Cymhwyso Aloeon Titaniwm mewn Gweithgynhyrchu Moduron Ysgafn
Mae gan aloion titaniwm a thitaniwm nodweddion dwysedd isel, priodweddau mecanyddol rhagorol, biocompatibility da, ymwrthedd cyrydiad, ymwrthedd tymheredd uchel, a chaledwch tymheredd isel da. Fe'u defnyddiwyd yn helaeth ym maes gweithgynhyrchu ceir. Dim ond 60% o ddwysedd dur aloi yw dwysedd aloi titaniwm, tra gall y cryfder gyrraedd mwy na 800MPa. Mae'n dal i gynnal eiddo mecanyddol da ar tua 500 gradd, ac mae ganddo briodweddau weldio a ffurfio da. Fe'i defnyddiwyd wrth gynhyrchu ceir rasio fwy nag 20 mlynedd yn ôl, gan leihau pwysau peiriannau rasio yn fawr a gwella perfformiad injan.
Ar hyn o bryd, mae rhannau aloi titaniwm a ddefnyddir mewn gweithgynhyrchu ceir yn cael eu dosbarthu'n bennaf mewn systemau gwacáu ceir, systemau injan, systemau trawsyrru a lleihau dirgryniad, a fframiau corff.
1. System gwacáu
Mae'n ofynnol i ddeunyddiau systemau gwacáu ceir fod â phriodweddau mecanyddol tymheredd uchel da a gwrthsefyll cyrydiad gan elfennau S a Cl. Mae cydrannau falf gwacáu traddodiadol yn cael eu gwneud o ddur di-staen, ond mae pobl wedi darganfod bod aloion titaniwm yn fwy addas i'w defnyddio fel deunyddiau falf gwacáu o ran perfformiad.
Mae'r bibell dychwelyd titaniwm a ddefnyddir yn y Chevrolet Corvette Z206 newydd yn effeithiol yn osgoi'r problemau tyllu a rhwd weldio sy'n digwydd ar bibellau dur di-staen, tra hefyd yn gwella effeithlonrwydd hylosgi tanwydd a galluoedd cyflymu, a byrhau pellteroedd brecio.
Mae Timet, y gwneuthurwr titaniwm mwyaf yn yr Unol Daleithiau, wedi ymrwymo i ymchwilio a datblygu a gweithgynhyrchu systemau gwacáu aloi titaniwm. Mae llawer o gwmnïau o Japan hefyd wedi gwneud gwaith ymchwil a datblygu cysylltiedig. Ar hyn o bryd, mae gan Fuji Heavy Industries, Ltd gynhyrchiad cyfyngedig o 440 set o bibellau gwacáu modurol aloi titaniwm.
2. System injan
Y system injan Automobile yw'r rhan sy'n defnyddio'r aloi titaniwm mwyaf yn y maes modurol. Mae cymhwyso aloi titaniwm yn y system injan yn bennaf yn cynnwys falfiau, gwiail cysylltu, crankshafts, seddi falf a rhannau eraill.
Mae Honda Motor Corporation o Japan yn defnyddio rhodenni cysylltu titaniwm ffug yn injan rasio V-6 NSX; Mae Mitsubishi Motors yn defnyddio seddi gwanwyn falf titaniwm mewn peiriannau pedwar-silindr gallu uchel, a rhodenni cysylltu titaniwm hefyd yn cael eu defnyddio mewn ceir Porsche.
(1) Falf
O ran falfiau aloi titaniwm, mae'r Unol Daleithiau a Japan wedi cynnal llawer o waith ymchwil. Ar hyn o bryd mae'r Unol Daleithiau yn gyffredinol yn defnyddio aloi Ti-6Al-4V i wneud falfiau cymeriant a Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo aloi i wneud falfiau gwacáu; tra bod Toyota o Japan yn defnyddio aloi Ti-6Al{-4V/Ti B i wneud falfiau cymeriant ac aloi Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/Ti B i wneud falfiau gwacáu. Mae gan y mathau hyn o aloion titaniwm briodweddau mecanyddol tymheredd uchel da, ymwrthedd ocsideiddio a gwrthiant creep, sy'n gwella perfformiad injan yn effeithiol ac yn cynyddu cyflymder cerbydau.
