Aplicações da liga de titânio na indústria automobilística

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Aplicações da liga de titânio na indústria automotiva

Titânio tem as vantagens de baixa densidade, alta resistência específica e boa resistência à corrosão. O titânio usado em automóveis pode reduzir significativamente a qualidade do corpo, reduzir o consumo de combustível, melhorar a eficiência de funcionamento do motor, melhorar o meio ambiente e reduzir o ruído. No entanto, o preço caro da liga de titânio na indústria automotiva só pode ter algumas aplicações em carros de luxo e carros esportivos, raramente usados ​​em carros comuns.

Liga de titânio

Portanto, pesquisa e desenvolvimento de liga de titânio de baixo custo para atender às necessidades do mercado é a chave para promover a sua aplicação no carro doméstico comum.

As peças de liga de titânio atualmente têm os seguintes usos:

1. Motor Biela

Titânio é ideal para bielas. O motor feito de liga de titânio a biela pode efetivamente reduzir a qualidade do motor, melhorar a eficiência do combustível e reduzir as emissões. Comparado com a biela de aço, o elo de titânio pode reduzir a qualidade de 15% a 20%.

A aplicação da liga de titânio O link foi demonstrado pela primeira vez no novo sedã italiano Ferrari 3.5LV8 e no motor Acura NSX. Ti-6Al-4V, Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3Al-2V e Ti-4Al-4Mo-Sn-0,5Si são os principais materiais usados ​​para a biela de liga de titânio.

Peças de liga de titânio

2. Válvula do motor

Válvulas do motor automotivo feitos de liga de titânio não apenas reduzem a qualidade e estendem a vida útil, mas também reduzem o consumo de combustível e aumentam a confiabilidade do veículo. Válvula de titânio em comparação com a válvula de aço, a qualidade pode ser reduzida em 30% a 40%, o limite de rotação do motor pode ser aumentado em 20%. Para a aplicação atual, o material da válvula de admissão é principalmente Ti-6Al-4V e o material da válvula de escape é principalmente Ti-6242S.

Normalmente, Sn e Al são adicionados juntos para obter menor fragilidade e maior resistência. A adição de Mo pode melhorar o tratamento térmico de ligas de titânio, fortalecendo a resistência de têmpera e envelhecimento da liga de titânio, enquanto aumenta a dureza.

3. Sede da mola da válvula

A sede da mola da válvula deve ter o desempenho, como alta resistência e resistência à fadiga, liga de beta-titânio liga de tratamento térmico pode obter alta resistência por envelhecimento de tratamento de solução, os materiais correspondentes mais adequados são Ti-15V-3Cr- 3Al-3Sn e Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si.

Mitsubishi Motors usa sede da mola da válvula de liga de titânio Ti-22V-4Al em seus veículos de produção em grande escala para reduzir a massa de 42% em comparação com a fechadura de aço original, o mecanismo de válvula reduz a massa inercial em 6% e a rotação máxima do motor aumenta 300 r / min.

Aplicativo Titanium

4. Titanium Spring

O titânio e suas ligas possuem um módulo de elasticidade menor em relação ao material de aço e um valor σs / E maior, o que o torna adequado para a fabricação de elementos flexíveis. Em comparação com a mola de aço para automóveis, sob a premissa do mesmo trabalho elástico, a altura da mola de titânio é de apenas 40% da mola de aço e a massa é de apenas 30-40% daquela da mola de aço, o que é conveniente para o design do corpo.

Além disso, excelentes propriedades de fadiga da liga de titânio e a resistência à corrosão pode melhorar a vida útil da mola. Atualmente, materiais de liga de titânio que podem ser usados ​​para fabricar molas automotivas são Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al e Ti-13V-11C-3Al.

5. Turbocompressor

Os turbocompressores podem melhorar a eficiência de combustão do motor e aumentar a potência e o torque do motor. Os rotores da turbina do turbocompressor precisam de trabalho de longo prazo no gás de exaustão de alta temperatura acima de 850 ℃, portanto, exigem boa resistência ao calor. Metais leves tradicionais, como o alumínio, não podem ser usados ​​devido ao seu baixo ponto de fusão.

Embora materiais cerâmicos sejam usados ​​em rotores de turbina devido à sua leveza e resistência a altas temperaturas, sua aplicação é limitada devido ao seu alto custo e forma não especificada. Para solucionar esses problemas, a Tetsui desenvolveu o rotor de turbina TiAl. Depois de vários experimentos, ele não só tem boa durabilidade e desempenho, mas também melhora a aceleração do motor. Este projeto foi comercializado com sucesso na linha de veículos Mitsubishi Lancer Evolution.

6. Sistema de exaustão e silenciador

A haste de titânio é muito utilizado no sistema de escapamento de um carro. Os sistemas de exaustão feitos de titânio e suas ligas não apenas aumentam a confiabilidade, estendem a vida útil e melhoram a aparência, mas também reduzem a qualidade e a eficiência na queima de combustível.

Em comparação com o sistema de escapamento de aço, a qualidade do sistema de escapamento de titânio pode ser reduzida em cerca de 40%. Na série de carros Golf, o sistema de escapamento de titânio pode reduzir a qualidade de 7 ~ 9kg, o sistema de escapamento usa principalmente titânio industrial puro.

Carro em liga de titânio

7. Parte da estrutura do corpo

Para melhorar a segurança e a confiabilidade dos veículos, deve-se levar em consideração o projeto e a fabricação, especialmente a fabricação de materiais. O titânio é um material muito bom para a fabricação de estruturas de carrocerias, que não só têm alta resistência, mas também têm boa tenacidade.

No Japão, as montadoras escolheram titânio puro tubo soldado para fazer uma estrutura que daria aos motoristas segurança suficiente ao dirigir.

8. Outras peças de titânio

Além dos componentes acima, o titânio também é usado em balancins de motor, molas de suspensão, pinos de pistão do motor, fechos automotivos, porcas de orelhas penduradas, porta do carro na viga, parada do carro suporte, pistão de pinça de freio, parafuso de pino, placa de pressão, botões de velocidade e disco de embreagem automotiva e outras peças automotivas.

Conclusão

Obrigado por ler nosso artigo e esperamos que ele possa ajudá-lo a entender melhor as aplicações da liga de titânio na indústria automotiva. Se você quiser saber mais sobre a liga de titânio e outros metais refratários, recomendamos que visite Metais refratários avançados (ARM) Para maiores informações.

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