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      汽車用鈦及鈦合金的現狀與展望




      1.鈦合金在汽車上的應用
          鈦合金制的汽車零件主要有:用TiAL制造的渦輪充電器的轉子葉片,用Ti-6AL-4V合金等制造的連桿、閥等。為了實現低成本化,采用粉末冶金法制的Ti-6AL-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.3C合金基體中加入TiB粒子彌散的鈦基MMC,并用此材料制造了發動機閥。這是作為汽車發動機閥用的新的鈦基材料的開發初期的應用例子。除連桿和發動機閥以外,原有的次成本β型鈦合金TIMETAL LCB制造的懸簧也是最初的應用例。最近,發動機發閥、排氣用的低成本鈦合金的開發取得進展。特別是摩托車的排氣系(消音器)上的鈦合金的需求增大,所以排氣系用低成本合金的開發較為盛行。
      2.汽車用鈦及條合金的研究現狀
      汽車上用鈦量最多的國家是美國與日本。首先,美國十分重視鈦在汽車上的應用,如:Timet專門成立了汽車廠來開發鈦用汽車部件。美國已生產出賽車用的鈦制進門氣,排氣門,氣門護圈和連桿等部件,日本早在20年前就把鈦應用于賽車及一部分跑車,但尚未用于重視成本的一般小客車。如日產汽車R382因采用了鈦合金制汽門,在日本大賽中獲勝。目前,鈦及其合金在汽車上的應用主要有發動機部件彈簧,車桿,連桿,標準件,車輪,動力閥等。我國正在大力開展汽車用鈦的推廣工作。首先通過網站、報刊、雜志和推廣會等形式,把鈦應用的知識普及到社會的每一個角落。
      3.汽車用鈦的低成本技術
         鈦比鋁及鋼價格高出許多的原因在于熔煉及加工成本。熔煉成本基本上是將鈦與氧分離所必須的能量成本,加工成本一般是指較低溫下加工處理成本與拋光成本最引人注目的技術就是采用永久鑄模近凈成形鑄造與粉末冶金(P/M法)。從成本方面考慮宜采用P/M法。開辟P/M鈦部件在轎車上使用先例的就是豐田的Altezza車上的閥。目前已可采用低成本的金屬粉末混合物經壓制/燒結后,可得到足夠強度的Ti-6Al-4V汽車部件。這種情況下,沒有必要進行HIP(熱靜水壓壓縮成形)等多余壓縮工藝,成本也不會上升。同時又開發了剛性與耐磨性提高的強化鈦合金(TiB2或TiC)。TiC合金的市場,粉末成本為$4/kg($1.80/1b)。以鈦為基體的金屬基復合材(MMC)用途已用在連桿、閥、活塞等。添加12%TiC來強化,可最大限度減重44%。
      4.對我國汽車用鈦市場的預測
          我國汽車用鈦市場廣闊。其一,中國經濟本身仍有一定的發展空間,人均可支配收入,城市化程度的提高都會推動汽車行業保持穩定增長。據預測,到2020年左右,中國汽車保有量可能會達到2億輛左右,汽車的產銷量在2013年為2374萬輛-2418萬輛,估計2014年在2385萬輛-2429萬輛,進口量114萬輛,出口103萬輛,增長率為8%-10%,相關零部件行業也會持續發展。



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