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汽车使用钛合金材料制作零部件的优势是什么?

发布日期:2020-05-24 作者:翊成微信网络z 点击:

  保证轿车行业行业轻程序化的经由核心有三种:一方面升级优化轿车行业行业构架架构;其它个是在轿车行业行业营造上最主要的采用轻质混凝土原材料。现如今轿车行业行业上应用的轻硬质合合金金属核心有铝、镁、钛硬质合合金金属等合金金属。

1、钛合金在汽车上的应用及特点

  钛合金是一种新型结构及功能材料,它具有优异的综合性能,密度小,比强度高。钛的密度为4.51g/cm3,介于铝(2.7g/cm3)和铁(7.6g/cm3)之间。钛合金的比强度高于铝合金和钢,韧性也与钢铁相当。钛及钛合金抗蚀性能好,优于不锈钢,特别是在ag九游会j9登录大气环境中抵抗氯离子的侵蚀和微氧化气氛下耐蚀性好,钛合金的工作温度较宽,低温钛合金在-253还能保持良好的塑性,而耐热钛合金的工作温度可达550左右,其耐热性明显高于铝合金和镁合金。同时具有良好的加工性、焊接性能。

  钛及钛合金优异的性能自钛ag九游会j9登录化生产以来就倍受各尖端行业关注,伴随着钛行业的起步,在20世纪50年代中期,钛材进入了汽车ag九游会j9登录。步入90年代,随着世界性能源短缺及人们环保意识的加强,尤其是汽车ag九游会j9登录,美国、日本和欧洲等国先后颁布了系列生态法规,对燃油利用率,CO2排放量、汽车减重、汽车的安全性、可靠性等提出了更高的要求。许多发达国家和著名的汽车制造商都积极开发并增加在汽车用钛方面的研究投入。为汽车用钛提供了强大动力。进入新世纪,我国钛ag九游会j9登录也逐步步入汽车领域。

  在现在轿车市面上,跟随尊贵轿车、超级跑车和漂移赛车需求分析连年增添,钛制零配件亦连年增添。1991年亚洲地区轿车用钛仅为50吨/年以内,1998年为500吨/年,2010年为1100吨/年,2010年为3000吨/年。从此常见,轿车市场用钛材ag九游会j9登录促进的时候。


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2、汽车中使用的钛制零部件

  钛在汽车上的用途主要分两大类,一类是用来减少内燃机往复运动件的质量(对作往复运动的内燃机零件来讲,即使减少几克质量都是重要的);二类是用来减少汽车总质量。根据设计和材料特性,钛在新一代汽车上主要分布在发动机元件和底盘部件上。在发动机系统,钛可制作阀门、阀簧、阀簧承座和连杆等部件;在底盘部件主要为弹簧、排气系统、半轴和紧固件等。

  据资料介绍,除了上述所举重点外,还有:发动机部件的摇臂、悬簧、活塞销、涡轮增压器转子、紧固件、挂耳螺帽、车挡支架、门突入梁、制动器卡钳活塞、销轴栓、离合器圆板、压力板、变速按钮等。

  降低钛合金成本的途径。尽管钛及钛合金早在上个世纪50年代就进入了汽车制造领域,但发展比较缓慢,其原因主要是价格因素,为了满足汽车行业用钛,钛ag九游会j9登录者在熔炼、加工,制造等方面进行了大量的工作。以满足汽车业的需求。

  钛金屬溶点高,电学特征万分生动,与O、H、N、C等原素有好强的电学柔软性,因为纯钛去除的困难。产业上年轻化适用的Kroll镁恢复原法生孩子加工软垫钛。Kroll镁恢复原法生孩子加工软垫钛艺简化,耗电高,时间段长,且不是反复生孩子加工,还需备很多的金屬镁作恢复原剂,生孩子加工直接费用较高。

  钛合金价格高的另一个原因是合金化元素价格较高。随着钛冶炼技术的进步,将钛在生产、加工过程中所产生的边角余料、废屑等残料经系列处理后作为炉料添加,实现循环生产,是降低原材料成本有效方法。实践表明,每利用1%的残钛,可使钛锭生产成本降低0.8%。如果采用电子束冷床炉、等离子束冷床炉进行熔炼,不仅可以改善钛锭的ag九游会j9登录质量,同时可以大量使用回收炉料,有效降低铸锭成本。


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3、降低加工成本

  占总成本60%以上的加工成本是各国降低成本的研究的重点。钛材汽车零部件在生产制作过程中不仅工艺复杂,同时在制作过程中产生了大量的残钛,且生产周期较长,导致部件制作成本提高。阻碍了其更为广泛的推广应用。

  铸造是经典的(近)净成型工艺。生产的零部件无需机加工或机加工很少,从而节约了大量金属。铸造常常能生产出形状复杂的零件,而这些零件采用其它传统工艺方法制造时工艺复杂,生产成本较高,特别是对材料价格相对较高的钛金属。目前,在航空ag九游会j9登录大量应用了钛铸件。在汽车制造业,用铸造法生产的部件有阀门、涡轮増压器等。

  粉末ag九游会j9登录作为一种ag九游会j9登录ag九游会j9登录和材料加工的先进技术方法,在钛ag九游会j9登录领域发挥了重要的作用。采用钛粉末ag九游会j9登录近成型技术,可直接制取成品或接近成品尺寸的零部件,降低了原材料消耗,缩短加工周期,成本比常规工艺节省20%~50%。在汽车制造业,钛粉末ag九游会j9登录近成型技术尤为重视,在日本,汽车粉末ag九游会j9登录零件被广泛用于发动机和变速箱,其中,连杆、阀座、阀、带轮、同步器齿毂、同步环等都是复杂且要求高的关键零件。目前钛粉朱ag九游会j9登录的研究正处于飞速发展阶段,主要包括几个方面,一是高质量低成本钛粉术制备技术及其产业化;二是钛粉末ag九游会j9登录什的制备技术,同时在汽车ag九游会j9登录推广应用。


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  除此之外,激光成型技术(ag九游会j9登录了激光技术、CAD/CAM技术和材料技术的新成果),根据计算机模型,可直接用合金粉末一次成型形状复杂的终零件,制造出的钛零件性能介于铸造和锻造之间,而成本降低15%~30%,交货时间缩短50%~75%。

  金属粉末注射成型技术(MIM)是发展较快的一种近净成型粉末ag九游会j9登录技术,可制造高质量、高精度的复杂零件,被认为是目前有优势的成型技术之一;还有钛涂层技术,也是一种能降低成本的新型工艺。可见,降低钛材料的价格必须从开发低成本的新的合金系、改进生产工艺两方面入手,才能从真正意义上解决汽车用钛受钛材价格制约的问题,也才能使汽车用钛更具有竞争力和发展前景。


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