液固雙金屬復(fù)合鑄造及其在汽車輕量化制造中的應(yīng)用

中圖分類號：TG249；TB331 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19710/J.cnki.1003-8817.20250063

Liquid-Solid Bimetallic Compound Casting and Its Applications for Manufacturing Lightweight Automotive Components

Zeng Daxin， Xiao Ming， Shi Qiuyue （Schoolof Materials Scienceamp;Engineering，Hubei Universityof Automotive Technology，Shiyan 442002）

Abstract：Bimetallic compound casting combines2 metal materials with diffrent compositionsand properties intoasingleintegralcasting，meting theperformancerequirementsatdiferentpartsof thecomponents thatare diffcult to achieve with asinglemetal material，andachieving automotive lightweight.Thispaper reviews liquid-solid bimetalliccompound casting process，analyzes the bonding mechanismsand formation conditionsof bimetallic interfaces，and summarizes the interface microstructure and performance control technologysuch as surface treatment， insert preheating，adding interlayersandapplicationofphysical fields，italsopresentsthe typicalapplicationsand manufacturing processesof aluminum/castiron，aluminum/steel，aluminum/magnesiumandstel/cast ironbimetallic compound castinginautomotive lightweight manufacturing.The paper finallypresents theresearch directionand development prospect of bimetalliccompound casting，providing a valuable reference for theresearch and its application in automotive manufacturing.

Keywords：Bimetal，Compound casting，Interfacial regulation，Automotive lightweight，Application

1前言

工藝過程簡單、能一次成形復(fù)雜的雙金屬零件等優(yōu)點，近年來越來越受到關(guān)注[1-4]。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對材料提出了越來越高的要求，單一材料往往難以滿足汽車及其他機(jī)械零部件的綜合性能需求。雙金屬復(fù)合材料可為單個零件的不同部分提供所需的性能，解決單一材料無法完成的要求。雙金屬復(fù)合材料的制備方法有鑄造、焊接、擠壓、燒結(jié)等，其中，鑄造復(fù)合材料具有

汽車零部件采用多材料結(jié)構(gòu)，在兼顧成本、性能的同時實現(xiàn)輕量化，已經(jīng)成為汽車用材的趨勢[5-@。多材料結(jié)構(gòu)存在材料之間的連接問題，而雙金屬復(fù)合鑄造能將2種或以上不同的金屬材料鑄造成為一個完整的鑄件，在汽車輕量化制造中日益受到重視[7-9]。

本文介紹雙金屬復(fù)合鑄件制造的技術(shù)原理、方法，分析雙金屬界面結(jié)合機(jī)制，概述雙金屬界面性能調(diào)控技術(shù)研究進(jìn)展，并總結(jié)雙金屬復(fù)合鑄造在汽車輕量化制造中的典型應(yīng)用及制造工藝，以期為雙金屬鑄件制造技術(shù)及其汽車領(lǐng)域的應(yīng)用研究提供參考。

2液固雙金屬復(fù)合鑄造工藝與界面調(diào)控

2.1液固雙金屬復(fù)合鑄造工藝方法

液固雙金屬復(fù)合鑄造是將一種液態(tài)金屬澆注到已預(yù)制好的另一種固體金屬上，或?qū)㈩A(yù)制好的固體金屬浸于金屬液中，液態(tài)金屬凝固后2種金屬合為一體，從而形成雙金屬復(fù)合材料鑄件。液-固復(fù)合也稱鑲鑄（Cast-inInsert）、包覆鑄造（Overcasting），通常把預(yù)制的固體金屬件稱為鑲嵌件（Insert）。

液固雙金屬復(fù)合鑄造通常在傳統(tǒng)鑄造工藝方法的基礎(chǔ)上增加一定的工序?qū)崿F(xiàn)，其工藝流程因鑄件材料、結(jié)構(gòu)、性能要求的差異而不同，如圖1所示。復(fù)合鑄造過程中，首先要預(yù)制固態(tài)金屬件（鑲嵌件），鑲嵌件需要進(jìn)行一定的表面處理，包括表面氧化物與油脂清理、表面活化、涂層制備等；鑄造時鑲嵌件通常要進(jìn)行預(yù)熱，其目的是提高基體金屬與鑲嵌件之間的結(jié)合質(zhì)量、減少收縮應(yīng)力、防止基體金屬收縮開裂。目前，在研究與應(yīng)用中采用的鑄造方法包括砂型鑄造[0-1、金屬型重力鑄造[12]、低壓鑄造[13-14]、擠壓鑄造[15-16]高壓壓鑄[17-19]離心鑄造[20-21]、消失模鑄造[2-23]等，每一種方法都有其特點，其中擠壓鑄造、高壓壓鑄有利于雙金屬界面的結(jié)合。

