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Situación actual y prospecto de titanio y aleación de titanio para el automóvil

Source: China industria del titanio, 2014 terceros

Hoy en día, el coche tiene más de cien años de historia, es un medio indispensable de transporte en nuestras vidas. Luz, de alta resistencia y otras propiedades de titanio ha sido durante mucho tiempo el foco de los fabricantes de automóviles.


Titanio se ha utilizado durante muchos años en el coche, y el coche se ha utilizado casi todo el año pasado. Sin embargo, la importancia del costo del automóvil general en el uso de material de titanio es el futuro del sujeto. El coche (motocicleta incluyendo, descuento del coche) es un nuevo mercado en desarrollo del titanio.



Las ventajas del uso de titanio como el material de los componentes del automóvil: alta resistencia, pequeña densidad, el módulo de elasticidad es aproximadamente la mitad de acero, el coeficiente de expansión térmica es baja, alrededor de la mitad del acero inoxidable y aluminio, no magnética, la conductividad térmica es baja , No contaminación al medio ambiente, etc. Además, en la industria automotriz con titanio, puede reducir en gran medida el peso del coche, reducir su consumo de combustible, mejorar la eficiencia del trabajo del automóvil, reducir el ruido. De acuerdo con los datos, cada corte del 10% del peso corporal del coche puede reducir las emisiones de escape en un 10% y 7% del ahorro de consumo de combustible, por lo que el coche ligero jugará a la eficacia del "ahorro de energía, protección del medio ambiente" Con una piedra. El titanio es el metal más ideal para lograr la pérdida de peso.


Aplicación de 1 aleación de titanio en el automóvil


Titanium aleación de piezas de automóviles son principalmente: la producción TiAl de las palas del rotor de la turbina, con aleación de Ti-6Al-4V y otra biela, válvula, etc. Para realizar el bajo costo, el método de la metalurgia del polvo se utiliza para agregar el TiB dispersión de partículas matriz de titanio MMC en la matriz de aleación Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.3C, y la válvula del motor se fabrica mediante el uso de este material.


Este es un ejemplo de la aplicación como un nuevo material base de titanio para válvulas de motor de automóviles. Además de la biela y las válvulas del motor, el original de bajo costo beta aleación de titanio LCB TIMETAL manantial de suspensión de fabricación es también el caso inicial. Avances recientes en el desarrollo de aleaciones de titanio de bajo costo para válvulas de motor y válvulas de escape. Especialmente el sistema de escape de la motocicleta (silenciador) en aleación de titanio aumento de la demanda, por lo que el sistema de escape con el desarrollo de aleación de bajo costo es más popular ...

1.1 válvula

Con la producción de la aleación del titanio de la válvula del automóvil, no sólo puede reducir el peso, prolongar la vida de servicio, y la alta confiabilidad, sino también puede ahorrar el combustible. Válvula de escape, además de los requisitos de resistencia al calor, resistente al desgaste, sino también plomo y cobalto. Los fabricantes de Estados Unidos utilizan aleación de titanio, la válvula de escape es más común, el uso de la válvula de admisión de aleación de Ti-6Al-4V, válvula de escape se utiliza aleación Ti-6Al-2Sn-4Zn-2Mo. La empresa japonesa Hitachi hizo que la válvula de entrada de sinterización se suministra al mercado japonés de la industria automotriz.


Howmet Foundry Company en los Estados Unidos con un método de colada continua de producción de válvulas, cada válvula tiene un 1/4 de peso de titanio, se espera que tenga 200 millones de coches nuevos en el mercado potencial cada año, hay 80 millones de mercado de reemplazo de válvulas .


1.2 asiento de la válvula


En los vehículos de motor y vehículos de motor, los componentes de titanio más ampliamente utilizado es el asiento de la válvula de la producción anual de más de 250 mil, el uso general de Ti-6Al-4V aleación de producción, Japón también utilizó Ti-5Al-2Cr-1Fe aleación producción. Debido a que la forma es simple y pequeño, por lo que hay tipo mecánico más es fácil de hacer, el costo es también más barato. El tratamiento superficial especial no es necesariamente requerido, y el asiento de válvula de acero se puede reducir por 10 ~ 12.

1.3 Barra de conexión de Ti


Barra de conexión con aleación de titanio para reducir el peso del motor es el más eficaz, puede mejorar mucho el rendimiento. El material de la barra de conexión es principalmente Ti-6Al-4V, otros como Ti-7Al-4Mo, Ti-4Al-2Sn-4Mn y así sucesivamente también están en el desarrollo de.


1.4 cigüeñal y otras partes del motor


Japón es prueba Ti-5Al-2Cr-Fe aleación de cigüeñal, esta curva debido a la necesidad de llevar a cabo el tratamiento anti-adhesivo, la corriente no es práctico. Otros componentes del motor tales como el balancín, el resorte de la válvula y la biela del perno inferior también pueden estar hechos de aleación Ti-6Al-4V.

