Odată cu expansiunea industriei auto în ultimii ani, producția și posesiunea de automobile la nivel mondial au crescut zi de zi. În 2009, industria auto chineză a avansat rapid, cu peste 13 milioane de vehicule produse și vândute, depășind Statele Unite și Japonia pentru a deveni cel mai mare producător și vânzător de automobile la nivel mondial. În timp ce mașinile fac călătoriile mai convenabile, ele provoacă și trei probleme cheie: consumul de combustibil, protecția mediului și siguranță. Consumul redus de combustibil și poluarea sunt deosebit de importante în ceea ce privește dezvoltarea durabilă. Conform cifrelor autorităților mondiale, greutatea automobilului consumă aproximativ 60% din benzina utilizată în mașini. Fiecare reducere cu 10% a greutății unei mașini reduce emisiile cu 10% și consumul de combustibil cu 7%. După cum se poate observa, reducerea greutății auto și greutatea redusă sunt tehnici eficiente pentru atingerea obiectivelor menționate mai sus.
Există două tehnici de bază pentru a obține o greutate redusă a vehiculului: optimizarea structurii cadrului vehiculului și utilizarea materialelor ușoare în fabricarea de automobile. În prezent, aliajele ușoare utilizate în automobile constau în principal din aluminiu, magneziu, aliaj de titan și alte metale.
Aliajul de titan este un material structural și funcțional nou, cu calități generale bune, o densitate scăzută și o rezistență specifică ridicată. Titanul are o densitate de 4,51 g/cm3, care este între aluminiu (2,7 g/cm3) și fier (7,6 g/cm3). Aliajul de titan are o rezistență specifică mai mare decât aliajul de aluminiu și oțel, iar duritatea sa este echivalentă cu oțelul. Performanța rezistentă la coroziune a titanului și a aliajului de titan este bună, mai bună decât oțelul inoxidabil, în special rezistența la eroziunea ionilor de clorură în mediul atmosferic marin și coroziune bună. rezistență în atmosferă oxidantă, cu o temperatură de lucru mai mare a aliajului de titan, aliajul de titan la temperatură scăzută în 253 de grade poate păstra o plasticitate bună, iar temperatura de lucru a aliajului de titan rezistent la căldură poate ajunge la 550 de grade, rezistența sa la căldură este îmbunătățită semnificativ. Are performanțe bune de procesare și sudare în același timp.
De la producția industrială a titanului, performanța ridicată a titanului și aliajului de titan a stârnit interesul diferitelor industrii de ultimă oră. Titanul s-a alăturat industriei vehiculelor la mijlocul-1950, odată cu dezvoltarea industriei titanului. Odată cu penuria globală de energie și creșterea gradului de conștientizare a oamenilor cu privire la protecția mediului, în special în industria auto, Statele Unite ale Americii, Japonia și Europa au emis o serie de reglementări ecologice în anii 1990, propunând cerințe mai mari pentru eficiența combustibilului, emisiile de CO2, greutatea vehiculului reducerea, siguranța vehiculului, fiabilitatea și așa mai departe. Multe națiuni bogate și producători auto cunoscuți dezvoltă și extind în mod activ investițiile în cercetarea titanului pentru automobile. Este o sursă puternică de energie pentru titanul din automobile. Industria de titan din țara noastră a intrat treptat în afacerile cu vehicule în noul secol.
Odată cu creșterea cererii de automobile de lux, mașini sport și mașini de curse în industria auto contemporană, componentele din titan se extind, de asemenea, an de an. Piața mondială a titanului pentru autovehicule a fost de numai aproximativ 50 de tone/an în 1990, 500 tone/an în 1997, 1100 tone/an în 2002 și 3000 tone/an în 2009. Ca urmare, sectorul vehiculelor se accelerează folosind material de titan. .
Piese din titan utilizate în automobile
Utilizarea titanului în automobile este împărțită în primul rând în două categorii: prima este utilizată pentru a reduce masa pieselor cu combustie internă alternativă a motorului (chiar și câteva grame de reducere a masei este importantă pentru piesele motorului cu combustie internă alternativă); al doilea este folosit pentru a reduce masa totală a mașinii. Titanul este utilizat în principal în componentele motoarelor și șasiului din următoarea generație de automobile datorită designului și calităților materialelor. Titanul poate fi folosit pentru a face supape, arcuri de supape, scaune de arc de supapă, biele și alte componente ale sistemului motor; componentele principale ale șasiului includ, printre altele, arcuri, sisteme de evacuare, semi-arbori și elemente de fixare.
În plus față de punctele descrise mai sus, există: componente ale motorului culbutor, arc de suspensie, știft piston, rotor turbocompresor, elemente de fixare, piulițe pentru urechi de montaj, suport de oprire a vehiculului, grinda de explozie a ușii, piston etrier de frână, șurub de știft, placa de ambreiaj, presiune placa, butonul de schimbare a vitezei și așa mai departe.
Metode pentru scăderea costului aliajului de titan
Deși titanul și aliajele de titan au intrat în domeniul producției de automobile încă din anii 1950, dezvoltarea a fost relativ lentă. Motivul principal pentru aceasta este factorul cost; pentru a satisface nevoile industriei de automobile cu titan, industria de titan în topire, prelucrare, producție și alte aspecte ale multor lucrări. Pentru a satisface cerințele industriei auto.
