BMW公司首次尝试用锰和铝合金材料制造新型的发动机机体。这种由铝－锰合金嵌入铸造工艺铸造出来的发动机机体比全铝合金机体轻10kg，这意味着将一个六缸发动机的机体再次减重1/4。

在汽车零部件的制造中，尽可能多地采用轻合金材料，对于减轻汽车重量是非常重要的。作为汽车中重量最大的部件，发动机重量的减轻可以大大提高车辆的动态性能和灵活性。长期以来，铝合金发动机机体一直是减轻汽车重量的最佳方案。现在，BMW公司投入了大量资金，开发出了世界上第一个用铝－锰合金制造的发动机机体，从而为发动机机体的制造带来了新的突破。

锰合金的比重是1.81g/cm3，比铝合金的比重轻1/3。BMW公司的工程技术人员经过与Landshuter轻合金铸造厂的专家们共同研究，开发出新的轻合金铸造方案：采用铝－锰合金嵌入铸造法铸造发动机机体。由这种嵌入铸造工艺铸造出来的发动机机体比全铝合金机体轻10kg，这意味着将一个六缸发动机的机体再次减重1/4。

采用铝-锰合金铸造发动机机体的构想

人们都知道纯锰不适合用作制造发动机的材料，用纯锰材料制造的发动机部件不能可靠地传递、承受发动机长期、持续的高动态负载。同时，根据锰合金成分的不同，锰合金材料在高温或高负载情况下的抗蠕变能力下降。此外，锰合金与其他金属材料在结合面处有接触腐蚀现象。

于是，BMW公司想到了利用复合材料制造发动机机体，即利用铝－锰两种材料制造机体：在机体需要高强度的部位，使用铝合金材料；在其他部位，使用锰合金材料。

按照BMW公司的这一设计原理，将四缸发动机机体的主轴承分为两大部分，使其具有很好的刚性结构和很好的声学减噪性能，疲劳强度也符合要求。其核心部分是被锰合金浇铸的机体包围着的铝合金“内胆”，发动机的缸套腔用铝合金材料制造，以承受较高的机械负载，而发动机的水套腔为锰合金材料，用来容纳气缸缸套，并构成冷却水循环水道。在此基础上，利用联接螺栓将发动机气缸盖和曲轴箱与发动机机体联接成一个整体。这种方案的优点是，铝合金部件可以传递较大的负荷，在活塞运动摩擦表面，有足够的耐磨性。发动机的辅助部件，如发电机和低压泵等，则被BMW公司的工程技术人员安装到了锰合金压铸而成的机体上。

同样，用锰合金压铸工艺制造的机体下部也带有被锰合金材料包裹着的烧结钢块，以安装曲轴轴承。高强度的特制铝合金螺栓，能够可靠地保证锰合金机体的连接，同时，铝合金螺栓还可以避免钢制联接螺栓的接触腐蚀。

但是，由于普通的锰材料在未加入适当的合金元素前机械性能极低，当温度上升到100~120℃时，其强度下降很大，并开始发生“蠕变”，这就意味着需要找到一种合适的锰合金配比，使锰合金材料有很高的抗蠕变性能。BMW公司的发动机设计师们经过与轻合金材料铸造专家同心协力地合作，终于找到了一种适合于铸造发动机机体的锰合金材料。

利用压铸技术生产铝-锰合金机体

在进行这种铝－锰合金机体的嵌入压铸时，应特别注意这两种材料不同的热膨胀系数。新研制的浇铸技术可以保证锰合金外围材料在冷却时紧紧地收缩到铝合金内腔上，使得铝质内核与锰质外层相互紧固成所希望的一个整体。在浇铸的同时，还必须注意铝和锰两种材料的冷却过程。当材料加热或冷却到500~700℃之间时，应倍加细心地观察，决不允许有一丝一毫的马虎。

这种铝－锰合金“嵌铸”在一起的轻合金机体诞生在1999年建成的Landshuter市的压铸技术中心。该中心拥有当今世界上最大的压铸机，专门从事这种机体的压力铸造，其合模力达到4400t，最高工作压力达1000bar。用于安装铝合金内胆的压力铸造模具重达60t。在6s的时间内，温度高达700℃的锰合金熔液被注入模具。从开始冷却到可以脱模，整个保温、冷却过程的时间仅为10s，在下一个10s内，机器人从模具中取出压铸成型的发动机机体。

通过潜心研究，BMW公司的专家们已成功地掌握了这种复杂的“嵌入低压压铸工艺技术”。可以预期，在今后的2年内，采用这种铝－锰嵌铸工艺的新型六缸发动机将被大量投入生产。目前，BMW公司在Landshuter市的压力铸造专家们将进一步细化、改进这种压铸工艺。为了满足大批量生产的需要，BMW公司正计划投资大约1亿欧元，建造一个1万平方米的轻合金铸造车间。