(2) Sedd falf
Mae seddi falf aloi titaniwm wedi'u defnyddio'n helaeth mewn ceir rasio a cheir chwaraeon, gyda chynhyrchiad blynyddol o fwy na 250,000 set. Maent wedi'u gwneud yn bennaf o Ti-6Al-4V neu Ti-5Al-2Cr-1Fe aloi. Gan fod siâp y sedd falf yn gymharol syml, nid oes angen gofynion uchel o ran peiriannu ac nid oes angen triniaeth arwyneb arbennig arno. Mae'n gymharol rhad ac mae'n cael effaith sylweddol ar leihau pwysau'r car.
(3) Gwiail cysylltu
Gall defnyddio rhodenni cysylltu aloi titaniwm leihau pwysau'r injan yn effeithiol a gwella perfformiad y car. Aloi Ti-6Al-4V yw'r prif ddeunydd paratoi. Mae Japan's Daido Co., Ltd. ar hyn o bryd yn datblygu aloi titaniwm dau gam Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La . Mae aloi hwn machinability da ac mae hefyd yn rhagorol mewn priodweddau mecanyddol, eiddo blinder a gwrthsefyll cyrydiad. Disgwylir iddo gael ei ddefnyddio yn y rhannau gwialen cysylltu o'r injan sy'n destun cyflymiad cyflym ac arafiad.
(4) Crankshafts
Er nad yw crankshafts aloi titaniwm wedi'u defnyddio'n helaeth ar hyn o bryd, mae'r aloi Ti-3Al-2.5V a ddatblygwyd yn arbennig gan Japan wedi'i wirio ar geir rasio Honda. Wrth leihau'r pwysau yn effeithiol, mae wedi cynyddu cyflymder yr injan 700r/munud, gan brofi rhagoriaeth crankshafts aloi titaniwm. Ar yr un pryd, mae Japan wedi bod yn treial-gynhyrchu crankshafts aloi Ti-5Al{{{{{{}}}Cr-Fe, gan obeithio y bydd aloion titaniwm yn cael eu defnyddio'n ehangach mewn rhannau crankshaft.
3. System lleihau dirgryniad
Elfen graidd y system atal lleihau dirgryniad automobile yw'r gwanwyn atal. O'i gymharu â dur gwanwyn automobile cyffredinol, mae gan aloi titaniwm gryfder penodol uwch a modwlws cneifio is, a chryfder blinder uwch, gan ei gwneud yn fwy addas ar gyfer gweithgynhyrchu ffynhonnau amsugno sioc automobile. Gan fod gwyriad y gwanwyn yn gymesur â nifer y troeon ac yn gymesur yn wrthdro â modwlws cneifio'r deunydd, mae angen llai o droeon ar ffynhonnau aloi titaniwm na ffynhonnau dur i gyflawni'r un ymateb gwanwyn, gan leihau màs y gwanwyn yn effeithiol ac arbed gofod.
Ar yr un pryd, gall ffynhonnau aloi titaniwm hefyd gynyddu amlder soniarus y gwanwyn yn effeithiol a chynyddu ei fywyd gwasanaeth. Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o ffynhonnau aloi titaniwm yn cael eu gwneud o aloi titaniwm un cam. Mae Volkswagen wedi defnyddio ffynhonnau offer aloi titaniwm Lupo FSI ar rai ceir, gyda defnydd o tua 3,500 o gerbydau.
4. ffrâm corff
O ran cydrannau ffrâm y corff, mae cryfder penodol uwch aloi titaniwm, dwysedd is a gwrthiant cyrydiad da i gyd yn nodi ei fod yn ddeunydd da ar gyfer paratoi fframiau corff. Ar hyn o bryd, mae rhai cwmnïau ceir wedi defnyddio aloion titaniwm ar rannau megis cromfachau gêr a pistons caliper brêc. Ymhlith y rhannau trawsyrru, mae Japan ar hyn o bryd yn datblygu proses ar gyfer paratoi cregyn aloi titaniwm trwy nyddu cyflym. O'i gymharu â chregyn dur, gall cregyn aloi titaniwm leihau effaith olwynion hedfan yn well a chael effeithiau byffro gwell.
Yn ogystal, mae aloion titaniwm hefyd wedi'u defnyddio mewn caewyr modurol a rhannau eraill. Gyda datblygiad parhaus technoleg paratoi aloi titaniwm a'r diwydiant modurol, mae'n siŵr y bydd aloion titaniwm yn cael eu defnyddio'n fwy mewn rhannau modurol.