Titanul metalic are un punct de topire ridicat, caracteristici chimice active, iar O, H, N, C și alte elemente au o afinitate chimică puternică, ceea ce face dificilă extracția titanului pur. Buretele de titan este creat prin tehnica de reducere a magneziului Kroll, care este folosită în mod obișnuit în industrie. Procesul de producere a bureților de titan prin metoda de reducere a magneziului Kroll este dificil, are un consum mare de energie, un ciclu lung și nu poate fi produs în mod constant. În același timp, este necesară o cantitate substanțială de magneziu metalic ca agent reducător, care are un cost de fabricație ridicat.
Costul ridicat al elementelor de aliere este un alt factor care contribuie la costul ridicat al aliajelor de titan. Titanul în procesul de fabricație, procesare produs în colțul de materiale reziduale, resturi de deșeuri și alte materiale reziduale după o serie de tratamente ca încărcare a cuptorului, pentru a realiza producția de reciclare, este o modalitate eficientă de a reduce costurile materiilor prime odată cu avansarea titanului tehnologie de topire. Practica arată că pentru fiecare 1 la sută de titan rezidual, costul producerii lingoului de titan poate fi redus cu 0,8 la sută. Prin folosirea unei cantități mari de sarcină reciclată în cuptoarele cu pat rece cu fascicul de electroni și cuptoarele cu pat rece cu fascicul de plasmă. pentru topire, calitatea metalurgică a lingoului de titan poate fi îmbunătățită, iar costul lingoului poate fi redus efectiv.
Reduceți costul procesării
Costurile de procesare, care reprezintă mai mult de 60% din costurile totale, sunt în centrul cercetării de reducere a costurilor într-un număr de țări. Fabricarea pieselor de titan nu este doar complexă, dar generează și o cantitate imensă de titan rămas pe tot parcursul procesului, iar ciclul de producție este prelungit, ceea ce crește costul de producție al pieselor. Aplicabilitatea sa mai largă este îngreunată. Turnarea este o metodă tradițională (aproape) de formare a rețelei. Piesele sunt fabricate cu o prelucrare minimă sau fără prelucrare, economisind o cantitate semnificativă de metal. Turnarea poate produce frecvent componente cu forme complicate care altfel ar fi produse prin alte metode tradiționale cu proceduri complexe și costuri de producție semnificative, în special pentru titan, un element destul de costisitor. Metoda de turnare este utilizată în sectorul auto pentru a realiza articole precum supape și dispozitive de ridicare a presiunii turbinei. Metalurgia pulberilor, ca tehnică de ultimă oră a metalurgiei contemporane și a procesării materialelor, este esențială pentru industria titanului. Folosind metalurgia pulberilor TITANIUM lângă tehnologia MOLDING, produsul sau componentele finalizate apropiate de dimensiunea produsului finit pot fi fabricate direct, reducând consumul de materii prime, scurtând ciclul de producție și scăzând costul cu 20% până la 50% față de cel convențional. Metoda. În industria de producție de automobile, metalurgia pulberilor de titan în apropierea tehnologiei de turnare este deosebit de importantă. În Japonia, piesele din metalurgia pulberilor auto sunt utilizate pe scară largă în motoare și transmisii, inclusiv biele, scaune, supape, roți de curele, butuci de viteză de sincronizare, inele de sincronizare și așa mai departe. În acest moment, cercetarea metalurgiei pulberilor de titan se află într-o etapă de dezvoltare rapidă, concentrându-se pe următoarele aspecte: în primul rând, tehnologia de preparare a pulberilor de titan de înaltă calitate și costuri reduse și industrializarea acesteia; în al doilea rând, popularizarea tehnologiei de preparare a metalurgiei pulberilor de titan și aplicarea în industria auto.
În plus, conform modelului computerizat, tehnologia de turnare cu laser (tehnologia laser integrată, tehnologia CAD/CAM și cele mai recente realizări în tehnologia materialelor) poate folosi direct pulbere de aliaj nu o dată în formă de piese finale complexe, piese de titan fabricate între performanța de turnare și forjare, iar costul este redus cu 15% până la 30%, timpul de livrare este redus cu 50% până la 75%. Tehnologia de turnare fără injecție a pulberii metalice (MIM) este o tehnologie nemetalurgică a pulberii de formare aproape netă care evoluează rapid, capabilă să producă componente complicate de înaltă calitate și de înaltă precizie și este considerată unul dintre cele mai avantajoase aspecte ale tehnologiei moderne de turnare.
Tehnologia de acoperire cu titan este o altă metodă revoluționară care are potențialul de a reduce prețurile. Se poate observa că, pentru a reduce prețul materialelor din titan, trebuie să începem cu două aspecte: dezvoltarea unui nou sistem de aliaje low-cost și îmbunătățirea procesului de producție, pentru a rezolva problema că titanul pentru automobile este restricționat într-un real sens prin prețul materialelor de titan și pentru a face titanul pentru automobile mai competitiv și mai promițător.
