Shaanxi Yunzhong Industrie Development Co., Ltd

Situation actuelle et perspectives d'alliage de titane et de titane pour l'automobile

Source: Industrie chinoise de titane, 2014 troisième

Maintenant, la voiture a plus de cent ans d'histoire, est un moyen de transport indispensable dans nos vies. La lumière, la résistance élevée et d'autres propriétés du titane sont depuis longtemps au centre des constructeurs automobiles.


Le titane a été utilisé pendant de nombreuses années sur la voiture, et la voiture a été utilisée presque toute l'année. Cependant, l'importance du coût de la voiture générale sur l'utilisation de matière de titane est l'avenir du sujet. La voiture (y compris la moto, la réduction de voiture) est un nouveau marché en développement de titane.



Les avantages de l'utilisation du titane comme matériau des composants automobiles: haute résistance, faible densité, module d'élasticité est environ la moitié de l'acier, le coefficient de dilatation thermique est faible, environ la moitié de l'acier inoxydable et l'aluminium, la conductivité thermique non magnétique est faible , Pas de pollution pour l'environnement, etc. En outre, dans l'industrie automobile avec du titane, peut réduire considérablement le poids de la voiture, réduire sa consommation d'essence, améliorer l'efficacité du travail automobile, réduire le bruit. Selon les données, chaque coupe 10% du poids du corps de la voiture peut réduire les émissions d'échappement de 10% et 7% de la consommation de carburant, donc une voiture légère jouera à l'efficacité de l'économie d'énergie, de la protection de l'environnement, tuant deux oiseaux Avec une pierre. Le titane est le métal le plus idéal pour obtenir une perte de poids.


Application d'un alliage de titane en automobile


Les pièces en alliage de titane sont principalement: la production TiAl des pales du rotor de la turbine, avec l' alliage Ti-6Al-4V et d'autres bielles, vannes, etc. Pour réaliser le faible coût, la méthode de la métallurgie des poudres est utilisée pour ajouter MMC à matrice de titane à dispersion de particules TiB dans la matrice d'alliage Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.3C, et la soupape du moteur est fabriquée en utilisant ce matériau.


C'est un exemple de l'application en tant que nouveau matériau de base en titane pour les vannes des moteurs automobiles. En plus de la bielle et des vannes du moteur, le solvant de suspension de fabrication de l'alliage de titane bêta à faible teneur en aluminium LCB TIMETAL est également le cas initial. Progrès récents dans le développement d'alliages de titane à faible coût pour les vannes de moteur et les soupapes d'échappement. En particulier, le système d'échappement de moto (silencieux) sur l'alliage de titane a augmenté la demande, de sorte que le système d'échappement avec le développement d'alliages à faible coût est plus populaire ...

1,1 soupape

Avec la production en alliage de titane de vanne automobile, non seulement on peut réduire le poids, prolonger la durée de vie et une grande fiabilité, mais aussi économiser du carburant. Soupape d'échappement en plus des exigences de résistance à la chaleur, à l'usure, mais aussi au plomb et au cobalt. Les fabricants américains utilisent de l'alliage de titane, la soupape d'échappement est plus fréquente, l'utilisation de la vanne d'admission d'alliage Ti-6Al-4V, la soupape d'échappement est l'alliage Ti-6Al-2Sn-4Zn-2Mo utilisé. La société japonaise Hitachi a fabriqué la soupape d'entrée de frittage fournie au marché japonais de l'industrie automobile.


Howmet Foundry Company aux États-Unis avec une méthode de production en continu de la production de soupapes, chaque vanne a un 1/4 de poids de titane, devrait avoir 200 millions de voitures neuves sur le marché potentiel chaque année, il y a 80 millions de marché de remplacement de soupape .


Siège de soupape 1.2


Dans les véhicules à moteur et les véhicules à moteur, les composants de titane les plus utilisés sont le siège de soupape de la production annuelle de plus de 250 000, l'utilisation générale de la production d'alliage Ti-6Al-4V, le Japon a également utilisé l'alliage Ti-5Al-2Cr-1Fe production. Parce que la forme est simple et petite, il y a donc un type mécanique plus facile à fabriquer, le coût est également moins cher. Un traitement de surface spécial n'est pas nécessairement nécessaire, et le siège de soupape en acier peut être réduit de 10 à 12.

1.3 Tige-bielle


La tige de connexion avec de l'alliage de titane pour réduire le poids du moteur est la plus efficace, peut considérablement améliorer les performances. Le matériau de la tige de connexion est principalement Ti-6Al-4V, d'autres tels que Ti-7Al-4Mo, Ti-4Al-2Sn-4Mn et ainsi de suite sont également dans le développement de.


