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TC4钛合金材料在新型汽车制造工业的应用

发布时间:2021-04-29 21:42:09 浏览次数 :

TC4钛棒在汽车上的应用魅力不仅仅局限在某种特定部件的轻量化,还在于质量的减轻对周边部件影响效果。TC4钛棒的使用主要部位为发动机系统(阀门、阀簧及其承座、连杆、曲轴、变速箱、转向齿条和小齿轮等)、底盘系统(弹簧、消音器、排气装置等)、车体系统(包括车轮的衬套及轴承、各种半轴、紧固件等)。TC4钛棒在赛车上已大量采用,是因为在该领域成本不是问题,比赛的胜利才是商家追求的目标。

汽车用TC4钛棒

汽车工业用TC4钛棒始于20世纪50年代中期,美国通用汽车公司1956年装配了展览用全钛车身,即火鸟Ⅱ号,从此拉开了世界汽车用TC4钛棒的序幕。

日本从20世纪60年代开始,最初使用TC4钛棒是日产汽车R382。本田公司将TC4钛棒应用于赛车上,但直到20世纪80年代后半期,才开始考虑把TC4钛棒用到车辆的批量生产中。

进入20世纪90年代以来,随着TC4钛棒冶炼、熔铸和加工技术的改进,特别是冷床炉熔炼的使用和钛粉末冶金技术进步,很多低成本钛合金研制成功。同时,随着社会的进步,人们对汽车提出了减重、节能、减震、降低废气排放和提高性能的要求,因此,钛在汽车中的应用迎来了良好的发展机遇。

1992年,在东京召开的第29届国际汽车展览会上展出了日本制造的TC4钛合金车身和发动机。

TC4钛合金棒

1996年,美国Timet公司开发的钛汽车排气系统在国际钛协会会议上展出,随后克莱斯勒和GM公司制造出了钛排气系统样机,进行了大规模生产评估。

日本1989~1998年10年汽车用TC4钛棒669t,2002年一年达到600t。Timet认为,世界汽车用TC4钛棒2008年将达到5000t。为此,他们成立了Timet汽车厂,专门生产汽车用TC4钛棒等钛合金及其零部件。

TC4钛合金材料

利用钛合金棒制作汽车阀,不仅可减轻质量,延长使用寿命,而且可靠性高,还可节省燃油。最初采用的是成本较高的β钛合金,而γ-TiAl的应用,使发动机最大速度提高了约10%。近年来,各汽车公司纷纷进行发动机阀用廉价钛棒的开发,并有一部分已达到批量生产。钛合金制作进气阀开发的最大课题是耐磨性表面处理技术。TiN涂层、Mo注射层及Cr喷镀等表面处理成本高、难以长时间维持其耐磨性,不适合大批量生产使用。最适宜的方法就是渗氧处理,即在钛中固溶高浓度的氧,以提高其硬度。

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