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応用

チタン合金の自動車への応用
Apr 12, 2017

近年、自動車産業の発展に伴い、世界の自動車生産量と保有量が増加している。 中国の自動車産業は2009年に飛躍的に拡大し、自動車生産と販売は1300万人以上に上りました。米国よりも、日本は世界最大の自動車生産と販売になりました。 自動車は同時に人々の利便性をもたらすために、また、燃料消費量、環境保護、セキュリティ、3つの主要な問題をもたらした。 持続可能な発展への配慮に焦点を当て、燃料消費量の削減と排出量削減が特に緊急です。 車で消費される自動車の約60%の自動車燃料消費の統計の国際的な権威によると、 車両の排出量を10%削減し、排出量を10%削減し、燃料消費量を7%削減することができます。 したがって、車の減量、軽量は、上記の効果的な対策の目的を達成することです。

車の重量を達成する主な2つの方法があります:1つは、車のフレムの構造を最適化することです。 もう一つは自動車製造における軽量材料の使用です。 現在、軽合金の車上での使用は、主にアルミニウム、マグネシウム、チタンおよび他の金属です。


1、チタン合金の用途と自動車の特性

チタン合金は構造と機能性材料の新しいタイプです、それは優れた全体的な性能、低密度、高強度を持っています。 チタンの密度は、アルミニウム(2.7g / cm 3)と鉄(7.6g / cm 3)との間の4.51g / cm 3である。 チタン合金は、アルミニウムと鋼の強度よりも、靭性と鉄鋼はかなりです。 チタンとチタン合金の耐食性は、特に海洋大気環境で塩化物イオン侵食や微酸化雰囲気の耐食性、ステンレス鋼よりも優れており、チタン合金の動作温度は-253℃の低温チタン合金で広く、また維持する良好な塑性、および耐熱チタン合金の使用温度が550℃程度までの間、耐熱性はアルミニウムおよびマグネシウム合金よりも著しく高かった。 良好な加工、溶接性能と同時に、。


チタン生産の工業化が1950年代半ばにチタン産業の始まり、自動車産業へのチタンを伴う最先端産業から多くの注目を集めて以来、チタンとチタン合金の優れた性能。 1990年代には、世界のエネルギ不足と人々の環境保護への意識、特に自動車業界で、米国、日本、欧州などが一連の生態系規制、燃費、CO2排出量、車の減量などを公表しました。自動車の安全性、信頼性などにより、より高度な要求が出されています。 多くの先進国や有名な自動車メカは、自動車研究におけるチタンの研究開発を積極的に進めています。 強力な駆動力を提供する車のためのチタン。 新しい世紀には、中国のチタン産業は徐々に車の分野に参入してきました。


現在の自動車市場では、高級車、スポツカ、レシング需要が年々増加しており、チタン部品も年々増加しています。 1990年の世界のチタンは、1997年に500トン/年、2002年に1100トン/年、2009年には3000トン/年であった。


2、車内でのチタン部品の使用

自動車内のチタンの使用は主に2つのカテゴリに分けられ、第1のカテゴリは内燃機関の往復動部品の品質を低下させるために使用される(数グラムの品質が重要であっても往復動内燃エンジン部品用)。 第2のカテゴリは、自動車の総質量を減少させるために使用される。 設計および材料特性によれば、チタンは、自動車エンジン部品およびシャシ部品の新世代に主に分布している。 エンジンシステムでは、チタンはバルブ、バルブスプリング、バルブスプリングシト、コネクティングロッドなどの部品になります。 主にスプリング、排気システム、シャフトおよびファスナのシャシコンポネントに含まれます。



情報によれば、上記の点に加えて、ロッカ、サスペンションスプリング、ピストンピン、タボチャジャロタ、ファスナ、耳ナット、車両ブラケット、梁へのドア、ブレキキャリパピストン、ピンボルト、クラッチディスク、プレッシャプレト、可変速ボタンなどがあります。