1.4 Vilebrequin et autres pièces de moteur


Le Japon est le vilebrequin en alliage Ti-5Al-2Cr-Fe d'essai, cette courbe due à la nécessité d'effectuer un traitement anti-adhésif, le courant n'est pas pratique. D'autres composants du moteur tels que le bras basculant, le ressort de soupape et la bielle du boulon inférieur peuvent également être en alliage Ti-6Al-4V.

Le Japon a développé spécifiquement pour un coupe-vaisselle Ti-3Al-2.5V facile à utiliser. Le vilebrequin alliage Ti-3Al-2.5V a été utilisé pour la voiture de luxe Honda 280 chevaux de luxe 3.0 litres V6NSX et avec la même résistance à la fatigue du vilebrequin en acier, un poids réduit de 30%, la vitesse du moteur augmente 700R /. Ces résultats de recherche montrent que le titane sur la voiture a été accepté et a augmenté le montant.


1,5 voie aérienne de retour


À l'aide de la buse de titane / composant trachéal arrière du chlorure de soufre et des gaz d'échappement causés par la corrosion, la corrosion des piqûres s'est produite sur le système d'échappement n'est pas, même en soudage et sans corrosion, et les matériaux traditionnels du système d'échappement et l'acier inoxydable par rapport à peuvent réduire 40% de Le poids et améliorer l'économie de carburant du matériel, avec une accélération rapide et une distance de freinage plus courte. En raison du coût élevé du titane, American Titanium Metal Company (Timet) a développé des méthodes spéciales de traitement de surface, de sorte que la production de pièces pour répondre aux coûts des normes des fabricants de voitures. Les nouvelles voitures Chevrolet Corvette Z06 ont été appliquées au tube en titane.


1.6 ressort de suspension


Les ressorts en titane sont légers, résistants à la corrosion et à faible coefficient de cisaillement par rapport aux ressorts en acier pour moteurs généraux. Timet est conçu pour répondre aux exigences de coûts et d'assemblage partiel des fabricants de ressorts à suspension automobile, qui conservent les excellentes propriétés des ressorts en alliage de titane aérospatiaux et réduisent considérablement le coût. Le montant initial de la production est très faible, est utilisé dans le nouveau ressort de suspension d'engrenage FSI Lupo de Volkswagen Automobile Company. Timet et Volkswagen ont annoncé en janvier 2001, dans les véhicules FSI Lupo 2001 utilisant un ressort de suspension en titane, le modèle devrait produire 3500 voitures.

Un ressort en titane peut être réduit de 70% à 60% du poids de l'acier. Dans une voiture typique américaine construite à 6 à 5 voitures, grâce à l'utilisation de 4 ressorts de suspension, chaque voiture peut perdre du poids 9kg ~ 13.6kg.


Le silencieux de silencieux 1.7 de titane est seulement de 5 à 6 kg, beaucoup moins que le silencieux en acier inoxydable, un fonctionnement simple. Les voitures japonaises dans le domaine de la demande de titane (demande réelle de 457t en 1999) sont essentiellement des silencieux, principalement une grande voiture (900 cc ci-dessus). Honda japonaise, SUZUKI et quatre autres grands fabricants utilisent le silencieux en titane. Le titane est principalement utilisé pour le silencieux automobile à grande échelle et les voitures individuelles de taille moyenne. L'évaluation de la résistance à la corrosion au titane, la résistance et la conception de surface, etc.


GM en 2000 Chevrolet Corvette 206 voitures ont utilisé un système de silencieux de titane et d' échappement lourd au lieu du poids d'origine du système en acier inoxydable de 20 kg et de l'invariance d'intensité. Perte de poids de 41%, accélération de la voiture, fonctionnement flexible et économie de carburant. 1.8 le corps et d'autres parties de la société Timet des États-Unis que le titane peut être utilisé dans d'autres formes de composants des véhicules ménagers pour réduire considérablement le poids et améliorer la durabilité, y compris le composant du moteur, les éléments d'entraînement, le système de suspension et la structure. Tels que la tige centrale de tampon d'absorption de choc, un écrou et un boulon de tige , une tige de commande, des attaches, un arbre entraîné, un support de pare-chocs, une porte qui dépasse dans le faisceau et le piston de l'étrier de frein, la bielle du moteur, le boulon de l'arbre à broche, la soupape, le ressort de soupape Et le siège de roulement, etc.

