Status og udsigter for titan og titanlegeringer til biler

Det ser nu ud til, at biler har været et uundværligt transportmiddel i vores liv i mere end 100 år. Titaniums egenskaber såsom lav vægt og høj styrke har længe været i fokus for bilproducenter.

Titan er blevet brugt i biler i mange år nu, og biler er næsten alle brugt op i år. Det er imidlertid vigtigheden af ​​prisen på den gennemsnitlige bil for brugen af ​​titanium, der vil være genstand for fremtiden. Biler (inklusive motorcykler og lavprisbiler) er et nyt marked for titanium.

Fordele ved at bruge titanium som materiale til autodele: høj styrke, lav densitet, elasticitetsmodul omkring halvdelen af ​​stål, lav varmeudvidelseskoefficient, omkring halvdelen af ​​rustfrit stål og aluminium, ikke-magnetisk, lav varmeledningsevne og ikke-forurenende for miljøet. Derudover kan brugen af ​​titanium i bilindustrien i høj grad reducere bilens vægt, reducere dens brændstofforbrug, forbedre bilens effektivitet og reducere støj. Ifølge dataene viser, at hver 10% reduktion af bilens vægt, kan du reducere 10% af udstødningsemissionerne og spare 7% af brændstofforbruget, så automotive letvægter vil spille en "energibesparelse, miljøbeskyttelse," effekt af to fluer med et smæk. Titanium er det mest ideelle metal til at opnå vægttab.

1 titanlegering i bilapplikationer

Bildele i titaniumlegering er hovedsageligt: ​​lavet af TiAl-turbinerotorblade, med Ti-6Al-4V-legering og andre plejlstænger, ventiler og så videre. For at opnå lave omkostninger, brug af pulvermetallurgi metode til at tilføje titanlegering. TiB-partikler blev spredt titanium-baseret MMC i Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si{{10 }}.3C legeret matrix, og materialet blev brugt til at fremstille motorventiler.

Dette er et eksempel på anvendelsen af ​​materialet som et nyt titaniumbaseret materiale til bilmotorventiler. Ud over plejlstænger og motorventiler blev den originale billige titaniumlegering LCB TIMETAL brugt til at fremstille fjedre for første gang. Seneste fremskridt i udviklingen af ​​billige titanlegeringer til motorventiler og udstødningsventiler. Især er efterspørgslen efter titanlegeringer til motorcykeludstødningssystemer (lyddæmpere) steget, så udstødningssystemer er blevet mere populære med udviklingen af ​​billige legeringer...

1.1 Ventiler

Produktionen af ​​bilventiler fra titanlegeringer reducerer ikke kun vægten, forlænger levetiden og er yderst pålidelig, men sparer også brændstof. Udstødningsventiler skal indeholde bly og kobolt ud over varme- og slidstyrke. Amerikanske producenter bruger titanlegeringer, udstødningsventiler er mere almindelige, indsugningsventiler er lavet af Ti-6Al-4V-legering, mens udstødningsventiler er lavet af Ti-6Al-2 Sn-4Zn-2Mo-legering. Sintrede indsugningsventiler produceret af Hitachi i Japan er blevet leveret til det japanske bilindustrimarked.

Howmet Foundry i USA anvender kontinuerlige støbemetoder til at fremstille ventiler, hver ventil har 1/4 vægt af titanium, og det forventes, at 200 millioner nye biler kommer på det potentielle marked hvert år, og der er et ventiludskiftningsmarked på 80 million.

1.2 Ventilsæder

Den mest udbredte titaniumkomponent i motorkøretøjer og motoriserede køretøjer er ventilsædet med en årlig produktion på mere end 250,000 enheder, som generelt produceres i Ti-6Al-4 V-legering, og også i Japan i Ti-5Al-2Cr-1Fe-legering. På grund af den enkle form og lille størrelse er der mekaniske tilføjelser, der er nemme at lave og relativt billige. Behøver ikke nødvendigvis speciel overfladebehandling, stålventilsæde kan reduceres med 10 til 12.

