Примена легуре титана у аутомобилској лакој производњи

Титан и легуре титана имају карактеристике мале густине, одличних механичких својстава, добре биокомпатибилности, отпорности на корозију, отпорности на високе температуре и добру жилавост на ниским температурама. Тренутно се широко користе у производњи аутомобила. Густина легуре титана је само 60% од гвожђа челика, а чврстоћа може достићи више од 800МПа. И даље одржава добра механичка својства на око 500 ° Ц, а својства заваривања и обликовања су добра. Коришћен је у производњи тркачких аутомобила пре више од 20 година. Значајно смањити квалитет тркачког мотора, истовремено побољшавајући перформансе мотора.

Тренутно се компоненте од легуре титанијума које се користе у производњи аутомобила углавном дистрибуирају у аутомобилским издувним системима, системима мотора, системима за пренос и смањење вибрација и деловима каросерије аутомобила.

1. Издувни систем

Материјали аутомобилских издувних система морају имати добра механичка својства на високим температурама и отпорност на корозију елемената С и Цл. Традиционалне компоненте издувних вентила израђене су од нерђајућег челика, али утврђено је да су легуре титана погодније за материјале издувних вентила у погледу перформанси.

Повратна цев од титана која се користи у новом аутомобилу Цхевролет Цорветте З206 ефикасно избегава корозију нагризања и корозију заварених цеви на цеви од нерђајућег челика, истовремено побољшавајући ефикасност сагоревања горива и способност убрзања и скраћујући пут кочења.

Тимет, највећи произвођач титана у Сједињеним Државама, посвећен је истраживању и развоју и производњи издувних система од легуре титанијума, а многе јапанске компаније такође су спровеле с тим повезане истраживачке и развојне радове. Тренутно је Фуји Хеави Индустриес Цо., Лтд. произвела ограничени број од 440 комплета издувних система од легура титанијума. душник.

2. Систем мотора

Систем аутомобилских мотора је најчешће коришћени део легуре титана у аутомобилском пољу. Примена легуре титанијума у ​​систему мотора углавном укључује вентил, клипњачу, радилицу, седиште вентила и друге делове.

Јапанска [ГГ] # 39; Хонда Мотор Цомпани користи коване титанијумске клипњаче у НСКС тркачком В-6 мотору; Митсубисхи Моторс користи титанијумска опружна седишта у четвороцилиндричним моторима великог капацитета, а Порсцхе аутомобили користе и титанијумске клипњаче.

(1) Вентил

Што се тиче вентила од легуре титана, Сједињене Државе и Јапан су спровели пуно истраживачког рада. Тренутно Сједињене Државе углавном користе легуру Ти-6Ал-4В за израду усисних вентила, а легуру Ти-6Ал-2Сн-4Зр-2М о за израду издувних вентила; док у Јапану Тоиота користи легуру Ти-6Ал-4В / Ти Б за усисни вентил и легуру Ти-Ал-Зр-Сн-Мо-Нб-Си / Ти Б за издувни вентил. Све ове легуре титана имају добра механичка својства при високим температурама, отпорност на оксидацију и пузање, што ефикасно побољшава перформансе мотора и убрзава возила.

(2) Седиште вентила

Сједишта вентила од легуре титана широко се користе у тркачким и спортским аутомобилима. Сваке године се произведе више од 250.000 комплета. Углавном су израђени од легуре Ти-6Ал-4В или Ти-5Ал-2Цр-1Фе. Будући да је облик седишта вентила релативно једноставан, користи се у Захтеви за обраду нису високи и није потребна посебна обрада површине, трошак је релативно јефтин, а ефекат је очигледан у смањењу тежине аутомобила.

(3) клипњача

Коришћење клипњача од легуре титанијума може ефикасно смањити квалитет мотора и побољшати перформансе аутомобила. Тренутно је главни материјал за припрему легура Ти-6Ал-4В. Јапан Даидо Цо., Лтд. тренутно развија двофазну легуру титана Ти-3Ал-2В-0.2Си-0.47Це-0.27Ла, која има добру обрадивост и изврсне механичке особине, својства замора и отпорност на корозију. , Очекује се да ће се користити у деловима клипњаче мотора који брзо убрзавају и успоравају.

(4) Радилица

Иако радилице од легуре титанијума тренутно нису у широкој употреби, легуре Ти-3Ал-2.5В, посебно развијене у Јапану, верификоване су на Хонда тркачким аутомобилима. Иако ефикасно смањује квалитет, број обртаја мотора је повећан за 700 о / мин, што доказује да је титанијум супериорнији од легуре радилице. Истовремено, Јапан је произвео пробне радилице од легуре Ти-5Ал-2Цр-Фе, а очекује се да ће легуре титана бити шире коришћене у компонентама радилице.

3. Систем пригушивања

Основна компонента система ослањања аутомобила је опруга вешања. У поређењу са општим аутомобилским опружним челиком, легура титана има већу специфичну чврстоћу и нижи модул смицања и већу чврстоћу на замор, што је чини погоднијом за производњу опруга за пригушивање аутомобила. Будући да је отклон опруге директно пропорционалан броју завоја и обрнуто пропорционалан модулу смицања материјала, опруга од легуре титанијума захтева мање завоја од челичне опруге под условом да се постигне исти одзив опруге, што ефикасно смањује пролећни квалитет. , Уштедите простор.