2.2雙金屬復(fù)合界面結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控

液固雙金屬復(fù)合鑄造可以實現(xiàn)鑄鐵-鋼[24-25]鋁-鑄鐵[26-27]、鋁－鋼[28-29]、鎂-鋁[30-31]、鋁－銅[32-33]鋁-鈦[34]、鋁-鋁[35-36]鎂-鈦[37-38]等多種類型金屬之間的復(fù)合，不同鑄造工藝條件下2種金屬之間可能形成宏觀、微觀上不同的結(jié)合界面，影響結(jié)合強(qiáng)度、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能。因此，2種金屬結(jié)合界面的設(shè)計及界面結(jié)構(gòu)與性能調(diào)控是生產(chǎn)高質(zhì)量雙金屬復(fù)合鑄件的關(guān)鍵技術(shù)。

2.2.1界面結(jié)合形式及形成條件

液固雙金屬復(fù)合鑄件中，2種金屬的結(jié)合有機(jī)械結(jié)合與冶金結(jié)合2種形式。機(jī)械結(jié)合是利用鑲嵌件周圍的液態(tài)金屬冷卻時的收縮力將2種金屬連結(jié)為一體，2種金屬之間沒有反應(yīng)，在顯微尺度下2種金屬的接觸也是不連續(xù)的。機(jī)械結(jié)合界面結(jié)合力小，2種金屬之間的熱阻和電阻大，但生產(chǎn)工藝相對簡單。為了提高結(jié)合強(qiáng)度，可以在鑲嵌件表面上設(shè)計、加工一些獨特的凸臺或凹槽[9，39-41]。

冶金結(jié)合是指界面2種金屬之間形成了原子結(jié)合，按其形成機(jī)制可分為2類，即熔合結(jié)合與擴(kuò)散結(jié)合[42]。熔合結(jié)合是基體金屬與鑲嵌件熔點接近，基體金屬澆注溫度較高時，鑲嵌件表面會局部熔化并與金屬液相混合形成合金，液態(tài)金屬凝固與鑲嵌件形成冶金結(jié)合。擴(kuò)散結(jié)合是鑲嵌件熔點高，基體金屬澆注后不能使其表面熔化，但兩者之間能很好潤濕，通過擴(kuò)散作用形成冶金結(jié)合。冶金結(jié)合的結(jié)合強(qiáng)度高，且2種金屬之間的熱阻和電阻小，因此，在大多數(shù)應(yīng)用中希望獲得冶金結(jié)合。

形成冶金結(jié)合有2個重要條件：

a.液態(tài)金屬與固態(tài)金屬能夠密切接觸。要實現(xiàn)兩者密切接觸，應(yīng)清潔鑲嵌件表面，做到無油污、無氧化膜，油污在高溫下會產(chǎn)生氣體，并發(fā)生碳化而形成碳膜，碳膜和氧化膜都難以被澆注的液態(tài)金屬破除，它們將阻礙2種金屬密切接觸，影響冶金結(jié)合的形成。

b.鑲嵌件與液態(tài)金屬有一定的接觸時間。固態(tài)下原子遷移速度慢，在沒有壓力的情況下2種固態(tài)金屬接觸時難以形成冶金結(jié)合，因此，2種金屬接觸處需要有液相存在一定的時間?？偟臅r間包括液態(tài)金屬潤濕固態(tài)鑲嵌件所需要的時間和界面冶金反應(yīng)所需要的時間，受鑲嵌件表面狀態(tài)、液態(tài)金屬流動等因素的影響。

2.2.2 界面組織與性能調(diào)控

大多數(shù)異種金屬間的冶金反應(yīng)會形成金屬間化合物，導(dǎo)致雙金屬復(fù)合鑄件界面組織中有金屬間化合物存在。例如，鋁-鐵復(fù)合時界面處會形成Al₅Fe₂，Al₁₃Fe₄ 等化合物[1，43-44]，鋁硅合金與鋼復(fù)合時還會形成 Al₈Fe₂Si （ Ω_ΩΩ?Al_4.5FeSi 等化合物[45]。圖2所示為鋁硅合金與鋼的結(jié)合界面的掃描電子顯微鏡（ScanningElectronMicroscope，SEM）圖像與其成分X射線光譜（Energy Dispersive Spectrometer，EDS）線掃描結(jié)果[45]，可看出界面處存在3層不同的金屬間化合物。

