发展中的汽车用钛合金
发展中的汽车用钛合金
钛具有一系列优点，如：强度高，密度小，弹性模量约是钢的一半，热膨胀系数低、约是不锈钢及铝材的50％，无磁性，热导率低，耐腐蚀、对环境无污染等。因此，不但宇航工业及化学工业已大量用钛，而且作为汽车用材很早就引起人们的注意。汽车用钛可极大减轻车重，降低燃料消耗，提高工作效率，改善环境和降低噪音等。
20多年前，赛车上已开始使用钛了。同一般汽车相比，赛车非常注重性能，对质量轻、速度高的要求更强烈。近年来，钛在一般汽车上的应用渐露头角，且用量不断增加。汽车用钛的首要因素是减重和提高性能，而从外观及符合所需标准等方面考虑也需要用钛来制作零部件。据资料介绍，每降低10％的车重，废气排放量可减少10％，燃料消耗节省7％。因此，汽车的轻量化将起到节能、环保一石二鸟的功效，钛则是实现汽车减重的最理想金属。汽车(包括摩托车)是钛的
一个新兴发展市场，但成本是一般汽车上使用钛材今后的课题。
2 钛合金在汽车上的应用
1956年，通用汽车公司(GM)和其供货商装配了一种展览用的理想小汽车，其车体是全钛的。自此，GM一直想在发动机中使用钛，包括排气气门和连杆。目前，一些汽车制造商已在某些型号车中使用了少量钛零件。例如本田汽车公司1994年在NSX赛车的3.0L
24阀V-6发动机中使用锻造钛连杆；三菱汽车公司在其制造的高容量、四缸发动机中使用了钛气门弹簧承座；保时捷汽车中也使用了钛连杆。
用钛合金制作汽车气门，不仅可减重，延长使用寿命，而且可靠性高，节省燃油。排气门除要求耐热、耐磨外，还要不含铅和钴。美国厂家利用钛合金制作发动机进、排气门较普遍，进气门使用Ti-6Al—4V合金，排气门使用Ti-6Al—2Sn—4Zr—2Mo合金。日本日立公司制造的烧结进气门已供应日本的汽车工业市场。
2．2 气门座
赛车上最广泛使用的钛部件是气门座，一般用Ti-6Al—4V合金,日本也采用Ti5Al—2Cr—1Fe合金制作。由于气门座形状简单，很容易采用机械加工法制造，成本也较低，不必要进行特殊的表面处理。和钢制的
气门座相比，能减重10g～12g。
用钛合金制造连杆对发动机减重很有效，能大大提高性能。所用材料主要是Ti—6Al—4V，其它如Ti-4Al—2Sn—4Mn，Ti-7Al—4Mo等也在研制中。
2．4 曲轴和其它发动机部件
日本正在试制Ti-5Al—2Ct—1Fe合金曲轴。这种曲轴因需要进行防粘接处理，目前还未实用。其它发动机部件如摇臂，气门弹簧和连杆的下螺栓等可利用Ti-6Al—4V合金制造。
2．5 回气管
采用钛制尾喷管／回气管组件可不受氯盐和含硫废气的腐蚀，甚至在焊接处也不会出现锈蚀，且比传统的不锈钢排气系统材料减重8.2kg，同时改善了燃料效率，具有较快加速能力和较短的制动距离。新型雪佛莱CorvetteZ06汽车上已采用了钛制回气管。
与汽车使用的普通钢弹簧相比，钛弹簧质量轻、耐腐蚀性好和剪切模量低(可减少弹簧卷的转向)。钛制弹簧可比钢的减重60％一70％。在一个典型美国造的5座一6座的家用车中，使用4个悬簧，每辆车就可减重9kg～13.6
Timet曾专门为满足汽车悬簧生产商的成本和零件装配要求而开发了一种钛合金，该材料保留了航空用钛合金弹簧的优异性能，且大大降低了成本。最初用为欧洲大众汽车公司的新型LupoFSI汽车的齿轮悬簧，用量很小。2001年，大众公司指定用钛制作其新型LupoFSI车用弹簧。
2．7 消音器
