Mit der Expansion der Autoindustrie in den letzten Jahren sind die Produktion und der Besitz von Automobilen in der Welt von Tag zu Tag gestiegen. Im Jahr 2009 entwickelte sich die chinesische Automobilindustrie schnell mit mehr als 13 Millionen produzierten und verkauften Fahrzeugen und überholte die Vereinigten Staaten und Japan, um zum weltweit führenden Hersteller und Verkäufer von Automobilen zu werden. Während Autos das Reisen komfortabler machen, verursachen sie auch drei zentrale Probleme: Kraftstoffverbrauch, Umweltschutz und Sicherheit. Reduzierter Kraftstoffverbrauch und Umweltverschmutzung sind im Hinblick auf eine nachhaltige Entwicklung besonders wichtig. Nach weltweit anerkannten Zahlen verbraucht das Gewicht des Autos etwa 60 Prozent des in Autos verwendeten Benzins. Jede 10-prozentige Reduzierung des Gewichts eines Autos reduziert die Emissionen um 10 Prozent und den Kraftstoffverbrauch um 7 Prozent. Wie zu sehen ist, sind Gewichtsreduzierung und Leichtbau bei Kraftfahrzeugen effiziente Techniken zum Erreichen der oben erwähnten Ziele.
Es gibt zwei grundlegende Techniken, um den Fahrzeugleichtbau zu erreichen: die Optimierung der Fahrzeugrahmenstruktur und die Verwendung von Leichtbaumaterialien im Automobilbau. Gegenwärtig bestehen in Automobilen verwendete Leichtmetalllegierungen hauptsächlich aus Aluminium, Magnesium, Titanlegierungen und anderen Metallen.
Titanlegierung ist ein neuartiges strukturelles und funktionelles Material mit guten Gesamteigenschaften, einer geringen Dichte und einer hohen spezifischen Festigkeit. Titan hat eine Dichte von 4,51 g/cm3 und liegt damit zwischen Aluminium (2,7 g/cm3) und Eisen (7,6 g/cm3). Titanlegierungen haben eine größere spezifische Festigkeit als Aluminiumlegierungen und Stahl, und ihre Zähigkeit entspricht der von Stahl. Die Korrosionsbeständigkeit von Titan und Titanlegierungen ist gut, besser als bei Edelstahl, insbesondere beständig gegen Chloridionenerosion in der Meeresatmosphäre und gute Korrosion Beständigkeit unter oxidierender Atmosphäre, mit einer breiteren Arbeitstemperatur der Titanlegierung, die Titanlegierung bei niedriger Temperatur von 253 Grad kann eine gute Plastizität beibehalten, und die Arbeitstemperatur der hitzebeständigen Titanlegierung kann 550 Grad erreichen, ihre Hitzebeständigkeit wird erheblich verbessert. Hat gleichzeitig eine gute Verarbeitungs- und Schweißleistung.
Seit der industriellen Herstellung von Titan hat die hohe Leistungsfähigkeit von Titan und Titanlegierungen das Interesse verschiedener Spitzenindustrien geweckt. Mit der Entwicklung der Titanindustrie trat Titan Mitte-1950s in die Fahrzeugindustrie ein. Mit der weltweiten Energieknappheit und dem gestiegenen Umweltschutzbewusstsein der Menschen, insbesondere in der Automobilindustrie, erließen die Vereinigten Staaten, Japan und Europa in den 1990er Jahren eine Reihe von ökologischen Vorschriften, die höhere Anforderungen an Kraftstoffeffizienz, CO2-Emissionen und Fahrzeuggewicht stellten Reduzierung, Fahrzeugsicherheit, Zuverlässigkeit und so weiter. Viele wohlhabende Nationen und bekannte Autohersteller entwickeln und erweitern aktiv Investitionen in die Automobil-Titanforschung. Es ist eine starke Energiequelle für Titan in Automobilen. Die Titanindustrie unseres Landes stieg im neuen Jahrhundert allmählich in das Fahrzeuggeschäft ein.
