为了应对全球变暖，达到越来越严格的汽车尾气排放标准，车辆制造商采用各类技术以减少汽车发动机的油耗和尾气排放量。工程技术人员提出并研究了许多方案，如减轻车身自重，使用混合动力或电力车辆，减少发动机部件间的摩擦等。汽车设计轻量化，尤其是减轻发动机机体重量被认为是减少油耗和排放的最有效途径之一。研究表明，燃油消耗的能量约60%用于克服车身自重，车身质量每减少100kg，百公里油耗便可减少0.3~0.6L。燃油消耗每减少1L，可减少2.45kg的CO2排放量，因此汽车轻量化成为车辆制造业的发展趋势之一。
在发动机零部件中，气缸是最重的零件，约占发动机总质量的25%~33%。最初，气缸都是由铸铁制造而成。随后，为了减轻发动机重量，铝硅合金气缸被用来替代传统铸铁气缸。然而，铝硅合金材料的耐磨性能较差，导致气缸体内壁易磨损失效，因此，采取了在铝硅合金缸体内镶嵌铸铁缸套以提高其耐磨性的解决办法，但灰铸铁缸套导热性差，且与铝硅合金热膨胀系数有差异，在工作过程中会因为受热不均而导致缸套发生变形，再加上镶嵌带来的不稳定性，所以这种方法仍不够理想。近年来，在气缸内壁喷涂耐磨涂层替代铸铁缸套，成为实现整车轻量化的一条重要途径。新型涂层具有耐磨和减摩的特点，导热性和稳定性也更好，因此不仅能减轻发动机重量，更能提高发动机燃油效率。
热喷涂是利用某种热源（如电弧、等离子弧和燃烧火焰等）将喷涂材料加热至熔融或半熔融状态，然后借助雾化气流将熔滴雾化以一定速度喷射到工件表面的技术，它在不改变基体本身性能的情况下，使其表面具有耐磨、耐热和耐腐蚀等多种性能。喷涂方式按照热源可分为超音速火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂等。本文从汽车发动机气缸内壁涂层的制备工艺方法出发，探讨不同热喷涂方式的制备工艺及所得涂层结构与性能，分析国内外各大车辆制造商热喷涂气缸内壁涂层的应用与研究现状，并对这类涂层的下一步研究提出几点展望性建议。
总结与展望
汽车轻量化成为汽车行业的一种发展趋势，研究开发可靠的气缸内壁涂层来取代铝合金气缸体内镶嵌的铸铁缸套成为一种趋势。热喷涂技术是应用最早最广泛的一种气缸内壁涂层制备方法，正在向着自动化、高效率、清洁化的方向发展，与其他制备方法相比，热喷涂技术是一种经济有效的方法。与此同时，与热喷涂涂层相适应的前处理和后处理新技术也在不断涌现，它不仅可提高气缸使用性能，也是推进热喷涂内壁涂层应用的有力手段。
近年来，国外学者和汽车制造商采用热喷涂技术制备气缸内壁涂层取得了重要成果。我国对于先进热喷涂技术的研究也有不少进展，但与国际先进水平还有一定差距，针对采用热喷涂制备气缸内壁涂层的后续研究与开发，作者认为可以在以下四点开展进一步的研发工作：
1）优化喷涂工艺参数，通过对涂层中孔隙和生成的具有自润滑性的FeO和Fe3O4等氧化物的调控，来改善涂层的储油能力和润滑特性。
2）扩大材料的研究种类，寻求最佳的活塞环和气缸内壁的涂层组合，例如在活塞环表面喷涂一层纳米结构的金属陶瓷，可以使活塞环与气缸内壁在长时间的对磨中保持良好的润滑状态。
3）控制涂层应力，通过有效的前处理、优化的沉积工艺和适当的后处理以增强涂层与基体以及涂层颗粒间的结合强度。
4）面对能源紧缺和生物燃料逐渐推广的实际问题，对气缸内壁涂层越来越重要的要求是提高相容性和耐腐蚀性，这一方面的工作值得重视。
热喷涂涂层技术已经逐步替代传统铸铁缸套并得到越来越多的重视。可以预见，热喷涂这种具有经济、技术、工艺等诸多优点的先进技术，必将会在未来车身轻量化和节能减排的进程中占据重要地位。
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