Par rapport au disque d'embrayage de fabrication en alliage de titane Ti-6Al-4V, à la plaque de pression et aux composants de transmission, il a récemment commencé à fabriquer une coque en alliage de titane à haute formation de spin, et la coque en acier peut réduire considérablement l'impact du dommage du volant, de sorte que Le tampon devient facile. Les chercheurs japonais ont conçu une nouvelle combinaison de mode coulissant, le type de sous-type formé a développé une autre roue de voiture. 1.9 attaches peuvent être utilisées pour de nombreux types d'attaches, remplacement en titane. À l'avenir, il est possible et nécessaire d'avoir les attaches en titane dans le transport léger. 2 le statut de recherche du titane et des alliages de titane est le plus important aux États-Unis et les États-Unis et le Japon sont les plus grands aux États-Unis. Tout d'abord, les États-Unis accordent une grande importance à l'application du titane dans la voiture, comme Timet a mis en place une usine de voitures spéciales pour développer des pièces automobiles. American a fabriqué la voiture de course avec des soupapes d'admission de titane, des soupapes d'échappement, des dispositifs de retenue de soupape et des composants de tige, le spécial annuel de la voiture sur le titane de ... 2.2 Japon au début il y a 20 ans, a mis du titane dans les courses et les voitures de sport, mais pas Utilisé dans l'accent sur le coût du petit bus général. Comme le Nissan R382 par l'utilisation de la vanne en alliage de titane au Japon, remportant le concours.


À l'heure actuelle, l'application du titane et son alliage dans l'automobile a principalement le ressort du moteur, le pôle de la voiture, la bielle, la pièce standard, la roue, la vanne de puissance et ainsi de suite. Selon l'expérience du Japon, l'utilisation de 0.8 ~ 0.9kg / dans la vanne de puissance de la voiture équivaut à l'effet de la perte de poids 20kg / Taiwan 2.3 Taiwan: la Chine exerce vigoureusement la promotion du titane.


Tout d'abord par le biais de sites Web, de journaux, de magazines et de promotion et d'autres formes, l'application de la connaissance du titane s'étend à tous les coins de la société ... 3 voitures avec titane à faible coût de titane que les prix de l'aluminium et de l'acier sont supérieures et relient plusieurs raisons pour la fusion et le traitement Coût (voir tableau 3). Le coût de fusion est fondamentalement la séparation du titane et de l'oxygène avec le coût de l'énergie et le coût de la transformation se réfère généralement à la technologie de coût de traitement à basse température et le coût de polissage le plus frappant est l'utilisation de moulage permanent près de la coulée en forme nette et de la métallurgie des poudres (P / M). La méthode P / M devrait être adoptée en termes de coût. Ouverture des pièces en titane P / M dans la voiture en utilisant le précédent de la voiture TOYOTA Altezza sur la vanne.

À l'heure actuelle, le mélange de poudre métallique à faible coût peut être utilisé pour obtenir la résistance suffisante des pièces d'automobiles Ti-6Al-4V après le pressage et le frittage. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de réaliser HIP (moulage par compression hydrostatique à chaud) et d'autres processus de compression inutiles, le coût n'augmentera pas. Dans le même temps, l'alliage de titane renforcé (TiB2 ou TiC) avec une rigidité améliorée et une résistance à l'usure a été développé. Les occasions d'alliage TiC, le coût de la poudre est de 4 $ / kg (1,80 $ / 1b). Les composites à matrice métallique à base de titane (MMC) ont été utilisés dans la bielle, la soupape, le piston, etc. Ajouter 12% de TiC pour renforcer le poids maximal de 44%. 4 de notre pays, l'automobile avec les prévisions du marché du titane et les recommandations 4.1 les perspectives du marché des véhicules avec titane pour une nouvelle génération de design automobile accordent plus d'attention pour réduire le poids et réduire la consommation d'essence, réduire le bruit et les vibrations du moteur, pour répondre aux exigences environnementales.


Dans cette tendance, le titane de métal léger deviendra une des principales zones d'application de l'avenir des voitures. Cependant, les pièces en titane dans les applications automobiles sont encore très peu nombreuses. Avec le développement économique et la réduction des coûts du titane, il y aura plus de concepteurs d'ingénierie choisiront d'utiliser du titane dans le cadre de l'automobile. Le titane occupera finalement une position importante dans l'industrie de la production automobile. 4.2 du marché chinois de la titane automobile pour prédire le large marché du titane automobile en Chine.


Tout d'abord, l'économie chinoise elle-même est encore un certain espace de développement, le revenu disponible par habitant, le degré d'urbanisation favorise l'industrie automobile pour maintenir une croissance stable. Selon les prévisions, en 2020, la voiture chinoise conserve la quantité peut atteindre environ 2 millions de voitures, une production automobile et des ventes en 2013 à 23,74 millions - 241,8 millions estimés en 2014 dans 23,85 millions - 242,9 millions, les importations de 114 millions, les exportations de 103 Millions de véhicules, le taux de croissance de 8% à 10%, l'industrie des pièces détachées sera un développement durable ... Pour notre pays, l'automobile avec du titane: l'automobile avec la promotion du titane a également besoin de temps, d'abord à partir de l'entrée haut de gamme du marché, puis Progressivement aux modèles bas de gamme et à la pénétration du marché étranger. Développez vigoureusement le titane à faible coût, c'est la clé pour promouvoir l'utilisation du titane. La capacité de développement autonome des pièces automobiles domestiques devrait être améliorée.

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