鋁-鎂復(fù)合會形成 M_g2Al3 、 Mg₁₇Al₁₂ 等金屬間化合物[2.4，圖3是其典型的界面組織。

鋁-銅復(fù)合時界面可形成 Al₄Cu₉ 、AlCu、 Al₂Cu 等化合物[47-48]，圖4為典型的結(jié)合界面SEM圖像，圖中1、2處分別為 Al₄Cu₉，AlCu，3，5 處為 Al₂Cu，4 、6處為 αααααααΛααΛαααΛαααΛααΛαααΛααΛ 。

金屬間化合物具有硬而脆的特點，影響雙金屬復(fù)合鑄件結(jié)合界面的力學(xué)性能。因此，提高界面性能一方面要提高冶金結(jié)合率，另一方面是調(diào)控界面物相組成、物相分布及反應(yīng)層厚度等。國內(nèi)外對此開展了大量的研究工作，其方法可歸納為表面處理、鑲嵌件預(yù)熱與液態(tài)金屬過熱、添加中間層、施加物理場等。

a.表面處理：表面處理包括表面清理和表面活化處理，其主要作用是提高冶金結(jié)合率，配合其他工藝參數(shù)的調(diào)整可調(diào)控界面反應(yīng)層厚度。表面清理可清除鑲嵌件表面油脂與氧化膜，提高冶金結(jié)合率，這是雙金屬復(fù)合鑄造中極為關(guān)鍵的一道工序，所有雙金屬復(fù)合鑄造工藝都不能缺少。

表面活化可改變表面原子狀態(tài)，提高液態(tài)金屬對固態(tài)金屬表面的潤濕性，從而促進(jìn)冶金結(jié)合界面的形成，減少界面缺陷、改善界面組織。表面活化可分為化學(xué)法和機(jī)械法。化學(xué)法通過一定的化學(xué)反應(yīng)來改變表面原子狀態(tài)，在鋁-鐵[49-51]、鎂-鋁[52等雙金屬復(fù)合鑄造中的研究和應(yīng)用表明，活化處理明顯減少界面缺陷，提高冶金結(jié)合率與結(jié)合強(qiáng)度。李遲等[49研究了表面活化處理對鋁-鋼雙金屬界面的影響，發(fā)現(xiàn)表面活化后界面縫隙率由 10.99% 降至 2.93% ，剪切強(qiáng)度提高13.85% 。

機(jī)械法是采用噴丸、噴砂方法使表面粗化來提高液態(tài)金屬的潤濕性，鋁-鐵雙金屬鑄造的研究表明，噴丸和噴砂可使界面金屬間化合物層厚更薄、更均勻[51，53]

b.鑲嵌件預(yù)熱與液態(tài)金屬過熱：根據(jù)前述形成冶金結(jié)合的第2個條件，鑲嵌件與液態(tài)金屬需要一定的接觸時間，這也就是說界面溫度需要保持在合金液相線以上一定的時間。界面溫度與鑲嵌件的預(yù)熱溫度、液態(tài)金屬的澆注溫度有關(guān)，鑲嵌件預(yù)熱和液態(tài)金屬過熱溫度高，界面的溫度越高，保持為液固接觸的時間越長。因此，調(diào)控鑲嵌件預(yù)熱與液態(tài)金屬過熱溫度可以改變冶金反應(yīng)條件，即可調(diào)控界面組織。值得指出的是，影響界面溫度的因素還有液固體積比，液固體積比小，液態(tài)金屬帶入的熱量少，界面溫度保持在液相線溫度的時間就短，液固體積比過小難以形成冶金結(jié)合[54-56]

c.添加中間層：添加中間層是在鑲嵌件表面制備金屬涂層，其作用可分為兩大類：一是防止鑲嵌件表面氧化，提高潤濕性，促進(jìn)界面形成冶金結(jié)合；二是調(diào)整界面組織。

目前，研究及應(yīng)用的中間層材料很多，有純金屬 Sn_{Δ，Zn，Cu，Ni，Cr} 等[57-62]，也有合金或復(fù)合中間層[463-65]。制備中間層的方法有電鍍[4，58，62，6]、化學(xué)鍍[33]、熱浸鍍[67]、噴涂[68-69]等。

