Notkun títanblöndu í léttvægri framleiðslu bíla

Títan og títanblöndur hafa einkenni lágs þéttleika, framúrskarandi vélrænna eiginleika, góðrar líffræðilegrar samhæfni, tæringarþol, viðnám við háan hita og góða seigleika við lágan hita. Sem stendur hafa þau verið mikið notuð í bílaframleiðslu. Þéttleiki títanblöndu er aðeins 60% af stáli og styrkurinn getur náð meira en 800MPa. Það heldur enn góðum vélrænum eiginleikum við um það bil 500 ° C, og suðu- og myndunareiginleikar þess eru góðir. Það hefur verið notað við framleiðslu kappakstursbíla fyrir meira en 20 árum. Draga verulega úr gæðum kappakstursvélarinnar, en bæta afköst vélarinnar.

Sem stendur er íhlutum úr títanblöndu sem notaðir eru við framleiðslu bifreiða aðallega dreift í útblásturskerfi bifreiða, vélarkerfi, flutningskerfi og titringsjöfnunarkerfi og hlutum í líkamsgrind.

1. Útblásturskerfi

Efni í útblásturskerfi bifreiða er krafist að hafa góða vélræna eiginleika við háan hita og viðnám gegn tæringu S og Cl frumefna. Hefðbundnir hlutar útblástursventils eru gerðir úr ryðfríu stáli, en það hefur komið í ljós að títanblöndur henta betur fyrir efni útblástursventils hvað varðar afköst.

Títan skilarörin sem notuð er í nýja Chevrolet Corvette Z206 bílnum forðast á áhrifaríkan hátt holtæringu og suðutæringu á ryðfríu stálrörinu, en bætir einnig brennslu eldsneytisnýtni og hröðunargetu og styttir hemlunarvegalengdina.

Timet, stærsti títanframleiðandi Bandaríkjanna, hefur lagt áherslu á rannsóknir og þróun og framleiðslu á útblásturskerfum úr títanblendi og mörg japönsk fyrirtæki hafa einnig sinnt rannsóknum og þróunarstarfi sem því tengist. Sem stendur hefur Fuji Heavy Industries Co., Ltd. framleitt takmarkaðan fjölda af 440 settum af útblásturskerfum úr títanblendi. barka.

2. Vélarkerfi

Bifreiðavélakerfi er mest notaði hluti títanblöndu á sviði bifreiða. Notkun títanblendis í vélakerfinu nær aðallega til loka, tengistöng, sveifarás, lokasæti og aðrir hlutar.

Japan' Honda Motor Company notar svikin títan tengistengi í NSX kappaksturs V-6 vélinni; Mitsubishi Motors notar títan ventilsæti í fjögurra strokka vélar með mikla afkastagetu og Porsche bílar nota einnig títan tengistengi.

(1) Loki

Hvað varðar títanblendiloka hafa Bandaríkin og Japan stundað mikla rannsóknarvinnu. Sem stendur nota Bandaríkin almennt Ti-6Al-4V álfelgur til að búa til inntaksventla og Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M o álfelgur til að búa til útblástursloka; meðan í Japan notar Toyota Ti-6Al-4V / Ti B álfelgur fyrir inntaksventilinn og Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si / Ti B álfelgur fyrir útblástursventilinn. Þessar tegundir títanblöndur hafa allar góða háhita vélræna eiginleika, oxunarþol og skriðþol, sem í raun bæta afköst vélarinnar og flýta fyrir ökutækjum.

(2) Lokasæti

Lokasetjur úr títanblöndu hafa verið mikið notaðar í kappaksturs- og sportbílum. Yfir 250.000 sett eru framleidd á hverju ári. Þau eru aðallega gerð úr Ti-6Al-4V eða Ti-5Al-2Cr-1Fe álfelgur. Vegna þess að lögun lokasætisins er tiltölulega einföld er það notað í Vinnslukröfurnar eru ekki miklar og engin sérstök yfirborðsmeðferð er krafist, kostnaðurinn er tiltölulega ódýr og áhrifin eru augljós til að draga úr þyngd bílsins.

