Titánötvözet alkalmazása az autóipari könnyűgyártásban
Titán éstitánötvözetAz alacsony sűrűség, kiváló mechanikai tulajdonságok, jó biokompatibilitás, korrózióállóság, magas hőmérsékleti ellenállás, alacsony hőmérsékleti szilárdság stb. jellemzik, és széles körben használják az autógyártás területén.
A titánötvözet sűrűsége csak az acél 60% -a, és az erősség elérheti a 800MPa-t, körülbelül 500 ℃ mellett még mindig jó mechanikai tulajdonságokat tart fenn, és a hegesztés és a formázhatóság jobb, több mint 20 évvel ezelőtt alkalmazták a versenyautók gyártására, jelentősen csökkenti a versenymotor minőségét, miközben javítja a motor teljesítményét.
Jelenleg az autógyártásban használt titánötvözet alkatrészek elsősorban az autókipufogórendszerben, a motorrendszerben, a sebességváltóban és a rezgéscsökkentő rendszerben, valamint a karosszéria alkatrészeiben forgalmazódnak.
1. Kipufogórendszer
Az autókipufogórendszer anyagának jó magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal és az S és Cl elemek korrózióállóságával kell rendelkeznie. A hagyományos kipufogógáz alkatrészek rozsdamentes acélból készülnek, de a titánötvözet teljesítménye szempontjából alkalmasabbnak bizonyult a kipufogóanyagokhoz.
Az új Chevrolet Corvette Z206-ban használt titán visszatérő cső hatékonyan elkerüli a rozsdamentes acél csövek göngyölési és hegesztési korróziós problémáit, miközben javítja az üzemanyag-hatékonyságot és a gyorsulást, és csökkenti a féktávolságot.
A Timet, az Egyesült Államok legnagyobb titángyártója, titán kipufogórendszerek fejlesztésén és gyártásán dolgozik. Számos japán vállalat dolgozik a titán kipufogórendszerek fejlesztésén is. A Fuji Heavy Industries Co., Ltd. korlátozott számú 440titán kipufogócsőjárművek esetében.
2. Motorrendszer
Az autóipari motorrendszer a leggyakrabban használt titánötvözet alkatrészek az autóiparban, titánötvözet a motorrendszer alkalmazásában, főként szelep, csatlakozórúd, forgattyútengely, szelepülés és egyéb alkatrészek.
A japán Honda Motor cég kovácsolttitánrúds NSX Racing V-6 motorjában; A titán szelep rugókat a Mitsubishi Motors által gyártott nagy kapacitású, négyhengeres motorokban használják, a Porsche autókban pedig titán összekötőrudakat használnak.
(1) Szelep
AtitánszelepJelenleg az Egyesült Államok általában Ti-6Al-4V ötvözetet használ a szívószelepek gyártásához, a Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M o ötvözetet pedig a kipufogószelepek gyártásához. Míg a japán Toyota cég Ti-6Al-4v / Ti B ötvözetet használ a szívószelep előkészítéséhez, és Ti-al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si / Ti B ötvözetet használ a kipufogószelep előkészítéséhez. Ezek a titánötvözetek jó magas hőmérsékletű mechanikai tulajdonságokkal, oxidációs ellenállással és kúszási ellenállással rendelkeznek, amelyek hatékonyan javítják a motor teljesítményét és a jármű sebességét.
(2) Szelepülés
A titánötvözet szelepülést széles körben használják versenyautókban és sportautókban, évente több mint 250 000 készletet gyártanak, elsősorban Ti-6Al-4V vagy Ti-5Al-2Cr-1Fe ötvözet előkészítésével, mert a szelepülés alakja viszonylag egyszerű, így a mechanikai feldolgozási követelmények nem magasak, és nem igényelnek speciális felületkezelést, a költség olcsóbb. Az autóban súlycsökkentő hatás nyilvánvaló.
(3) Csatlakozórúd
A titánrúd használata hatékonyan csökkentheti a motor súlyát és javíthatja a jármű teljesítményét. Jelenleg a fő előkészítő anyag Ti-6Al-4V ötvözet. A Tatsu Co., LTD. jelenleg fejleszti ki a Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La titánötvözetet, amely kiváló megmunkálhatósággal, mechanikai tulajdonságokkal, fáradtsági tulajdonságokkal és korrózióállósággal rendelkezik, és várhatóan a gyors gyorsulással és lassulással rendelkező motorok összekötőrúdjainak alkatrészeiben használják.
(4) Főtengely
Bár a titán forgattyútengelyt jelenleg nem használják széles körben, de Japán speciálisan kifejlesztett Ti-3Al-2.5V ötvözetét hitelesítették a fenti Honda versenyautóban, hatékonyan csökkenti a tömeget ugyanakkor, a motor fordulatszáma 700r / perc, bizonyítva a titán forgattyútengely felsőbbrendűségét. Eközben Japán próbát gyárt Ti-5Al-2Cr-Fe ötvözet forgattyútengely, remélve, hogy a titánötvözetet szélesebb körben használják a forgattyútengely alkatrészekben.
3. Rezgéscsökkentő rendszer
Ugyanakkor a titánötvözet rugó hatékonyan javíthatja a rugó rezonancia frekvenciáját, javíthatja élettartamát. Jelenleg a legtöbb titánötvözet rugót egyfázisú β titánötvözetből készítik. A Volkswagen 3500 járművében már használt Lupo FSI titán hajtóműrugókat.