等低熔點金屬中間層在復(fù)合鑄造過程中發(fā)生熔化，能增加潤濕性，促使界面產(chǎn)生熔合與擴(kuò)散結(jié)合。BAKKE等[在研究鋁-銅雙金屬復(fù)合鑄造時，對銅鑲嵌件進(jìn)行熱浸鍍Sn，發(fā)現(xiàn)Sn中間層顯著提高了潤濕性，界面抗拉強(qiáng)度最高達(dá)到90.8MPa 。

高熔點中間層，如Cu、Ni、Cr等，在復(fù)合鑄造過程中不發(fā)生熔化，通過擴(kuò)散與澆注的金屬形成冶金結(jié)合，它們的作用主要是阻止或減少脆性金屬間化合物的形成。LIU等5研究在鐵鑲嵌上電鍍Cu后進(jìn)行鋁-鐵雙金屬復(fù)合鑄造，表明Cu中間層能阻止金屬間化合物的形成，使界面剪切強(qiáng)度從未添加中間層的 31.20MPa 提高到77.65MPa 。

復(fù)合中間層中各層的作用不同，例如，在鋁一鎂復(fù)合鑄造中采用 ΔNi-Cu 復(fù)合中間層時，Ni層的作用是阻止Al-Mg金屬間化合物形成，Cu層的作用則是與Mg通過擴(kuò)散形成冶金結(jié)合，LI等的研究表明，用電鍍方法制備Ni-Cu復(fù)合中間層可使A356鋁合金-AZ91D鎂合金界面結(jié)合強(qiáng)度提高20.3% 。

d.施加物理場：在鑄造過程中施加振動可以提高雙金屬界面冶金結(jié)合質(zhì)量，近年來受到了許多關(guān)注[70-73]。GUO等[70]、SUI等[7]及LIU等[72]研究超聲振動對鋁-鐵雙金屬復(fù)合鑄造的影響，發(fā)現(xiàn)超聲振動能夠改善冶金結(jié)合質(zhì)量，大幅提升其界面結(jié)合強(qiáng)度。GUAN等3研究超聲振動對鋁-鎂雙金屬界面組織與性能的影響，發(fā)現(xiàn)超聲振動消除了界面連續(xù)氧化夾雜，細(xì)化了組織，結(jié)合強(qiáng)度顯著提高。GUAN等74的研究還發(fā)現(xiàn)機(jī)械振動也能減少界面氧化物、細(xì)化晶粒。

添加磁場也能對液固復(fù)合界面的原子擴(kuò)散行為產(chǎn)生影響，從而調(diào)控界面組織與性能。YU等[75]對鋁-鋼復(fù)合鑄造的研究表明，添加磁場后界面物相沒有變化，但界面處金屬間化合物厚度的減少，緩解了變形過程中界面處的應(yīng)力集中，剪切強(qiáng)度從（41±7）MPa增加到 （56±2）MPa 。

對鑄型中的鑲嵌件進(jìn)行感應(yīng)加熱也可實現(xiàn)界面組織與性能調(diào)控，這種方法在特定條件與需求下有應(yīng)用前景[76-77]

3液固雙金屬復(fù)合鑄造在汽車輕量化制造中的應(yīng)用

雙金屬復(fù)合鑄造將2種金屬材料連接為一體，滿足汽車零部件輕量化或某些特殊性能要求。一些雙金屬復(fù)合鑄件已應(yīng)用于汽車零部件，如發(fā)動機(jī)缸體、活塞、副車架、制動盤、制動鼓、車身部件中的門框、連接支架等。

3.1鋁（鎂）-鐵雙金屬復(fù)合鑄造

鋁、鎂的密度小，比強(qiáng)度高，是重要的輕量化金屬材料。但是，鋁、鎂合金的強(qiáng)度比鋼鐵材料低，特別是其耐磨、耐熱性能遠(yuǎn)不及鋼鐵材料，將鋁（鎂）-鐵結(jié)合制成雙金屬復(fù)合鑄件既可實現(xiàn)輕量化，又能滿足零部件一些部位的耐磨、耐熱性能要求。

鋁（鎂）-鐵雙金屬復(fù)合鑄件已在汽車上得到應(yīng)用，比如，汽車發(fā)動機(jī)缸體采用鋁合金可實現(xiàn)輕量化，但一般鋁合金滿足不了汽缸對耐磨性、耐熱性要求，采用雙金屬復(fù)合鑄造技術(shù)制備鋁-鐵雙金屬復(fù)合缸體，如圖5所示氣缸部分采用鑄鐵材料，很好地滿足了輕量化與性能要求。這種缸體采用壓力鑄造、低壓鑄造或重力鑄造方法生產(chǎn)，其生產(chǎn)過程一般是將預(yù)先制備好的鑄鐵氣缸套除油、除銹，預(yù)熱至 500～580^°C 后放入鑄型中，然后合型澆注鋁合金液。

