擴大鈦應用-汽車(chē)的部分零件可用鈦合金制造 |
作者:本站 發(fā)布時(shí)間:2021-08-11 瀏覽:35487次 |
排氣管及消聲器 鈦材在汽車(chē)排氣管上的用量較大。過(guò)去排氣管及消聲器多采用普通鋼、鋁合金、纖維增強塑料(FRP)等。排氣溫度>400℃,鈦的耐熱性能比鋁合金的高得多,強度比鋼的還高。制造排氣管與消聲器必須經(jīng)過(guò)彎曲、冷壓等各種成形加工,要求材料有良好的冷加工成形性能。此外,消聲器為車(chē)體外裝部件,用鈦合金制造顯得更新穎更時(shí)尚。 排氣門(mén)要求除耐熱、耐磨外,還要不含鉛和鈷,美國汽車(chē)公司多用鈦合金制造進(jìn)、排氣門(mén),進(jìn)氣門(mén)用的是TC4,排氣門(mén)使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo合金。日本汽車(chē)公司,賽車(chē)的氣門(mén)座一般用TC4合金制造,也有用Ti-5Al-2Cr-1Fe合金制造的。排氣管采用鈦合金尾噴管/回氣管構件可不受氯鹽和含硫廢氣的腐蝕,甚至焊縫也不會(huì )被腐蝕,且比傳統的不銹鋼排氣系統輕8.2kg,改善了燃油效率,加快了提速能力,縮短了制動(dòng)距離。
鈦合金消聲器質(zhì)量?jì)H5kg~6kg,比不銹鋼制的輕得多,日本汽車(chē)的消聲器幾乎已全部鈦合金化了。美國通用汽車(chē)公司(GM)雪佛萊汽車(chē)的鈦消聲器和尾氣管系統質(zhì)量?jì)H11.8kg,比不銹鋼的20kg輕了41%,而強度更高了一些。日本大同鋼鐵公司研制的Ti-33.5Al-1Nb-0.5Cr-0.5Si合金是一種良好的制造發(fā)動(dòng)機排氣門(mén)材料,有很好的抗氧化性能和抗蠕變性能,與排氣門(mén)傳統用的馬氏體耐熱鋼和鎳合金相比,鈦合金的突出特點(diǎn):密度小,耐熱性好,同時(shí)在540℃以上有更高的強度,而且抗蠕變性能比鎳合金的高,還有良好的抗磨性能。 實(shí)際使用證明,鈦合金排氣系統的使用期限與車(chē)的壽命相同,為12年~14年,不銹鋼裝置的使用期限只有8年,因此,使用鈦更劃算。鈦合金消聲器的質(zhì)量一般都<12g,比不銹鋼的輕40%以上,有助于提高車(chē)的性能,而且消聲器的使用壽命是半永久性的。鈦及鈦合金是全惰性的,可以完全回收并不降低等級,在生產(chǎn)過(guò)程中也不會(huì )帶來(lái)任何有害的副產(chǎn)物。 閥門(mén)座圈在賽車(chē)及運動(dòng)車(chē)上有著(zhù)廣泛的應用,2020年全世界產(chǎn)量估計超過(guò)60萬(wàn)件,通常用TC4合金制造,可用機械切削法制造,加工費不高,而且不需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的表面處理,日本三菱公司用Ti-5Al-2Cr-1Fe合金制造閥門(mén)座圈。 彈簧 從強度、密度和彈性模量等方面綜合考慮,鈦合金是制造彈簧的好材料,TC4合金早在近20年前就用于制造保時(shí)捷(Porsche)917賽車(chē)的彈簧;福特汽車(chē)公司在賽車(chē)上用RMI公司βc合金制造的彈簧取代過(guò)去的鋼制螺旋形懸掛彈簧,質(zhì)量下降53%,但高的生產(chǎn)成本限制了它的廣泛應用。爾后鈦金屬公司(Timet)研制出以Fe、Mo為主的新型Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al合金,名為低成本β鈦合金LCB(Low Cost Beta),既保持了βc合金的優(yōu)點(diǎn),又具有合理的價(jià)格,用于制造彈簧,可以用原來(lái)的鋼彈簧生產(chǎn)設備加工,得到大眾汽車(chē)公司的支持,制造的彈簧比鋼的輕了1/3,且比原來(lái)β鈦合金的價(jià)格下降了50%,更難能可貴的是,鈦合金彈簧的高度比鋼彈簧的矮50%~80%,意味著(zhù)可以獲得更大的乘坐和載物空間。鈦合金彈簧還有一個(gè)較為突出的優(yōu)點(diǎn)——有高的抗腐蝕性能,在標準鹽霧腐蝕疲勞試驗中,鋼彈簧的疲勞壽命比在空氣中的下降50%,而鈦合金彈簧的疲勞壽命僅下降4%,另外,鈦合金彈簧還不需要進(jìn)行保護性表面處理。 緊固件和制動(dòng)器 鈦合金因其抗蝕性高、質(zhì)量輕和熱脹系數小等優(yōu)點(diǎn),其緊固件在航空航天器制造中獲得了較為廣泛的應用,如果其生產(chǎn)成本有較大的下降,也會(huì )成為轎車(chē)的常用緊固件。鈦的導熱性及耐磨性較低,不能在制動(dòng)葉輪上有所應用,但因其抗蝕性?xún)?yōu)秀,已用于制備制動(dòng)系動(dòng)連接法蘭盤(pán)的密封環(huán)及制動(dòng)襯墊導銷(xiāo),又因其熱導率小,對制動(dòng)液也有一定的保護作用。 |