鈦鍛件_鈦鍛件加工_鈦鍛件定制
鈦合金在汽車輕量化中的應(yīng)用
鈦及鈦合金具有低密度，優(yōu)異的機(jī)械性能，良好的生物相容性，耐腐蝕性，耐高溫性，低溫韌性等特性，已被廣泛應(yīng)用于汽車制造領(lǐng)域。
鈦合金的密度僅為鋼的60％，強(qiáng)度可以達(dá)到800MPa以上，在500℃左右仍保持良好的機(jī)械性能，并且焊接和成形性能良好，二十多年前已經(jīng)應(yīng)用于制造賽車，同時(shí)大大降低了賽車引擎的質(zhì)量改善了發(fā)動(dòng)機(jī)性能。
目前，用于汽車制造的鈦合金零件主要分布在汽車排氣系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，傳動(dòng)和減振系統(tǒng)以及車身框架中。
1.排氣系統(tǒng)
汽車排氣系統(tǒng)材料需要具有良好的高溫機(jī)械性能以及S和Cl元素的耐腐蝕性。傳統(tǒng)的排氣門組件由不銹鋼制成，但是鈦合金在性能方面被發(fā)現(xiàn)更適合用作排氣門材料。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)是汽車領(lǐng)域最常用的鈦合金零件。鈦合金在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用主要包括氣門，連桿，曲軸，氣門座等部件。
（1）閥門
在鈦合金閥門方面，美國(guó)和日本做了很多研究工作。目前，美國(guó)一般使用Ti-6Al-4V合金制造進(jìn)氣門，而Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M O合金制造排氣門。而且豐田使用Ti-6Al-4V / Ti B合金來(lái)準(zhǔn)備進(jìn)氣門，使用制備了Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si / Ti B合金排氣門。這些鈦合金具有良好的高溫機(jī)械性能，抗氧化性和抗蠕變性，可以有效地改善發(fā)動(dòng)機(jī)性能并提高汽車速度。
（2）氣門座
鈦合金氣門座已廣泛用于賽車和跑車，年產(chǎn)量超過(guò)25萬(wàn)套，主要采用Ti-6Al-4V或Ti-5Al-2Cr-1Fe合金制備，因?yàn)闅忾T座的形狀是比較簡(jiǎn)單，所以在機(jī)械加工上要求不高，并且不需要特殊的表面原因，成本較便宜，在汽車減重方面效果明顯。
（3）連桿
鈦合金連桿的使用可有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量，提高車輛性能。目前，主要的制備材料是Ti-6Al-4V合金。
（4）曲軸
鈦合金曲軸目前尚不廣泛使用，但日本特制的Ti-3Al-2.5V合金已在本田賽車中得到驗(yàn)證，有效減輕了重量，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高了700r / min，證明鈦合金曲軸的優(yōu)越性。同時(shí)，這一天Ti-5Al-2Cr-Fe合金曲軸已經(jīng)在試生產(chǎn)中，并且鈦合金有望在曲軸部件中得到更廣泛的應(yīng)用。
3.減振系統(tǒng)
懸架彈簧是汽車懸架系統(tǒng)的核心部件。與用于汽車彈簧的鋼相比，鈦合金具有更高的比強(qiáng)度，更低的剪切模量和更高的疲勞強(qiáng)度，因此更適合于制造汽車減震器彈簧。由于彈簧撓度與匝數(shù)成正比，并且材料的剪切模量成反比，因此在達(dá)到相同彈簧反作用力的條件下，鈦合金彈簧比鋼彈簧需要更少的匝數(shù)，從而有效地減少了彈簧質(zhì)量并節(jié)省了空間。
同時(shí)，鈦合金彈簧還可以有效提高彈簧的共振頻率，提高其使用壽命。目前，大多數(shù)鈦合金彈簧是用單相β鈦合金制備的。大眾汽車在其某些汽車中使用了Lupo FSI鈦齒輪彈簧，其中約有3500輛。
4.車身框架
鈦合金的高比強(qiáng)度，低密度和良好的耐蝕性表明，鈦合金是車身框架材料的良好材料。
5. 鈦合金對(duì)汽車輕量化的意義
國(guó)外研究機(jī)構(gòu)測(cè)算發(fā)現(xiàn), 當(dāng)汽車整備質(zhì)量下降10%, 油耗可降低6%~8%。還有研究表明, 汽車每減重91kg, 平均每升燃油可多行駛0.43km。因此, 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展, 汽車保有量的不斷增加, 汽車輕量化已經(jīng)成為減少能源消耗, 降低空氣污染的重要途徑之一。
鈦及鈦合金材料因其出色的物理化學(xué)性能, 目前在汽車零部件中的到了大量應(yīng)用。鈦材料的使用不僅有效提高了汽車的性能和安全系數(shù), 還在汽車輕量化方面發(fā)揮了重要作用, 有效減輕了汽車整備質(zhì)量, 降低了燃油消耗。
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