加其他合金元素（如铜、铁、镍等），可以显著改善其强度、硬度、耐蚀性和耐磨性等性能，以满足高性能汽车和新型发动机的需求。

3. 轻量化趋势：

   • 汽车轻量化是降低油耗、减少排放、提高能效的重要手段。铝硅合金具有密度低、强度高、加工性能好等特点，是实现汽车轻量化的重要材料之一。因此，研发高性能铝硅合金材料，对于推动汽车轻量化进程具有重要意义。

需解决的主要技术难题

1. 元素影响规律的研究不足：

   • 铝硅合金中元素众多，各元素对合金高温性能的影响规律研究不够充分，特别是多元素同时添加对合金性能的影响规律。例如，在Al-Si-Cu-Ni-Mg等复杂合金体系中，各主要强化元素含量的改变都会对合金的强化相种类和含量产生直接影响，这给合金的优化设计带来了挑战。

2. 强化相演化规律的研究不足：

   • 铝硅合金中各强化相在热暴露过程中的演化规律研究不足，这影响了对合金性能稳定性和可靠性的评估。例如，硅相在合金中的结构和分布状态、以及金属间化合物在α-Al基体中的位置和形貌，都是影响合金性能的关键因素。

3. 硅毒化效应：

   • 当Si浓度大于5 wt.%时，传统Al-Ti-B细化剂的细晶效能被显著削弱，这种现象称为硅毒化效应。尽管近年来有研究表明硅毒化的根源是溶质Si向TiB2颗粒表层的偏聚，但如何有效抑制硅毒化效应，提高合金的细化效果，仍然是技术难题之一。

期望实现的主要技术目标

1、铝硅合金材料成分研制。

优化铝硅合金不同元素（含稀有元素）的配比，提高耐磨、耐热、耐高温的特性。

2、铝液的处理工艺。

优化铝液的处理工艺，包括但不限于清渣、除气、变质处理，以提高铝液的质量。

3、产品的热处理工艺以及表面处理工艺的研究

处理进度