Истовремено, опруга од легуре титана такође може ефикасно повећати резонантну фреквенцију опруге и повећати јој радни век. Тренутно је већина опруга од легуре титана направљена од једнофазне легуре β титана. Немачка компанија Волксваген користила је опруге зупчаника од легуре титанијума Лупо ФСИ у неким аутомобилима, а износ је око 3.500.

4. Оквир тела

Што се тиче компонената каросерије аутомобила, већа специфична чврстоћа, мања густина и добра отпорност на корозију легуре титана указују на то да је она добар материјал за припрему оквира каросерије аутомобила. Тренутно су неке аутомобилске компаније користиле легуре титана на деловима као што су носачи зупчаника и клипови кочионих чељусти. Међу компонентама преноса, Јапан тренутно развија процес високог предења за припрему кућишта од легуре титанијума. У поређењу са челичним кућиштима, кућишта од легуре титанијума могу боље да смање утицај замашњака и имају бољи ефекат амортизације.

Поред тога, легуре титана се такође користе у аутомобилским затварачима и другим компонентама. Сталним развојем технологије припреме легура титанијума и аутомобилске индустрије, легуре титана ће се сигурно више користити у аутомобилским деловима.

5. Значај легура титана за лагане аутомобиле

Стране истраживачке институције су израчунале и откриле да када квалитет сервисирања аутомобила [ГГ] # 39 падне за 10%, потрошња горива може се смањити за 6% до 8%. Студије су такође показале да се на сваких 91 килограма мршављења може просечно прећи 0,43 км по литру горива. Стога су континуираним развојем економије моје земље [ГГ] бр. 39 и непрекидним повећањем броја аутомобила лагани аутомобили постали један од важних начина за смањење потрошње енергије и смањење загађења ваздуха.

Титанијум и легуре титанијума тренутно се широко користе у аутомобилским деловима због својих одличних физичких и хемијских својстава. Употреба титанијумских материјала не само да ефикасно побољшава перформансе и фактор сигурности аутомобила, већ такође игра важну улогу у лаганој тежини аутомобила, ефикасно смањујући квалитет сервисирања аутомобила [ГГ] # 39 и смањујући потрошњу горива .

У поређењу са традиционалним системом од нерђајућег челика, склоп цеви за повратак млазнице издувног дима од титана користи се у аутомобилском издувном систему, што може смањити тежину за око 8,2 кг. Употреба производа од легуре титанијума за замену традиционалних материјала од челика и ливеног гвожђа у деловима мотора, као што су вентили и клипњаче, може ефикасно смањити квалитет мотора.

Према истраживању јапанске аутомобилске индустрије, употреба око 0,8 кг титанијумског материјала за аутомобилске погонске вентиле еквивалентна је ефекту од 20 кг челичних делова; свако седиште вентила од титанијума може смањити тежину од око 10 г у поређењу са челичним седиштем вентила; чак се и полуге и радилице користе у титановим легурама, које су најефикасније за смањење масе мотора.

На систему за пригушивање вибрација, свака опруга од легуре титанијума може смањити масу за више од 60% у поређењу са челичним опругама. На основу 4 опруге за ослањање по возилу, након промене на опруге од легуре титанијума, свако возило може смањити тежину за 9 ~ 13,6 кг. Поред тога, маса пригушивача од легуре титана је само 5 ~ 6 кг, што је 40% лакше од пригушивача од нерђајућег челика.

Узимајући за пример обичан аутомобил средње величине, ако се постојећи делови од легуре титанијума користе за замену традиционалних делова, маса празног возила аутомобила [ГГ] # 39 ће се смањити са око 1500 кг на око 1000 кг, смањење тежине стопа може достићи 30%, а укупна потрошња горива може се смањити за 20%. Изнад, ово ће у великој мери смањити потрошњу горива у свету и ефикасно ублажити проблеме несташице енергије и загађења животне средине.

Горњи подаци показују да употреба легура титана има значајан ефекат у смањењу тежине аутомобила. У савременој аутомобилској индустрији, технологију примене титана и легура титана у аутомобилским деловима треба континуирано развијати како би се повећао удео легура титана у аутомобилима.

Тренутно је примена легуре титана у аутомобилској индустрији моје земље [ГГ] # 39 још увек у пробној фази. Главни проблем је што су трошкови материјала од легуре титана превисоки, а делове је тешко обрадити.

Због тога би главни задатак у будућности требало да буде смањење цена делова од легуре титана развојем јефтиних материјала од легура титана, смањење трошкова производње сировина од легуре титана и побољшање ефикасности обраде делова од легура титана побољшањем технологије обраде.

Страна искуства показују да само комбинација дизајна и производње аутомобила и истраживања и развоја легура титанијума могу пружити квалитетније материјале од легура титана за аутомобиле.

Верује се да ће континуираним продубљивањем истраживања и развоја титан и легуре титана играти све значајнију улогу у модерној аутомобилској индустрији моје земље [ГГ] # 39 и промовисати континуирани развој аутомобилске индустрије.

Ницоле