一项2015年所做的研究报告预计:2015-2020年金属基复合材料零件全球市场的年度复合增长率 (Compound Annual Growth Rate, CAGR) 为5.9%，到2020年总产量将达到8 700 t。美国该项面向未来轻量化创新中心的研究课题的目的是通过降低制造成本,扩大金属基复合材料在汽车和航空航天方面零件的潜在应用。

       “低成本铝合金金属基复合材料”是由美国面向未来轻量化创新中心（Lightweight Innovations for Tomorrow）推出的新研究项目，将为铝基金属基复合材料（aluminum metal-matrix composites，MMCs）零件，为大批量生产汽车和航空航天零件寻求开发成本更低的制造方法。这项两年期的项目将考虑各种不同的生产技术作为替代热等静压（hot-isostatic pressing (HIP)）的选项，包括挤压、近净形热等静压、烧结或者薄板成型。

       面向未来轻量化创新中心是由美国轻量化材料制造创新学会（American Lightweight Materials Manufacturing Innovation Institute 缩写ALMMII）运营的一个制造创新学会，是一个公-私合作伙伴机构。面向未来轻量化创新中心以在汽车、航空航天和其他运输业所需的零件或者系统技术的特殊开发为目标，将学术研究与可能和/或有兴趣、有能力的工业合作伙伴协调起来。

       玛特林公司（Materion Corporation）是面向未来的轻量化创新中心这项最新研发课题的主要工业合作伙伴。玛特林是铍和特殊合金，以及两种金属基复合材料——碳化硅颗粒增强铝合金和碳化硅颗粒增强铝铍合金材料的主要生产者。

       金属基复合材料，技术上讲，是以陶瓷或有机材料颗粒增强的、特殊成型的合金材料。热等静压是标准的生产程序，因为金属粉末可以通过同时采用等静压高压和高热压制成特殊形状的固体材料。

       面向未来轻量化创新中心和玛特林公司以及其他研究伙伴期望能研究和确定可替代的工艺以减少生产时间和成本，但是保留航空航天和汽车零件所需的“高比弹性模量和高强度-重量比”性能需求。相信，降低成本是当前和未来的航空航天和汽车项目金属基复合材料特别要求的。

       “目前，太多的时间和金钱绑定在一种生产工艺上，我们相信可以通过其他方法加以改进，”玛特林技术和业务开发部副总裁KeithSmith说。“通过轻量化创新中心建立的这个专家队伍，我们将探索和细化不仅有益于我们现在的工作，也有益于整个金属基复合材料产业那些新方法。”

       该项目的其他工业合作伙伴包括波音公司、洛克希德马丁公司，和一家生产金属粉末和驱动系统以及航空航天零件的GKN公司。学术研究合作伙伴有凯斯西储大学、宾夕法尼亚大学、田纳西大学和麻省理工学院。橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Labs）是联邦政府研究方面的合作伙伴。

       “作为全球性的服务于航空航天和车辆制造业工程公司，我们看到了粉末铝合金金属基复合材料对于许多运输领域应用轻量化真正的潜力。”GKN粉末冶金技术轻量化技术副总裁Alan Taylor说。

       这项研究课题将持续至2018年。除了通过由工业合作伙伴确定的零件生产试验验证和确认新的制造工艺，研究工作还将开发大批量生产的产能以满足航空航天和汽车材料的需求。

       “帮助我们的成员采取轻量化的理念已经取得一些小规模成功，帮助将理念上升到大规模批量生产正是我们在面向未来的轻量化中心的核心工作，”“面向未来的轻量化中心”技术总监Alan Taub说。

来源：《铸造》201701期