活塞是汽車的關鍵零部件，它的工作環境苛刻，因此對其制作技術要求更高。作爲內燃機的心髒，不僅蘊含了科技，還蘊含了制作者的心血。馮建增，渤海活塞首席材料專家，他所主持的活塞新材料開發和活塞重熔技術研發項目都取得了良好的經濟效益和社會效益，而成功背後的苦與樂恐怕只有他和他的團隊知曉。
探索新材料，成爲“吃螃蟹”第 一人
活塞的主要作用是承受汽缸中的燃燒壓力，並將此力通過活塞銷和連杆傳給曲軸。在這個過程中活塞要經受烈火的考驗，要承受熱與冷的衝擊。而鋁合金材質的活塞不能與活塞銷、活塞環等高強鋼材質的零件相媲美，因此基體材料的強化，對於活塞來說至關重要。於是馮建增便帶領着研發團隊研發BH135+材料。
BH135+開發作爲一個大的工程，有着各種各樣的難題需要馮建增去攻克，其中活塞材料細化技術就是較爲重要的一項開發。“活塞組 織中α相的細化一直是世界性難題，用鈦硼細化活塞合金，國內活塞廠沒有一家敢於吃這個“螃蟹”，我考慮很久後決定由我來第 一個嘗試吧。”馮建增介紹，他們在2012年進行了首輪實驗，2014年全面使用細化技術，材料在美國康明斯試驗中，一舉超過所有競爭對手，獲得了重要主機客戶的充分認可。
馮建增說，渤海活塞新材料的推廣應用，在行業內是重大事件，曾令世界活塞巨頭德國Mahle在中國市場折戟沉沙，在主機廠份額不保，“我帶領團隊研發的BH135+材料，使渤海活塞牢牢控制國四以上排放活塞市場。”目前馮建增他們新研發的BH137+已超越德國Mahle公司新材料，已在國六高性能發動機上進行試驗，初步試驗效果良好。“這爲我們國六高性能活塞的開發佔領制高點，在競爭中據有利位置。”
排除萬難，給活塞穿上“黃金甲”
由於活塞是在高溫高壓高負荷條件下工作，它即強大又軟弱，因爲鋁活塞的燃燒室喉口會在發動機實驗中發生開裂，這就成了一個軟肋。如何保護活塞的軟肋，就成了馮建增他們的當務之急。“我們開發的活塞重熔技術，就像是在活塞軟肋之處加了一道‘黃金甲’。解決了開裂的問題，而這道‘黃金甲’來之不易。”馮建增開始講述這段研發故事。
2017年，高馬力發動機開發使馮建增他們遇到前所未有的挑戰，國外紛紛選用鋼活塞方案，國內也甚囂塵上。而作爲鋁合金活塞的追夢人，馮建增還是希望從強化鋁活塞入手。“初期我們的原理驗證，經反復論證我們選取了乙炔焰使活塞局部熔融，靠活塞鋁基體迅速導熱，以獲得精細的活塞金相組 織，正是組 織細化讓活塞擁有了超能力。”馮建增說，雖然這個驗證取得了成功，但這只是萬裏長徵的第 一步，爲得到穩定的實驗結果，他先後三次到中科院蘭州分院，雙方合作做了激光重熔的試驗，“黃金甲”初步成型，但防護不全面，有氣孔，而且激光重熔方式投資大。
怎麼走？如何走？成了擺在馮增建和團隊面前的難題，馮增建說：“那個時候真的痛苦極了，經過慎重考慮，決定一切從頭再來，換用等離子、氬弧方式。”在2015、2016連續兩年夏天，馮增建帶領重熔團隊爲德國戴姆勒奔馳公司試制了重熔活塞，現兩臺已通過裝機試驗。該技術活塞現已爲美國康明斯、無錫柴油機廠批量供貨。國六柴油發動機2020年將替代國五，重熔技術也成爲國六高強化發動機活塞的首 選。重熔技術2017年獲得美國專利，爲走出國門鋪平道路。
此外，在活塞局部增強方面，馮增建他們開發的硼酸鋁晶須增強活塞材料，應用了陶瓷鹽芯技術，使活塞燃燒室上增加了鋼筋鐵骨，疲勞壽命大爲提高。
不斷鑽研，收獲多項榮譽
作爲一個科技人員，研發道路上的艱難恐怕是常人不能體會的。克服一項技術難題，不僅是腦力的考驗，也是體力的考驗。加班、熬夜、酷暑下科研都成了馮增建的家常便飯，而這些付出也都獲得了回報。2017年主持的項目“高溫耐壓新型鋁合金材料活塞制造技術及其裝備” 獲山東省科技進步二等獎、2016年主持的項目“壓力鑄造用陶瓷鹽芯及其活塞”獲濱州市科技進步一等獎，“高強耐磨活塞新材料”項目獲2014年山東省科技進步二等獎，“壓力鑄造用異型鹽芯”專利項目2014年獲濱州市專利一等獎。
近五年獲美國發明專利一項；“氧化鋁纖維氧化鈦顆粒增強內冷鑲圈活塞毛坯制造方法”、“燃燒室喉口重熔強化活塞制造方法”、“硼酸鋁晶須增強燃燒室喉口鑲圈內冷鋁活塞制造方法”、 “一種鋁鋯鈦合金電解生產工藝”、“一種鋁合金熔液精煉無氯清渣劑” 獲五項國內發明專利。
都說行走在科研道路上的人是寂寞的，馮增建卻和他的同事們在寂寞的道路上走出了絢麗的色彩。“我深深的感謝公司領導和同事給予我成長道路上的支持，正是團隊的努力，才使我獲省部級科技進步二等獎4項，市科技進步一等獎2項，授權發明專利十項以上，爲企業創造經濟效益十億元。”