钛消音器只有5 kg～6kg，比不锈钢等消音器轻很多，便于操作。日本汽车领域的钛需求(1999年达457t)基本上全用于消音器。本田、铃木等四家较大的厂家已采用钛制消音器。钛消音器主要用于大型汽车和个别中型汽车。钛的耐蚀性、强度、表面意匠性等正在评价中。GM公司的2000款雪佛莱CorvetteZ06汽车上，用了一个11.8kg重的钛消音器和尾气管系统代替了原来重20
kg的不锈钢系统，减重41％，强度不变。汽车速度更快、操作灵活且节约燃料。
2．8 车体及其他部件
Timet认为钛可用在家用车辆的其它部件以大大削减车重，提高耐用性，这包括发动机元件、驱动齿轮系零件、悬挂系统和结构件，如减震缓冲器中心杆、挂耳螺帽和螺栓、控制杆紧固件、从动轴、车挡支架、门突人梁、制动器卡钳活塞、销轴栓等。
用Ti-6Al—4V合金可制造离合器片、压力板等变速器部件，最近开始用旋压成型制造纯钛外壳。日本学者设计了一种新的组合滑动模，采用下冲式成形开发了另一种汽车链轮。
2．9 紧固件
对汽车应用，许多类型的紧固件都可用钛取代钢，未来轻型运输工具中钛紧固件是可行或必须的。
3 汽车用钛合金的研究状况
汽车上用钛量最多的国家是美国与日本。美国已生产出赛车用的钛制进气气门、排气气门、气门护圈和连杆等部件。每年专用于汽车上的钛材达50t。1996在美国的拉斯维加斯召开的国际钛协会展览会上展出了Timet公司用工业纯钛制造的汽车排气系统，随后克莱斯勒和GM公司制出了纯钛排气系统商用样机，大规模的生产评估正在进行。同时GM公司还在进行Timetal
62S和Timetal LCB轮轴的研究，并考虑把这种合金投入批量生产。另外美国的高性能汽车NSXAcura也使用了钛制连杆，这是批量生产汽车连杆用钛的一个实例。
美国已经实行了PNGV(Partnership fora New Generation Of Vehicles)计划，政府每年用于该计划的资金超过l亿美元。该计划对新一代汽车提出了明确的减重目标(表1)。
　　　　　　　　　　　表1 新一代汽车的减重目标
　　　　　系统 　　　当代汽车/t 　　新一代汽车目标/t 　　　　减重/t
　　　　　车体　　　　0.510 　　　　　　0.225　　　　　　　　　50
　　　　　底盘 　 　　0.495 　　　　　　0.248 　　　　　　　　 50
　　　　　动力系统　　0.391　　　　　　 0.351 　　　　　　　　１0
　　　　　燃料/其它 　0.062　　　　　　 0.882　　　　　　　　　40
　　　　　合计　　　　1.458　　　　　　 0.082 　　　　　　　　 40
　　日本早在20年前就把钛应用于赛车及一部分跑车，但在重视成本的一般小客车中尚未应用。如日产R382汽车因采用了钛合金制气门，在日本大赛中获胜。目前，钛及其合金在汽车上的应用主要有发动机部件弹簧、车杆、连杆、标准件、车轮、动力阀等。
据日本的经验，汽车动力阀使用0.8 kg一0.9kg的钛相当于减重20k8的效果。日本汽车的用钛量在逐年增长，1989年～1999年为669t，而2000年已达473t，2001年估计为491
t，预计2002年可能达到500t。
　　日本为汽车用钛进行了大量的研究开发。未来技术研究所开发了SAT64AW，SAT64HM，SAT325HM，Ti-20V—4Al—1Sn等汽车用钛合金。SAT64HM，SAT325HM
合金具有良好的热加工性、钻削性和抗疲劳性能，可作钻孔多的连杆等部件，切削加工成本较低。三菱汽车公司开发的Ti-2V—4Al合金冷加工性好，适用于制造阀杆。户田制
作所用Ti-6Al—4V制作的进气气门和排气气门，改善了发动机的性能，可使汽车速度提高10％～15％。值得一提的是，1992年在东京召开的第29届国际汽车展览会上，首次展出了钛制车身外板和节能低公害发动机汽车，引起了与会者各方面的关注。1996年日本制造的太阳能汽车结构部件上采用钛，在第四次世界太阳能汽车大赛上取得了名次。
