Toepassingen van titaniumlegeringen in de auto-industrie

Titanium heeft de voordelen van lage dichtheid, hoge specifieke sterkte en goede corrosieweerstand. Titanium dat in auto's wordt gebruikt, kan de kwaliteit van het lichaam aanzienlijk verminderen, het brandstofverbruik verminderen, de werkefficiëntie van de motor verbeteren, het milieu verbeteren en het geluid verminderen. De dure prijs van titaniumlegering in de auto-industrie kan slechts enkele toepassingen hebben in luxe auto's en sportwagens, die zelden worden gebruikt in gewone auto's.

Titaniumlegering

Daarom, onderzoek en ontwikkeling van goedkopetitaniumlegeringen om aan de behoeften van de markt te voldoen, is de sleutel om de toepassing ervan in de gewone auto voor thuisgebruik te promoten.

Titaniumlegeringsonderdelen hebben momenteel de volgende toepassingen:

1. Motor Drijfstang

Titanium is ideaal voor drijfstangen. De motor gemaakt van titaniumlegering drijfstang kan de motorkwaliteit effectief verminderen, het brandstofverbruik verbeteren en de emissies verminderen. Vergeleken met de stalen drijfstang kan titanium link de kwaliteit van 15% tot 20% verminderen.

De toepassing van de titaniumlegering link werd voor het eerst gedemonstreerd op de nieuwe Italiaanse Ferrari sedan 3.5LV8 en de Acura NSX-motor. Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3Al-2V en Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si zijn de belangrijkste materialen die worden gebruikt voor de drijfstang van titaniumlegering.

Titaniumlegeringsonderdelen

2. Motorklep

Kleppen voor automotoren gemaakt van titaniumlegering vermindert niet alleen de kwaliteit en verlengt de levensduur, maar vermindert ook het brandstofverbruik en verhoogt de betrouwbaarheid van het voertuig. Titanium ventiel vergeleken met de stalen klep kan de kwaliteit met 30% tot 40% worden verminderd, kan de motortoerentallimiet met 20% worden verhoogd. Voor de huidige toepassing is het materiaal van de inlaatklep voornamelijk Ti-6Al-4V en is het materiaal van de uitlaatklep voornamelijk Ti-6242S.

Gewoonlijk worden Sn en Al bij elkaar opgeteld om een ​​lagere broosheid en een hogere sterkte te verkrijgen. Mo-toevoeging kan de warmtebehandeling van titaniumlegeringen verbeteren, de sterkte van afschrikkende en verouderende titaniumlegeringen versterken, terwijl de hardheid toeneemt.

3. Klepveerzitting

De klepveerzitting moet de prestaties hebben zoals een hoge sterkte en weerstand tegen vermoeiing, bèta-titaniumlegering warmtebehandelingslegering kan een hoge sterkte verkrijgen door veroudering van de oplossingsbehandeling, de overeenkomstige meer geschikte materialen zijn Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn en Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si.

Mitsubishi Motors gebruikt Ti-22V-4Al klepveerzitting van titaniumlegering in zijn grootschalige productievoertuigen om de massa van 42% te verminderen in vergelijking met het originele stalen slot, vermindert het klepmechanisme de traagheidsmassa met 6% en neemt het maximale motortoerental toe met 300 t/min.

Titaniumtoepassing

4. Titanium veer

Titanium en zijn legeringen hebben een lagere elasticiteitsmodulus ten opzichte van het staalmateriaal en een grotere σs/E-waarde, waardoor het geschikt is voor de vervaardiging van flexibele elementen. Vergeleken met de stalen autoveer, onder het uitgangspunt van hetzelfde elastische werk, is de hoogte van de titaniumveer slechts 40% van de stalen veer, en de massa is slechts 30-40% van die van de stalen veer, wat handig is voor het ontwerp van de carrosserie.

Bovendien, uitstekende vermoeiingseigenschappen van titaniumlegering en corrosiebestendigheid kan de levensduur van de veer verbeteren. Op dit moment zijn materialen van titaniumlegeringen die kunnen worden gebruikt om autoveren te vervaardigen zijn Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al en Ti-13V-11C-3Al.

5. Turbolader

Turbocompressoren kunnen de verbrandingsefficiëntie van de motor verbeteren en het vermogen en koppel van de motor vergroten. Turbinerotoren van turbocompressoren hebben langdurig werk nodig in het uitlaatgas op hoge temperatuur boven 850 ℃, dus vereisen een goede hittebestendigheid. Traditionele lichte metalen, zoals aluminium, kunnen vanwege hun lage smeltpunt niet worden gebruikt.

Hoewel keramische materialen worden gebruikt op turbinerotoren vanwege hun lichtgewicht en hoge temperatuurbestendigheid, is hun toepassing beperkt vanwege hun hoge kosten en niet-gespecificeerde vorm. Om deze problemen op te lossen, ontwikkelde Tetsui de TiAl-turbinerotor. Na verschillende experimenten heeft het niet alleen goede duurzaamheid en prestaties, maar ook een verbeterde motoracceleratie. Dit ontwerp is met succes op de markt gebracht in de Mitsubishi Lancer Evolution-lijn van voertuigen.

6. Uitlaatsysteem en uitlaat

De titanium staaf wordt veel gebruikt in het uitlaatsysteem van een auto. Uitlaatsystemen gemaakt van titanium en zijn legeringen verhogen niet alleen de betrouwbaarheid, verlengen de levensduur en verbeteren het uiterlijk, maar verminderen ook de kwaliteit en het brandstofverbruik.

Vergeleken met het stalen uitlaatsysteem kan de kwaliteit van het titanium uitlaatsysteem met ongeveer 40% worden verminderd. In de Golf-serie auto's kan het titanium uitlaatsysteem de kwaliteit van 7 ~ 9 kg verminderen, het uitlaatsysteem gebruikte voornamelijk puur industrieel titanium.

Titaniumlegering auto

7. Lichaamsframe deel

Om de veiligheid en betrouwbaarheid van voertuigen te verbeteren, moet aandacht worden besteed aan het ontwerp en de fabricage, met name de fabricage van materialen. Titanium is een zeer goed materiaal voor het maken van carrosserieframes, die niet alleen een hoge sterkte hebben, maar ook een goede taaiheid.

In Japan kozen autofabrikanten voor puur titanium gelaste buis om een ​​carrosserieframe te maken dat automobilisten voldoende veiligheid zou bieden tijdens het rijden.

8. Andere titanium onderdelen

Titaan wordt naast de bovengenoemde componenten ook gebruikt in motortuimelaars, ophangveren, zuigerpennen van de motor, bevestigingsmiddelen voor auto's, ophangoogmoeren, autodeur in de balk, autostop beugel, remklauwzuiger, penbout, drukbord, snelheidsknoppen en koppelingsplaat voor auto's en andere auto-onderdelen.

Conclusie 

Bedankt voor het lezen van ons artikel en we hopen dat het u kan helpen om de toepassingen van titaniumlegeringen in de auto-industrie beter te begrijpen. Als u meer wilt weten over titaniumlegeringen en andere vuurvaste metalen, raden we u aan om Advanced Refractory Metals (ARM) te bezoeken. voor meer informatie.

Hoofdkantoor in Lake Forest, Californië, VS, Advanced Refractory Metals (ARM) is een toonaangevende fabrikant en leverancier van vuurvaste metalen over de hele wereld. We bieden klanten hoogwaardige vuurvaste metalen producten zoals wolfraam, molybdeen, tantaal, rhenium, titanium,  en  zirkonium tegen een zeer scherpe prijs