Japón desarrollado específicamente para el corte fácil Ti-3Al-2.5V aleación cigüeñal se ha utilizado para Honda 280 caballos de fuerza de 3.0 litros V6NSX tipo de coche de lujo, y con la misma resistencia a la fatiga de cigüeñal de acero, el peso reducido en un 30%, la velocidad del motor 700R /. Estos resultados de la investigación de la aplicación muestran que, el titanio en el coche ha sido aceptado y ampliado la cantidad.


1.5 vía aérea de retorno


El uso de la boquilla de titanio / componente de la tráquea trasera de cloruro de azufre y descarga de gases de escape causada por la corrosión, la corrosión por picaduras ocurrió en el sistema de escape no es, incluso en la soldadura y la corrosión, y los materiales tradicionales de escape y de acero inoxidable en comparación con puede reducir el 40% El peso y mejorar la economía de combustible del material, con aceleración rápida y menor distancia de frenado. Debido al alto costo del titanio, American Titanium Metal Company (Timet) desarrolló un método especial de tratamiento de superficies, de modo que la producción de piezas para ayudar a cubrir el costo de las normas de los fabricantes de automóviles. Los nuevos coches Chevrolet Corvette Z06 se han aplicado al tubo de titanio.


1.6 muelle de suspensión


Los resortes de titanio son ligeros, resistentes a la corrosión y bajo módulo de cizallamiento en comparación con resortes de acero para motores generales. Timet está diseñado para satisfacer el costo y los requisitos de ensamblaje de la parte de los fabricantes de muelles de suspensión automotriz, que conservan las excelentes propiedades de los resortes de aleación de titanio aeroespacial, y reducir en gran medida el costo. La cantidad inicial de la producción es muy pequeña, se utiliza en el nuevo resorte de la suspensión del engranaje de FSI Lupo de la compañía europea de Volkswagen. Timet y Volkswagen anunciaron en enero de 2001, en los vehículos de FSI Lupo 2001 que usan resorte de la suspensión del titanio, el modelo se espera producir 3500 coches.

Un resorte hecho del titanio se puede reducir en el 70% a 60 del peso del acero. En un típico americano construido 6 a 5 coches en casa, por el uso de 4 muelles de suspensión, cada coche puede perder peso de 9 kg ~ 13,6 kg.


El silenciador del silenciador de 1.7 silenciador de titanio es sólo 5 ~ 6kg, mucho menos que el silenciador de acero inoxidable, operación simple. Los coches japoneses en el campo de la demanda de titanio (1999 la demanda real de 457t), básicamente, todo es para silenciador, principalmente es un coche grande (900cc) el uso. Japón Honda, SUZUKI y otros cuatro grandes fabricantes han estado utilizando silenciador de titanio. Titanio se utiliza principalmente para el silenciador de automóviles a gran escala y los coches individuales de tamaño mediano. Es la evaluación de la resistencia a la corrosión de titanio, resistencia y diseño de superficie, etc.


GM en 2000 Chevrolet Corvette 206 coches han utilizado un pesado respectivamente silenciador de titanio y sistema de tubos de escape en lugar del peso original de 20kg sistema de acero inoxidable y la invariabilidad de la intensidad. Pérdida de peso del 41%, el coche es acelerado, operación flexible y ahorrar combustible. 1.8 el cuerpo y otras partes de la empresa Timet Estados Unidos que el titanio se puede utilizar en otras formas de componentes de los vehículos del hogar para reducir en gran medida el peso y mejorar la durabilidad, incluyendo el componente del motor, un engranaje partes, sistema de suspensión y estructura. Tal como la barra central del amortiguador de absorción de choque, una tuerca y tornillo de sujeción , una barra de control, elementos de fijación, un eje accionado, un soporte de parachoques, una puerta sobresaliendo en la viga y un pistón de la pinza de freno Y teniendo el asiento etc.

En comparación con la aleación de titanio Ti-6Al-4V fabricación disco de embrague, la placa de presión y componentes de transmisión, ha comenzado recientemente a la fabricación de aleación de titanio shell con alta formación de giro, y la cáscara de acero puede reducir considerablemente el impacto del daño del volante, El buffer se vuelve fácil. Estudiantes japoneses han diseñado una nueva combinación de modo deslizante, el tipo de undershoot formado desarrollado otra rueda de coche. 1.9 sujetadores se pueden utilizar para muchos tipos de sujetadores, reemplazo de titanio. En el futuro, es factible y necesario tener los sujetadores de titanio en el transporte ligero. 2 el estado de la investigación de titanio y aleaciones de titanio es el más grande en los Estados Unidos y los Estados Unidos y Japón es el 2,1 más grande de los Estados Unidos. En primer lugar, los Estados Unidos atribuye gran importancia a la aplicación de titanio en el coche, como Timet establecer una fábrica de automóviles especiales para desarrollar piezas de automoción. American ha fabricado el coche de carreras con válvulas de entrada de titanio, válvulas de escape, retenedor de válvulas y componentes de vástago, el anual especial en el coche en el titanio de ... 2.2 Japón hace 20 años poner titanio utilizado en carreras y coches deportivos, pero no Utilizado en el énfasis en el coste del autobús pequeño general. Tales como el Nissan R382 por el uso de la válvula de aleación de titanio en Japón, ganando el concurso.