　　日本大同钢铁公司研制成一种新型钛铝合金Ti—33.5Al—tnb—0.5Cr-0.5Si，用于制造汽车发动机的排气气门，可大大改善发动机的性能。合金中加入Nb和Si是为了提高抗氧化性能及抗蠕变性能。与排气门常用的马氏体耐热钢和镍基合金相比，该合金的突出特点是密度小，而且导热性良好。此外，新合金在较高温度(540℃以上)条件下的强度高于常用合金，而且其蠕变强度也高于镍基合金，同时又具有很好的耐磨性能。
　　日本金属材料研究所与韩国机械与金属研究所合作，采用元素混合法把合金粉末和强化粉末均匀混合、真空烧结、热等静压制成两种低成本的合金，具有优良的拉伸、蠕变和疲劳性能，可望制成汽车零件；日本丰田公司则采用优良的钛合金粉末制成汽车气门、连杆等。其中气门已通过应用考核，已装配在新型的丰田轿车上。
4 汽车用钛前景
　　新一代汽车设计更注重减轻质量、降低燃料消耗、降低发动机噪音和振动，以满足环境要求。在这种趋势下，轻金属钛将成为未来汽车的一个主要应用领域。然而，钛零件在汽车应用中仍然很少。随着经济的发展以及钛的成本降低(如新的低成本原料、连铸、连轧及粉末冶金等低成本工艺的实行等)，会有更多的工程设计人员将选择钛用做汽车零件。钛最终将在汽车生产工业中占有重要的地位。
　　目前美国每年可生产1 500万～1 600万辆汽车，若每辆车上有lkg～1.5kg的钛部件，则汽车用钛市场交货量将达到15000多吨。可见市场前景广阔。
中国钛锆铪协会商品链接：更多同类商品：猜您喜欢： 版权所有&
(京ICP备号-11 京公网安备)《世界买家网》最新数据-其他主要含铝的灰渣,从煤和其它矿物煤沥青提取的沥青,未经锻烧的石油焦碳,经锻烧的石油焦碳,硅〔含硅量少于99.99%〕,其他氧化铝(不包括人工刚玉),胶态或半胶态石墨,硫化橡胶非硬橡胶制垫片、垫圈等密封垫,其他钢铁制品,没有经过加工的铝合金,最大截面尺寸超过7毫米的铝合金丝,其他钛及其制品,锰及其制品(包括废碎料),安装在拖车底盘上的空气压缩机,其他烘干机,其他的液体过滤、净化机器及装置,其他工业......
商品名称(中文)
商品名称(英文)
最近1天数据
最近3天数据
最近5天数据
最近一周数据
最近二周数据
& 最新数据
JSC KRASNOYARSKIY ALLUMUNIUM PLANT
国家(地区)
年进口额(美元)
已被购买次数
是否有对华贸易
主要进口国(地区)
澳大利亚,奥地利,巴西,中国,捷克共和国,法国,德国,希腊,几内亚,匈牙利,印度,爱尔兰,意大利,牙买加,日本,哈萨克斯坦,马来西亚,波兰,罗马尼亚,俄罗斯,斯洛伐克,西班牙,瑞典,瑞士,土耳其,乌克兰,英国,美国,委内瑞拉
主要进口商品
主要进口商品英文
ASH AND RESIDUES NESOI, CONTAINING MAINLY ALUMINUM,PITCH FROM COAL AND OTHER MINERAL TARS,PETROLEUM COKE, NOT CALCINED,PETROLEUM COKE, CALCINED,SILICON, CONTAINING BY WEIGHT LESS THAN 99.99% OF SILICO加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
颜　　色：
尺　　码
05-08款老锐志
购买日期：
商品名称：
京&&东&&价：
商品评分：
评&&价&&数：