5. Arwyddocâd aloion titaniwm i gerbydau ysgafn
Mae sefydliadau ymchwil tramor wedi cyfrifo, pan fydd pwysau palmant car yn gostwng 10%, y gellir lleihau'r defnydd o danwydd 6% i 8%. Mae astudiaethau eraill wedi dangos, am bob gostyngiad pwysau o 91kg, y gall y cerbyd cyfartalog deithio 0.43km yn fwy fesul litr o danwydd. Felly, gyda datblygiad parhaus economi fy ngwlad a'r cynnydd parhaus yn nifer y ceir, mae ysgafnhau ceir wedi dod yn un o'r ffyrdd pwysig o leihau'r defnydd o ynni a lleihau llygredd aer.
Ar hyn o bryd, defnyddir deunyddiau aloi titaniwm a thitaniwm yn eang mewn rhannau modurol oherwydd eu priodweddau ffisegol a chemegol rhagorol. Mae'r defnydd o ddeunyddiau titaniwm nid yn unig yn gwella perfformiad a ffactor diogelwch y car yn effeithiol, ond hefyd yn chwarae rhan bwysig wrth ysgafnhau'r car, gan leihau pwysau palmant y car yn effeithiol a lleihau'r defnydd o danwydd.
O'i gymharu â'r system ddur di-staen draddodiadol, gall y cynulliad pibell dychwelyd ffroenell cynffon titaniwm a ddefnyddir yn y system wacáu ceir leihau'r pwysau tua 8.2kg. Gall defnyddio cynhyrchion aloi titaniwm yn lle deunyddiau dur a haearn bwrw traddodiadol yn y rhannau injan megis falfiau a gwiail cysylltu leihau pwysau'r injan yn effeithiol.
Yn ôl ymchwil yn y diwydiant ceir Siapan, mae'r defnydd o tua 0.8kg o rannau titaniwm yn falf pŵer automobile yn cyfateb i'r effaith a gyflawnir gan 20kg o rannau dur; gall pob sedd falf titaniwm leihau'r pwysau o tua 10g o'i gymharu â'r sedd falf dur; mae'r defnydd o aloi titaniwm ar gyfer gwiail cysylltu a crankshafts yn fwyaf effeithiol wrth leihau pwysau'r injan.
Yn y system lleihau dirgryniad, gall pob gwanwyn aloi titaniwm leihau'r pwysau o fwy na 60% o'i gymharu â'r gwanwyn dur. Wedi'i gyfrifo yn seiliedig ar 4 sbring crog fesul cerbyd, ar ôl disodli'r gwanwyn aloi titaniwm, gall pob cerbyd leihau'r pwysau 9 ~ 13.6kg. Yn ogystal, dim ond 5 ~ 6kg yw pwysau'r muffler aloi titaniwm, sy'n 40% yn ysgafnach na'r muffler dur di-staen.
Gan gymryd car canolig cyffredin fel enghraifft, os defnyddir y rhannau auto aloi titaniwm presennol i ddisodli'r rhannau traddodiadol, bydd pwysau ymyl y cerbyd yn cael ei leihau o tua 1500kg i tua 1000kg, gyda chyfradd lleihau pwysau o 30%, a gellir lleihau'r defnydd tanwydd cynhwysfawr o fwy nag 20%, a fydd yn lleihau'r defnydd o danwydd yn y byd yn fawr ac yn lleddfu problemau prinder ynni a llygredd amgylcheddol yn effeithiol.
Mae'r data uchod yn dangos bod y defnydd o aloion titaniwm yn cael effaith sylweddol ar ysgafnhau automobiles. Yn y diwydiant ceir modern, dylid datblygu technoleg cymhwyso aloion titaniwm a thitaniwm mewn rhannau ceir yn barhaus i gynyddu cymhareb cymhwyso aloion titaniwm mewn automobiles. Felly, dylai'r brif dasg yn y dyfodol fod i leihau pris rhannau aloi titaniwm trwy ddatblygu deunyddiau aloi titaniwm rhad a lleihau cost cynhyrchu deunyddiau crai aloi titaniwm, a gwella effeithlonrwydd prosesu rhannau aloi titaniwm trwy wella'r dechnoleg prosesu .