En la actualidad, la aplicación de titanio y su aleación en el automóvil tiene principalmente el resorte del componente del motor, el polo del coche, la biela, la parte estándar, la rueda, la válvula de poder y así sucesivamente. Según la experiencia de Japón, el uso de 0.8 ~ 0.9kg / en la válvula de poder del coche es equivalente al efecto de la pérdida de peso 20kg / Taiwán 2.3 Taiwán: China está llevando a cabo vigorosa la promoción del titanio.


Primero a través de sitios web, periódicos, revistas y promoción y otras formas, la aplicación de conocimiento de titanio se extendió a todos los rincones de la sociedad ... 3 coches con titanio de bajo costo de titanio que el aluminio y los precios del acero sólo es superior y se refiere a muchas razones de fundición y procesamiento (Véase el cuadro 3). El costo de fusión es básicamente la separación de titanio y oxígeno al costo de energía y costo de procesamiento se refiere generalmente a la tecnología de costo de procesamiento a baja temperatura y el costo de pulido más llamativo es el uso de moldes permanentes cerca de fundición de forma neta y metalurgia de polvo / M). El método P / M debe ser adoptado en términos de costo. Apertura P / M piezas de titanio en el coche con el precedente de la TOYOTA Altezza coche en la válvula.

En la actualidad, la mezcla de polvo metálico de bajo coste puede utilizarse para obtener la resistencia suficiente de las partes de automóvil Ti-6Al-4V después de prensar y sinterizar. En este caso, no hay necesidad de llevar a cabo HIP (hot hidrostática de moldeo por compresión) y otros innecesarios proceso de compresión, el costo no aumentará. Al mismo tiempo, se desarrolló la aleación de titanio reforzada (TiB2 o TiC) con rigidez y resistencia al desgaste mejoradas. TiC aleación ocasiones, el costo del polvo es de $ 4 / kg ($ 1.80 / 1b). Se han utilizado composites de matriz de metal de titanio (MMC) en la biela, válvula, pistón, etc. Agregue 12% TiC para reforzar el peso máximo del 44%. 4 de nuestro automóvil del país con las previsiones del mercado del titanio y las recomendaciones 4.1 vehículo con perspectiva del mercado del titanio a una nueva generación de diseño automotor pagan más atención para reducir el peso y reducir el consumo de combustible, reducir el ruido del motor y la vibración, para cumplir con los requisitos ambientales.


En esta tendencia, el titanio de metal ligero se convertirá en una de las principales áreas de aplicación del futuro de los coches. Sin embargo, las piezas de titanio en aplicaciones automotrices son todavía muy pocas. Con el desarrollo económico y la reducción de costos de titanio, habrá más diseñadores de ingeniería elegirán utilizar titanio como parte del automóvil. Titanium eventualmente ocupará una posición importante en la industria de producción de automóviles. 4.2 del mercado de titanio de automóviles de China para predecir el amplio mercado de titanio automotriz de China.


En primer lugar, la economía china en sí es todavía un cierto grado de espacio de desarrollo, el ingreso per cápita disponible, el grado de urbanización promoverá la industria del automóvil para mantener un crecimiento estable. Según el pronóstico, hasta el año 2020, el automóvil chino conserva la cantidad puede llegar a cerca de 2 millones de coches, una producción de automóviles y las ventas en 2013 a 23,74 millones - 241,8 millones estimados 2014 en 23,85 millones - 242,9 millones, las importaciones de 114 millones, las exportaciones de 103 Millones de vehículos, la tasa de crecimiento del 8% - 10%, las piezas de repuesto industria relacionada con el desarrollo sostenible ... Para nuestro automóvil país con titanio: el automóvil con la promoción de titanio también necesitan mucho tiempo, primero de la entrada al mercado de gama alta y luego Poco a poco a los modelos de gama baja y la penetración en el mercado extranjero. Desarrollar vigorosamente el titanio de bajo costo, esta es la clave para promover el uso de titanio. Debe mejorarse la capacidad de desarrollo autónomo de las piezas de automóviles nacionales.

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