Anwendungen von Titanlegierungen in der Automobilindustrie

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Anwendungen von Titanlegierungen in der Automobilindustrie

Titan hat die Vorteile einer geringen Dichte, einer hohen spezifischen Festigkeit und einer guten Korrosionsbeständigkeit. In Automobilen verwendetes Titan kann die Qualität der Karosserie erheblich reduzieren, den Kraftstoffverbrauch senken, die Arbeitseffizienz des Motors verbessern, die Umwelt verbessern und den Lärm reduzieren. Der hohe Preis der Titanlegierung in der Automobilindustrie können nur einige Anwendungen in Luxusautos und Sportwagen haben, selten in normalen Autos verwendet.

Titanlegierung

Deshalb Forschung und Entwicklung einer kostengünstigen Titanlegierung die Bedürfnisse des Marktes zu erfüllen, ist der Schlüssel zur Förderung seiner Anwendung im gewöhnlichen Heimfahrzeug.

Titanlegierungsteile haben derzeit die folgenden Verwendungen:

1. Motor Pleuel

Titan ist ideal für Pleuel. Der Motor aus Titanlegierung Pleuelstange kann die Motorqualität effektiv reduzieren, die Kraftstoffeffizienz verbessern und Emissionen reduzieren. Im Vergleich zur Stahlpleuelstange kann Titanverbindung die Qualität um 15% bis 20% reduzieren.

Die Anwendung der Titanlegierung Link wurde erstmals an der neuen italienischen Ferrari-Limousine 3.5LV8 und dem Acura NSX-Motor demonstriert. Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3Al-2V und Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5Si sind die Hauptmaterialien, die für die Pleuelstange aus Titanlegierung verwendet werden.

Titanlegierungsteile

2. Motorventil

Kfz-Motorventile aus Titanlegierung reduzieren nicht nur die Qualität und verlängern die Lebensdauer, sondern senken auch den Kraftstoffverbrauch und erhöhen die Fahrzeugzuverlässigkeit. Titanventil im Vergleich zum Stahlventil kann die Qualität um 30% bis 40% reduziert, die Drehzahlgrenze um 20% erhöht werden. Für die aktuelle Anwendung ist das Material des Einlassventils hauptsächlich Ti-6Al-4V und das Material des Auslassventils hauptsächlich Ti-6242S.

Normalerweise werden Sn und Al zusammengegeben, um eine geringere Sprödigkeit und eine höhere Festigkeit zu erzielen. Die Zugabe von Mo kann die Wärmebehandlung von Titanlegierungen verbessern, die Festigkeit der abschreckenden und alternden Titanlegierung erhöhen und gleichzeitig die Härte erhöhen.

3. Ventilfedersitz

Der Ventilfedersitz muss die Leistung wie hohe Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen, Beta-Titan-Legierung Wärmebehandlungslegierung eine hohe Festigkeit durch Lösungsalterung erreichen kann, die entsprechenden besser geeigneten Materialien sind Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn und Ti-15Mo-3Al-2,7Nb-0,2Si.

Mitsubishi Motors verwendetTi-22V-4Al Titanlegierung Ventilfedersitz in seinen Großserienfahrzeugen, um die Masse um 42% im Vergleich zum ursprünglichen Stahlschloss zu reduzieren, reduziert der Ventilmechanismus die Trägheitsmasse um 6% und die maximale Motordrehzahl erhöht sich um 300 U / min.

Titan-Anwendung

4. Titanfeder

Titan und seine Legierungen haben gegenüber dem Werkstoff Stahl einen geringeren E-Modul und einen größeren σs / E-Wert, wodurch es für die Herstellung flexibler Elemente geeignet ist. Verglichen mit der Stahlfeder des Automobils beträgt die Höhe der Titanfeder unter der Voraussetzung der gleichen elastischen Arbeit nur 40% der Stahlfeder und die Masse beträgt nur 30-40% der Stahlfeder, was praktisch ist für das Karosseriedesign.

Darüber hinaus Titanlegierung ausgezeichnete Ermüdungseigenschaften und Korrosionsbeständigkeit kann die Lebensdauer der Feder verbessern. Derzeit Titanlegierungsmaterialien die zur Herstellung von Automobilfedern verwendet werden können, sind Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al und Ti-13V-11C-3Al.

5. Turbolader

Turbolader können die Verbrennungseffizienz des Motors verbessern und die Leistung und das Drehmoment des Motors steigern. Turbolader-Turbinenrotoren benötigen im Hochtemperatur-Abgas über 850 ℃ Langzeitarbeit, erfordern also eine gute Hitzebeständigkeit. Herkömmliche Leichtmetalle wie Aluminium können aufgrund ihres niedrigen Schmelzpunktes nicht verwendet werden.

Obwohl keramische Materialien aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Hochtemperaturbeständigkeit bei Turbinenrotoren verwendet werden, ist ihre Anwendung aufgrund ihrer hohen Kosten und nicht spezifizierten Form begrenzt. Um diese Probleme zu lösen, hat Tetsui den TiAl-Turbinenrotor entwickelt. Nach mehreren Experimenten hat es nicht nur eine gute Haltbarkeit und Leistung, sondern auch eine verbesserte Motorbeschleunigung. Dieses Design wurde erfolgreich in der Fahrzeuglinie Mitsubishi Lancer Evolution vermarktet.

6. Auspuffanlage und Schalldämpfer

Der Titanstab wird häufig in der Abgasanlage eines Autos verwendet. Auspuffanlagen aus Titan und seinen Legierungen erhöhen nicht nur die Zuverlässigkeit, verlängern die Lebensdauer und verbessern das Aussehen, sondern reduzieren auch die Qualität und die Kraftstoffeffizienz.

Im Vergleich zur Stahlauspuffanlage kann die Qualität der Titanauspuffanlage um ca. 40% reduziert werden. In der Golf-Serie von Autos kann die Titan-Auspuffanlage die Qualität von 7 bis 9 kg reduzieren, die Auspuffanlage verwendet hauptsächlich reines Industrietitan.

Auto aus Titanlegierung

7. Karosserierahmenteil

Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Fahrzeugen zu verbessern, müssen Design und Herstellung, insbesondere die Herstellung der Materialien, berücksichtigt werden. Titan ist ein sehr gutes Material für die Herstellung von Karosserierahmen, die nicht nur eine hohe Festigkeit, sondern auch eine gute Zähigkeit aufweisen.

In Japan entschieden sich Autohersteller für reines Titan geschweißtes Rohr, um einen Karosserierahmen herzustellen, der den Autofahrern beim Fahren genügend Sicherheit bietet.

8. Andere Titanteile

Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten wird Titan auch in Motorschwingen, Aufhängungsfedern, Motorkolbenbolzen, Kfz-Befestigungselementen, hängenden Ohrenmuttern, Autotür in den Träger, Autostopp verwendet Halterung, Bremssattelkolben, Bolzenschraube, Druckplatte, Geschwindigkeitstasten und Kfz-Kupplungsscheibe und andere Kfz-Teile.

Schlussfolgerung 

Vielen Dank, dass Sie unseren Artikel gelesen haben und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, die Anwendungen von Titanlegierungen in der Automobilindustrie besser zu verstehen. Wenn Sie mehr über Titanlegierungen und andere hochschmelzende Metalle erfahren möchten, empfehlen wir Ihnen, Advanced Refractory Metals (ARM) zu besuchen für weitere Informationen.

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