チタン合金のコストを削減する方法。 チタンとチタン合金は、自動車産業の分野には、最後の世紀の50年代の早いものの、開発は比較的遅いですが、主な理由は、鉄鋼業のチタン、チタン産業と自動車産業を満たすために、価格要因です、製造およびその他の側面多くの仕事。 自動車産業のニズを満たすこと。


チタンの高融点は、化学的性質が非常に活発であり、O、H、N、Cおよび他の元素は強い化学的親和性を有し、純チタンの抽出が困難である。 工業的に使用されるクロルマグネシウム還元法によるスポンジチタンの製造。 クロルマグネシウムの還元方法は、スポンジチタンプロセスを生成する複雑で、高エネルギ消費、長いサイクルであり、還元剤としてマグネシウム金属の多数の必要性、生産コストが高い間に連続生産することはできません。


高価なチタン合金の別の理由は、合金元素の価格が高いことである。 チタン製錬技術の進歩により、チタンの生産と加工の後、残留物、廃棄物およびその他の破片によって製造されたコナの処理は、製造サイクルを達成するために追加される処理の後に、原材料のコスト。 実際には、1%の残留チタン、チタンロッドの製造コストを0.8%削減することができます。 電子ビムコルドベッド炉、プラズマ冷却炉床製錬の使用は、効果的にインゴットのコストを削減するだけでなく、リサイクル料金の使用の多数が、チタンインゴット冶金の品質を向上させることができます。


3、処理コストの削減

処理コストの総コストの60%以上を占める割合は、コストを削減する国の焦点です。 生産工程でのチタン部品は複雑なプロセスだけではなく、生産工程で多数の残留チタンが生成され、生産サイクルが長くなり、部品生産コストが発生します。 より広く使用されています。


鋳造は、古典的な(ほぼ)ネットフォミングプロセスです。 機械加工や機械加工を行わずに部品を生産することで、金属を大幅に節約できます。 鋳造は、多くの場合、形状の複雑な部分を生成することがあり、これらの部分は、プロセスの複雑さを製造する他の伝統的な方法、より高い生産コスト、特に比較的高い価格のチタン材料を使用する。 現在、多数のチタン鋳物が航空業界で使用されている。 自動車製造業では、鋳造法で製造された部品は、バルブ、タボ発電機などである。


現代の冶金及び材料加工技術として、粉末冶金はチタン産業の分野において重要な役割を果たしてきた。 成形技術の近くにチタン粉末冶金の使用は、直接準備することができますまたは完成品のサイズの部品に近い、原材料の消費を削減し、処理サイクルを短縮する、従来の技術のコスト20%〜50%。 日本では、自動車用粉末冶金部品は、コネクティングロッド、シト、バルブ、プリ、シンクロナイザハブ、シンクロルプなど、エンジンやギアボックスに広く使用されています。 現在、チタン粉末冶金の研究は、主にいくつかの側面を含む急速な開発段階で、1つは、高品質の低コストのチタン粉末の準備技術とその工業化です。


第二に、チタン粉末冶金調和の技術も、同時に自動車産業での使用を促進する。


加えて、コンピュタモデルによれば、最終的な部品の複雑な形状を形成する合金粉末、チタン部品の製造を使用することができるレザ成形技術(統合レザ技術、CAD / CAM技術と材料技術の最新の成果)は、鋳造と鍛造の間で、15%〜30%のコスト削減、50%〜75%の納期。


金属粉末射出成形技術(MIM)は、高速成形ニアネット成形粉末冶金技術であり、高品質、高精度複合部品を製造することができ、最も有利な成形技術の1つであると考えられている。 レイヤ技術だけでなく、コスト削減は新しいプロセスになる可能性があります。 チタンチタンの価格調整問題を真の意味で解決するためには、安価な新合金システムの開発と生産技術の向上から、チタン材料の価格を下げる必要があることがわかります。競争力と発展の見通し


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