(3) Tengistöng

Notkun tengistengja úr títanblendi getur á áhrifaríkan hátt dregið úr gæðum hreyfilsins og bætt afköst bílsins. Sem stendur er aðal undirbúningsefnið Ti-6Al-4V álfelgur. Japan Daido Co., Ltd. er nú að þróa tveggja fasa títan álfelgur Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La, sem hefur góða vinnsluhæfni og framúrskarandi vélrænni eiginleika, þreytueiginleika og tæringarþol. , Búist er við að það verði notað í tengistönghluta vélarinnar sem hraða og hægja hratt.

(4) Sveifarás

Þrátt fyrir að sveifarásar úr títanblöndu hafi ekki verið mikið notaðar um þessar mundir hefur Ti-3Al-2.5V álfelgur, sérstaklega þróaður af Japan, verið staðfestur á Honda kappakstursbílum. Þó að draga úr gæðum í raun, hefur vélarhraði verið aukinn um 700r / mín, sem sannar að títan Yfirburði sveifarás álfelgur. Á sama tíma hefur Japan prófað framleiðslu á Ti-5Al-2Cr-Fe sveifarásum úr álfelgur og búist er við að títanblöndur verði notaðar meira í hlutum sveifarásar.

3. Dempunarkerfi

Kjarnaþáttur fjöðrunarkerfis bifreiða er fjöðrunarfjöðrin. Í samanburði við almennt gormstál bifreiða hefur títanblöndur hærri sérstakan styrk og lægri klippikraft og meiri þreytustyrk sem gerir það hentugra til framleiðslu á dempandi gormum bifreiða. Þar sem sveigjan á vorinu er í réttu hlutfalli við fjölda snúninga og í öfugu hlutfalli við klippimagn efnisins, þá krefst títanblöndunarfjöðrin færri snúninga en stálgormur með því skilyrði að ná sömu gormsvörun, sem dregur í raun úr vorgæði. , Sparaðu pláss.

Á sama tíma getur títanblendiverið einnig í raun aukið ómunartíðni vorsins og aukið endingartíma þess. Sem stendur eru flestir títanblendifjöðrirnir gerðir úr eins fasa β títanblöndu. Þýska Volkswagen fyrirtækið hefur notað Lupo FSI títan álfelgur í sumum bílum og magnið er um 3.500.

4. Líkamsgrind

Hvað varðar íhluti ramma í bílnum gefur hærri sérstakur styrkur, lægri þéttleiki og góð tæringarþol títanblendis til kynna að það sé gott efni til að útbúa ramma bíla. Sem stendur hafa nokkur bifreiðafyrirtæki notað títanblöndur á hlutum eins og gírfesti og bremsuboxstimpla. Meðal flutningshluta, Japan er nú að þróa mikið snúningsferli til að undirbúa hlífar úr títanblöndu. Í samanburði við stálhlífar geta hlífar úr títanblendi betur dregið úr áhrifum svifhjólsins og haft betri dempandi áhrif.

Að auki hafa títanblöndur einnig verið notaðar í festingar í bifreiðum og öðrum íhlutum. Með stöðugri þróun títanblöndubúnaðartækni og bílaiðnaðarins verða títanblöndur örugglega meira notaðar í bifreiðahlutum.

5. Mikilvægi títanblendis fyrir léttvægi bifreiða

Erlendar rannsóknarstofnanir hafa reiknað út og komist að því að þegar gæði þjónustunnar' lækkar um 10%, er hægt að minnka eldsneytisnotkun um 6% í 8%. Rannsóknir hafa einnig sýnt að fyrir hvert 91 kg þyngdartap er hægt að ferðast að meðaltali 0,43 km á lítra eldsneytis. Þess vegna, með stöðugri þróun lands míns' s og stöðug aukning í fjölda bíla, hefur léttvigt bíla orðið ein mikilvægasta leiðin til að draga úr orkunotkun og draga úr loftmengun.