4. Autókeret
A titánötvözet nagy fajlagos szilárdsága, alacsony sűrűsége és jó korrózióállósága azt jelzi, hogy jó anyag az autó karosszériájának előkészítéséhez. Jelenleg már vannak autóvállalatok a fogaskerék konzoljában, a féknyereg dugattyúban és a titánötvözetet használó egyéb alkatrészekben. Az átviteli alkatrészek között Japán jelenleg egy nagy forgású formázási folyamatot fejleszt ki titánötvözet tok előkészítésére, amely jobban csökkentheti a lendkerék hatását, és jobb pufferhatással rendelkezik az acéltokhoz képest.
Ezenkívül a titánötvözetet az autóipari kötőelemekben és más alkatrészekben is használják, a titánötvözet előkészítési technológia és az autóipar folyamatos fejlesztésével, a titánötvözet egyre több alkalmazást fog alkalmazni az autóipari alkatrészekben.
5. A titánötvözet jelentősége az autó könnyű számára
A külföldi kutatóintézetek becslései szerint ha a járműkarbantartás minősége 10%-kal csökken, az üzemanyag-fogyasztás 6%-8%-kal csökken. Egy másik tanulmány megállapította, hogy egy 91 kg-os könnyebb autó literenként 0,43 kilométerrel többet tud vezetni. Ezért gazdaságunk folyamatos fejlődésével és a járművek növekvő számával a járműkönnyű az energiafogyasztás csökkentésének és a légszennyezés csökkentésének egyik fontos módja lett.
A titánt és a titánötvözeteket széles körben használják az autóalkatrészekben kiváló fizikai és kémiai tulajdonságaik miatt. AtitánanyagNem csak hatékonyan javítja az autó teljesítményét és biztonsági tényezőjét, hanem fontos szerepet játszik az autó könnyűségében, hatékonyan csökkenti az autó felújításának minőségét és csökkenti az üzemanyag-fogyasztást.
Az autóipari kipufogórendszer titán végfúvókával és visszatérő csőszereléssel, a hagyományos rozsdamentes acél rendszerhez képest, körülbelül 8,2 kg súlycsökkentés. A szelep, az összekötőrúd és a motoralkatrészek egyéb részei titánötvözet termékeket használnak a hagyományos acél és öntöttvas anyagok helyett, hatékonyan csökkenthetik a motor tömegét.
A japán autóipar kutatásai szerint körülbelül 0,8 kg felhasználásának hatásatitán alkatrészeka gépjármű teljesítményszelep esetében egyenértékű 20 kg acél alkatrészével. Minden titán szelepülés csökkentheti a tömeget körülbelül 10 g az acél szelepüléshez képest; A titánötvözetben használt csatlakozórudak és forgattyútengelyek a motortömeg csökkentésében a leghatékonyabbak.
A fenti rezgéscsillapító rendszer, minden titánötvözet rugó, mint az acélrugó, hogy csökkentse a tömeg több mint 60% -át, minden autó 4 rugó számítása után a titánötvözet rugó lecserélése után minden autó csökkentheti a súlyt 9 ~ 13,6 kg. Ezenkívül a titán kipufogók súlya csak 5-6 kg, ami 40 százalékkal könnyebb, mint a rozsdamentes acél kipufogók.
Vegyük például a hagyományos közepes méretű autókat, ha a hagyományos alkatrészeket a meglévő titánötvözet autóalkatrészekre cserélik, a jármű felújítási tömege körülbelül 1500kg-ról körülbelül 1000 kg-ra csökken, a súlycsökkentés aránya elérheti a 30%-ot, és az átfogó üzemanyag-fogyasztás több mint 20%-kal csökkenthető, ami jelentősen csökkenti a világ üzemanyag-fogyasztását. Hatékonyan enyhítse az energiahiány és a környezetszennyezés problémáit.
A fenti adatok azt mutatják, hogy a titánötvözet használata az autók könnyű hatásában nyilvánvaló, hogy a modern autóiparban továbbra is fejleszteni kell a titán és a titánötvözet alkalmazási technológiáját az autóalkatrészekben, javítani kell a titánötvözet alkalmazási arányát az autókban.
Jelenleg a titánötvözet alkalmazása az autóiparban még mindig a próbafázisban van. A fő problémák a titánötvözet anyagok magas költsége, az alkatrészek nem könnyű feldolgozni.
Ezért a jövőben a fő feladat a titánötvözet alkatrészek árának csökkentése az olcsó titánötvözet anyagok kifejlesztésével, a titánötvözet nyersanyagainak és más módszerek gyártási költségének csökkentésével, valamint a titánötvözet alkatrészek feldolgozási hatékonyságának javításával.
A külföldi tapasztalatok azt mutatják, hogy csak az autóipari tervezés és gyártás, valamint a titánötvözet fejlesztés kombinációja képes több kiváló minőségű titánötvözet anyagot biztosítani az autók számára.
Úgy gondolom, hogy a kutatás és fejlesztés folyamatos fejlesztésével a titán és a titánötvözet egyre fontosabb szerepet játszik modern autóiparunkban, hogy előmozdítsa az autóipar folyamatos fejlődését.