為提高鋁合金缸體與鑄鐵缸套的結(jié)合質(zhì)量，鑄鐵缸套外壁可設(shè)計加工出凹槽或凸點，或噴砂使表面粗化，以增加結(jié)合面積和機(jī)械鎖合力，圖6所示為鑄態(tài)粗糙表面及開有螺紋凹槽的缸套表面及其與鋁合金結(jié)合界面。在缸套外表面采用電鍍、熱浸鍍等方法制備合金中間層[78-79]，可以實現(xiàn)冶金結(jié)合，提高鑄鐵缸套與鋁缸體之間的導(dǎo)熱性能。高壓鑄造及工藝優(yōu)化可使鑄鐵缸套與鋁合金缸體間的氣隙減小[14.80]

汽車發(fā)動機(jī)活塞通常用鋁硅合金整體鑄造，大功率發(fā)動機(jī)活塞的第一環(huán)槽處工作溫度高，此時鋁合金的耐磨性不能滿足要求，故將耐高溫、耐磨的鑄鐵和鋁合金結(jié)合，在活塞的第一環(huán)槽處鑲一鐵圈，制成鋁-鐵雙金屬復(fù)合鑄造活塞（簡稱鑲?cè)钊?，如圖7所示。為保證鐵圈與鋁有相近的熱膨脹系數(shù)，鐵圈采用高鎳奧氏體鑄鐵；為使鐵圈與鋁基體之間具有良好的導(dǎo)熱性和足夠的粘結(jié)強(qiáng)度，要求鐵圈和活塞鋁基體之間具有冶金結(jié)合，生產(chǎn)上采用超聲波檢驗冶金結(jié)合率，一般要求達(dá)到85% 以上。目前生產(chǎn)上普遍采用Al-fin工藝[81-82]，這種工藝是先將經(jīng)過表面清理的鐵鑲嵌件在鋁液中浸泡 2～5min ，使鋁液與鐵界面發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)；然后將鐵鑲嵌件從鋁液中取出放入鑄型，澆注基體金屬液，隨后基體金屬液與鑲嵌件表面的鋁液熔合、凝固，兩者形成冶金結(jié)合。

汽車制動盤一般采用灰口鑄鐵制造，鋁合金的摩擦性能不能滿足制動盤的要求。為滿足制動盤輕量化需要，可選用鋁合金作為盤帽材料，用灰口鑄鐵作為摩擦環(huán)材料，如圖8所示。鋁合金盤帽與灰口鑄鐵摩擦環(huán)可采用螺栓螺母連接或鉚釘連接，也可采用復(fù)合鑄造技術(shù)制成一個整體，以減少盤帽和摩擦環(huán)裝配工序。復(fù)合鑄造生產(chǎn)過程中先將已鑄造成型的灰鑄鐵摩擦環(huán)放入鑄型內(nèi)，然后澆注鋁合金形成盤帽[83-84]

制動鼓也可采用鋁-鐵雙金屬復(fù)合鑄造，制動鼓的內(nèi)圈采用灰鑄鐵，外圈采用鋁合金，與傳統(tǒng)灰鑄鐵制動鼓比較可減重 40%^[85] L

近年來人們開始探索將鋁-鐵雙金屬復(fù)合鑄造用于制造承載結(jié)構(gòu)件[86-88]，Cosma開發(fā)了鋁-鋼雙金屬復(fù)合鑄造發(fā)動機(jī)托架，BMW研究了鋁-鋼復(fù)合鑄造車身縱梁[8]，WEIHE等[88研究了鋁-鋼復(fù)合鑄造車頂橫梁。

鎂-鐵雙金屬復(fù)合鑄造在汽車上也有應(yīng)用，例如BMW一款發(fā)動機(jī)的下缸體采用鎂-鋼復(fù)合鑄造，其中鋼質(zhì)鑲嵌件作為曲軸軸承[89]。為減輕儀表板橫梁的質(zhì)量，又不顯著增加成本，研究人員探索了用鎂合金與鋼管復(fù)合鑄造儀表板橫梁，如圖9所示[7，13]