Mit der steigenden Nachfrage nach Luxusautos, Sportwagen und Rennwagen in der modernen Automobilindustrie expandieren auch Titankomponenten Jahr für Jahr. Der weltweite Titanmarkt für Autos betrug 1990 nur etwa 50 Tonnen/Jahr, 1997 500 Tonnen/Jahr, 2002 1100 Tonnen/Jahr und 2009 3000 Tonnen/Jahr. Infolgedessen beschleunigt sich der Fahrzeugsektor mit der Verwendung von Titanmaterial .
Titanteile, die in Automobilen verwendet werden
Die Verwendung von Titan in Automobilen wird hauptsächlich in zwei Kategorien eingeteilt: Die erste wird verwendet, um die Masse von sich hin- und herbewegenden Teilen von Verbrennungsmotoren zu reduzieren (selbst eine Massenreduktion von ein paar Gramm ist wichtig für sich hin- und herbewegende Teile von Verbrennungsmotoren); die zweite wird verwendet, um die Gesamtmasse des Autos zu reduzieren. Titan wird aufgrund von Design und Materialeigenschaften vor allem in Motor- und Fahrwerkskomponenten der nächsten Automobilgeneration eingesetzt. Titan kann zur Herstellung von Ventilen, Ventilfedern, Ventilfedersitzen, Pleuelstangen und anderen Komponenten im Motorsystem verwendet werden; Zu den Hauptkomponenten im Fahrgestell gehören unter anderem Federn, Auspuffanlagen, Halbwellen und Befestigungselemente.
Zusätzlich zu den oben beschriebenen Punkten gibt es: Motorkomponenten Kipphebel, Aufhängungsfeder, Kolbenbolzen, Turboladerrotor, Befestigungselemente, Befestigungsohrmuttern, Fahrzeugstopper, Türberstbalken, Bremssattelkolben, Stiftbolzen, Kupplungsscheibe, Druck Platte, Geschwindigkeitsänderungstaste und so weiter.
Verfahren zur Senkung der Kosten von Titanlegierungen
Obwohl Titan und Titanlegierungen bereits in den 1950er Jahren Einzug in den Automobilbau hielten, verlief die Entwicklung relativ langsam. Der Hauptgrund dafür ist der Kostenfaktor; Um die Bedürfnisse der Automobilindustrie mit Titan zu erfüllen, ist die Titanindustrie in Schmelzen, Verarbeitung, Herstellung und anderen Aspekten sehr arbeitsintensiv. Für die Anforderungen der Automobilindustrie.
Titanmetall hat einen hohen Schmelzpunkt, aktive chemische Eigenschaften und O, H, N, C und andere Elemente haben eine starke chemische Affinität, was die Gewinnung von reinem Titan erschwert. Titanschwamm wird durch die in der Industrie übliche Kroll-Magnesiumreduktionstechnik hergestellt. Der Titanschwamm-Herstellungsprozess unter Verwendung des Kroll-Magnesiumreduktionsverfahrens ist schwierig, hat einen hohen Energieverbrauch, einen langen Zyklus und kann nicht konstant produziert werden. Gleichzeitig wird als Reduktionsmittel eine beträchtliche Menge an Magnesiummetall benötigt, was hohe Herstellungskosten verursacht.
Die hohen Kosten der Legierungselemente sind ein weiterer Faktor, der zu den hohen Kosten von Titanlegierungen beiträgt. Titan im Herstellungs- und Verarbeitungsprozess, der in der Ecke von Reststoffen, Abfallschutt und anderen Reststoffen nach einer Reihe von Behandlungen als Ofenladung hergestellt wird, um eine Recyclingproduktion zu erreichen, ist ein effektiver Weg, um die Rohstoffkosten mit der Weiterentwicklung von Titan zu senken Schmelztechnologie. Die Praxis zeigt, dass für jedes 1 Prozent Resttitan die Kosten für die Herstellung von Titanbarren um 0,8 Prozent gesenkt werden können zum Schmelzen kann die metallurgische Qualität des Titanbarrens verbessert werden, und die Kosten des Barrens können effektiv gesenkt werden.