Títan og títan málmblöndu efni eru nú mikið notuð í farartæki vegna framúrskarandi eðlis- og efnafræðilegra eiginleika þeirra. Notkun títanefna bætir ekki aðeins árangur og öryggisþátt bílsins á áhrifaríkan hátt heldur gegnir einnig mikilvægu hlutverki í léttvægi bílsins og dregur í raun úr gæðum bílsins' þjónusta og dregur úr eldsneytisnotkun .

Í samanburði við hefðbundið ryðfríu stálkerfi er títan útblástursstúturinn notaður í útblásturskerfi bifreiða, sem getur dregið úr þyngdinni um 8,2 kg. Notkun títanblönduafurða til að skipta um hefðbundið efni úr stáli og steypujárni í vélarhlutum eins og lokum og tengistöngum getur á áhrifaríkan hátt dregið úr gæðum hreyfilsins.

Samkvæmt rannsóknum japanska bílaiðnaðarins jafngildir notkun um 0,8 kg af títan efni fyrir aflventla í bifreiðum áhrif 20 kg af stálhlutum; hvert títan lokasæti getur dregið úr þyngd um það bil 10g miðað við stál lokasæti; jafnvel stangir og sveifarásar eru notaðir í títanblöndur, sem eru áhrifaríkastar til að draga úr massa vélarinnar.

Í titringardempunarkerfinu getur hvert títan álfelgur minnkað massann um meira en 60% miðað við stálgorma. Byggt á 4 fjöðrunarfjöðrum á ökutæki, eftir að hafa skipt yfir í títan álfjöðrum, getur hvert ökutæki dregið úr þyngd um 9 ~ 13,6 kg. Að auki er massi hljóðdeyfisins úr títanblöndu aðeins 5 ~ 6kg, sem er 40% léttari en ryðfríu stáli hljóðdeyfið.

Ef tekið er venjulegan meðalstóran bíl sem dæmi, ef núverandi hlutar úr títanblöndu eru notaðir til að skipta um hefðbundna hluti, lækkar eigin þyngd bílsins' úr um það bil 1500kg í um það bil 1000kg, þyngdarlækkunin hlutfall getur náð 30% og heildar eldsneytisnotkun getur minnkað um 20%. Hér að ofan mun þetta draga mjög úr eldsneytisnotkun heimsins og létta á áhrifaríkan hátt vandamál vegna orkuskorts og umhverfismengunar.

Ofangreind gögn sýna að notkun títanblöndu hefur veruleg áhrif til að draga úr þyngd bifreiða. Í nútíma bílaiðnaði ætti að þróa stöðugt notkunartækni títan og títanblöndur í hlutum bifreiða til að auka hlutfall títanblöndur í bifreiðum.

Sem stendur er notkun títanblendis í bifreiðariðnaði mínum' Helsta vandamálið er að kostnaður við títan ál efni er of hár og hlutirnir eru erfiðir í vinnslu.

Þess vegna ætti meginverkefnið í framtíðinni að vera að lækka verð á títanblendi hlutum með því að þróa ódýr títanblönduefni, draga úr framleiðslukostnaði hráefna úr títanblendi og bæta vinnsluhagkvæmni títanblendishluta með því að bæta vinnslutæknina.

Erlend reynsla hefur sýnt að aðeins samsetning hönnunar og framleiðslu bifreiða og rannsókna og þróunar títanblendis getur veitt hágæða títanblöndunarefni fyrir bíla.

Talið er að með stöðugri dýpkun rannsókna og þróunar muni títan og títanblöndur gegna sífellt mikilvægara hlutverki í nútíma bílaiðnaði&# 39 míns lands og stuðla að stöðugri þróun bílaiðnaðarins.

Nicole