3.2鋁-鎂雙金屬復(fù)合鑄造

鋁與鎂都是重要的輕量化金屬材料，鎂的密度比鋁低 30% ，比強(qiáng)度、比剛度更高，但其耐熱性差、蠕變強(qiáng)度低，作為結(jié)構(gòu)件工作溫度不能超過120^°C 。因此，鋁與鎂復(fù)合能進(jìn)一步發(fā)揮其輕量化效果，近年來受到許多研究者的關(guān)注。BMW率先將鋁-鎂雙金屬復(fù)合鑄造用于生產(chǎn)發(fā)動機(jī)缸體[89]。在該缸體的材料設(shè)計中，考慮到鎂合金不適合用于缸筒接觸表面和冷卻流體通道，采用過共晶鋁合金做缸體內(nèi)襯，鎂合金做外殼，如圖10所示。生產(chǎn)工藝為：先鑄鋁合金內(nèi)襯鑲嵌件，其表面用電弧噴涂方法噴一層共晶鋁合金，然后采用壓鑄方法鋁合金鑲嵌件與鎂合金復(fù)合。這種鋁鎂復(fù)合缸體比鋁合金缸體減重 24%（10kg） 。

3.3鋼-鑄鐵復(fù)合鑄造

鋼與鑄鐵因化學(xué)成分、處理工藝不同，性能有很大差異。一般而言，鋼的強(qiáng)度高、韌性好，鑄鐵具有耐磨性好、導(dǎo)熱性好、減振性好等特點。將2種不同的鋼鐵材料用鑄造方法結(jié)合起來制成雙金屬復(fù)合鑄件，既能滿足零部件不同部位的性能要求，又可實現(xiàn)輕量化。

鋼-鑄鐵復(fù)合鑄造在汽車制造中的典型應(yīng)用是生產(chǎn)重型汽車上的制動鼓[90-91]。鋼-鐵復(fù)合制動鼓采用鋼制外殼，內(nèi)圈是灰鑄鐵，鋼制外殼采用鋼板經(jīng)沖壓、旋壓成形，再經(jīng)表面清理、涂刷溶劑、加熱烘烤等處理工序，用離心鑄造或砂型鑄造方法完成鋼與灰鑄鐵的復(fù)合，兩者形成冶金結(jié)合，圖11所示為制動鼓及其截面與結(jié)合區(qū)組織。雙金屬復(fù)合制動鼓比傳統(tǒng)灰鐵鑄造制動鼓質(zhì)量減輕 20% ＼～30% ，并能延長制動鼓的使用壽命，增加汽車行駛的安全性[9]。

4結(jié)束語

雙金屬復(fù)合鑄件可解決單一材料鑄件無法滿足的綜合性能問題，近年來正吸引著越來越多研究者的關(guān)注，國內(nèi)外研究人員在復(fù)合工藝、界面組織與性能調(diào)控等方面做了大量的研究，在雙金屬復(fù)合鑄件的應(yīng)用上也有很大發(fā)展，但還有些問題需要研究：

a.界面反應(yīng)及其控制。界面反應(yīng)形成的微觀組織結(jié)構(gòu)決定了2種金屬間的結(jié)合強(qiáng)度與物理化學(xué)性能，因此需進(jìn)一步研究界面原子擴(kuò)散行為、界面組織的形成規(guī)律，研究表面處理、中間層元素對界面反應(yīng)與組織形成的影響。

b.鑄造工藝。雙金屬復(fù)合鑄造比單一金屬鑄造的工藝過程復(fù)雜，控制要求更高，因此要加強(qiáng)工藝過程數(shù)值模擬的研究，優(yōu)化工藝參數(shù)，避免鑄造缺陷；另外要研究利用外加超聲波、外加磁場等工藝手段來提高界面結(jié)合質(zhì)量、減少界面缺陷。

c.雙金屬復(fù)合鑄件的設(shè)計。2種金屬通常具有不同的物理性質(zhì)，鑄件成形過程中產(chǎn)生應(yīng)力、變形的情況更加復(fù)雜，因此要研究雙金屬復(fù)合鑄件的優(yōu)化設(shè)計方法，鑄件在滿足輕量化與綜合性能要求的同時，考慮減少應(yīng)力、變形、開裂傾向。

輕量化與高性能是汽車材料及零部件發(fā)展的趨勢，雙金屬復(fù)合鑄造是發(fā)展輕量化與高性能復(fù)合材料及零部件的重要技術(shù)之一。隨著該技術(shù)的不斷完善，將在汽車輕量化與高性能零部件制造中獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

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