Reduzieren Sie die Bearbeitungskosten
Die Verarbeitungskosten, die mehr als 60 Prozent der Gesamtkosten ausmachen, stehen in einer Reihe von Ländern im Fokus der Kostensenkungsforschung. Die Herstellung von Titanteilen ist nicht nur komplex, sondern erzeugt während des gesamten Prozesses auch eine riesige Menge an Titanresten, und der Produktionszyklus ist langwierig, was die Produktionskosten der Teile erhöht. Seine breitere Anwendbarkeit wird behindert. Gießen ist ein traditionelles (fast) netzbildendes Verfahren. Die Teile werden mit minimaler oder keiner maschinellen Bearbeitung hergestellt, wodurch eine erhebliche Menge an Metall eingespart wird. Beim Gießen können häufig Komponenten mit komplizierten Formen hergestellt werden, die sonst durch andere traditionelle Verfahren mit komplexen Verfahren und erheblichen Produktionskosten hergestellt würden, insbesondere für Titan, ein ziemlich kostspieliges Element. Titangussteile werden derzeit häufig im Luftfahrtsektor verwendet. Das Gießverfahren wird im Automobilbereich beispielsweise zur Herstellung von Ventilen und Turbinendruckerhöhungen eingesetzt. Die Pulvermetallurgie ist als Spitzentechnik der modernen Metallurgie und Materialverarbeitung von entscheidender Bedeutung für die Titanindustrie. Unter Verwendung der TITAN-Pulvermetallurgie in der Nähe von MOLDING-Technologie können das fertige Produkt oder Komponenten in der Nähe der Größe des fertigen Produkts direkt hergestellt werden, wodurch der Rohstoffverbrauch reduziert, der Produktionszyklus verkürzt und die Kosten um 20 bis 50 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren gesenkt werden Verfahren. In der Automobilindustrie ist die Titanpulvermetallurgie in der Nähe der Formtechnik von besonderer Bedeutung. In Japan werden pulvermetallurgische Automobilteile häufig in Motoren und Getrieben verwendet, darunter Pleuelstangen, Sitze, Ventile, Riemenräder, Synchronisationszahnradnaben, Synchronisationsringe und so weiter. Derzeit befindet sich die Titanpulvermetallurgie-Forschung in einer schnellen Entwicklungsphase, die sich auf die folgenden Aspekte konzentriert: erstens, hochwertige und kostengünstige Titanpulver-Herstellungstechnologie und ihre Industrialisierung; zweitens die Popularisierung und Anwendung der Titanpulvermetallurgie-Vorbereitungstechnologie in der Automobilindustrie.
Darüber hinaus kann die Laserformtechnologie (integrierte Lasertechnologie, CAD / CAM-Technologie und die neuesten Errungenschaften in der Materialtechnologie) gemäß dem Computermodell direkt Legierungspulver verwenden, das nicht einmal komplexe Endteile geformt hat, Titanteile, die zwischen Gießen und Schmieden hergestellt wurden Leistung, und die Kosten werden um 15 bis 30 Prozent reduziert, die Lieferzeit wird um 50 bis 75 Prozent reduziert. Die Metallpulver-Non-Injection-Molding-Technologie (MIM) ist eine sich schnell entwickelnde pulverfreie Nichtmetallurgie-Near-Net-Forming-Technologie, die in der Lage ist, hochwertige und hochpräzise komplizierte Komponenten herzustellen, und gilt als einer der vorteilhaftesten Aspekte der modernen Formtechnologie.
Die Titanbeschichtungstechnologie ist eine weitere revolutionäre Methode, die das Potenzial hat, die Preise zu senken. Es ist ersichtlich, dass wir, um den Preis von Titanmaterialien zu senken, mit zwei Aspekten beginnen müssen: Entwicklung eines neuen kostengünstigen Legierungssystems und Verbesserung des Produktionsprozesses, um das Problem zu lösen, dass Titan für Automobile in einem eingeschränkt ist durch den Preis von Titanmaterialien wirklich Sinn zu machen und Titan für Automobile wettbewerbsfähiger und vielversprechender zu machen.