1.3 Titanium plejlstang

Forbindelsesstang ved hjælp af titanlegering for at reducere vægten af ​​motoren er den mest effektive, kan i høj grad forbedre ydeevnen. Plejlstangsmaterialet er hovedsageligt Ti-6Al-4V, andet såsom Ti-7Al-4Mo, Ti-4Al-2Sn -4Mn osv. er også under udvikling.

1.4 Krumtapaksel og andre motordele

Ti-5Al-2Cr-Fe legerede krumtapaksler er ved at blive prøveproduceret i Japan, og denne kurve er endnu ikke praktisk på grund af behovet for anti-klæbende behandling. Andre motordele såsom vippearme, ventilfjedre, den nederste bolt-plejlstang kan også være lavet af Ti-6Al-4V-legering.

Japans specialudviklede letskårne Ti-3Al-2.5V legeringskrumtapaksel er blevet brugt i Honda 280 hk 3.0-liters V6NSX-type limousine, og har med stålkrumtapakslen samme træthedsstyrke, vægtreduktion på 30%, motorhastigheden steg med 700R /. Anvendelsen af ​​disse forskningsresultater viser, at titanium er blevet accepteret og udvidet til brug i biler.

1.5 Returluftkanal

Brugen af ​​titanium legering dyse / returluftrør samling er ikke genstand for korrosion forårsaget af svovlklorid og udstødningsgas emissioner, udstødningssystemet ikke gruber, selv i svejsningen er ikke ætsende, sammenlignet med de traditionelle udstødningssystem materialer og rustfrit stål kan reduceres med 40% for at reducere vægten af ​​materialet og for at forbedre brændstoføkonomien, accelerere hurtigere, kortere bremselængde. På grund af de høje omkostninger ved titanium har Titanium Metals Corporation of America (Timet) udviklet en speciel overfladebehandling, der muliggør produktion af dele, der hjælper med at opfylde bilproducenternes omkostningsstandarder. Titanslanger er blevet påført den nye Chevrolet Corvette Z06 sedan.

1.6 Ophængsfjedre

Sammenlignet med stålfjedre, der bruges i køretøjer til almindelige formål, tilbyder titaniumfjedre fordelene ved let vægt, korrosionsbestandighed og lavt forskydningsmodul. Timet blev designet til at imødekomme omkostningerne og kravene til delsamling hos fabrikanter af ophængsfjedre til biler ved at bevare de fremragende egenskaber fra luftfart. fjedre af titanlegering til en markant reduceret pris. De indledende produktionsmængder var små for de nye FSI Lupo gearede fjedre fra Volkswagen Europe. Timet og Volkswagen annoncerede i januar 2001 introduktionen af ​​titanium affjedrede fjedre i FSI Lupo 2001 køretøjet, hvoraf der forventes en produktion på 3.500.

Fjedre lavet af titanium kan reducere vægten af ​​stål med 70 til 60 procent. I en typisk amerikansk familiebil med seks til fem køretøjer kan vægtbesparelser på 9 kg til 13,6 kg pr. køretøj opnås ved at bruge fire affjedrede fjedre.

Titanium 1.7 lydpotten vejer kun 5 til 6 kg, meget mindre end en lyddæmper i rustfrit stål, og den er nem at betjene. Efterspørgslen efter titanium i det japanske bilområde (den faktiske efterspørgsel i 1999 var 457 t) er grundlæggende til lyddæmpere, som hovedsageligt bruges i store biler (over 900cc). Japans fire store producenter, inklusive Honda og Suzuki, har taget lyddæmpere i titanlegering. Titanium bruges hovedsageligt til store lyddæmpere til biler og individuelle mellemstore biler. Det er evalueringen af ​​titaniums korrosionsbestandighed, styrke og overfladedesign mv.