Titánötvözetek nagy pontosságú alkatrészek gyártásához

A titán autókban való használatának előnyei magától értetődőek, ami jelentős tömegcsökkentést, alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást, nagyobb hatékonyságot, jobb környezetet és zajcsökkentést tesz lehetővé. A kulcs az, hogy a titán és ötvözetalkatrészeinek költségét hogyan lehet elfogadható szintre csökkenteni. A tanulmány szerint a hagyományos gyártási eljárás alkalmazása esetén a titán termékek hengerlésének költsége 4,4 USD/kg. Általános szabály, hogy minden egyes feldolgozási lépés költségét meg kell duplázni, hogy az anyagköltség legalább 17,6 USD/kg legyen. A véglegesen megmunkált alkatrészekké készült hengerelt termékek ára 44 dollár/kg. Nyilvánvalóan nem lehet ilyen titánnal cserélni a megfelelő acél alkatrészeket. A porkohászati ​​titán anyagok felhasználása azonban egészen más. Ha a titán szivacspor vagy maradék ára 4.{7}}.8 USD/kg, akkor a tiszta vagy csaknem tiszta préselt nyersdarabok ára kevesebb, mint 4,4 USD/kg. Minimális mennyiségű megmunkálás után az olyan alkatrészek, mint a hajtórudak, 8,8–11 USD/kg-ba kerülnének. A porkohászat nem csak olcsó nyersanyagokat használhat fel, hanem a megmunkálás költségeit is csökkentheti, különösen a hálóalakítás vagy a hálóközeli formázási módszer hatékony módja a nagy méretű, alacsony árú autóalkatrészek előállításának. Látható, hogy a porkohászati ​​titán anyagok erős versenyképességgel rendelkeznek.
A titánnak nagy szilárdság/tömeg aránya, magas hőmérsékleti szilárdsága, korrózióállósága és hőstabilitása, valamint kiváló teljesítménye van, és széles körű figyelmet kapott, de a titán és a titánötvözetek hagyományos felhasználása főként a repülőgépiparban és a tengeri iparban található. A polgári titán korlátja a termék költsége. A titánporkohászat teljesen más módszer a titán alkatrészek előállítására más technológiáktól. A porkohászat korlátozhatja a hagyományos titángyártáshoz kapcsolódó hulladék mennyiségét azáltal, hogy nincs szükség vákuumíves újraolvasztásra, elektronsugaras olvasztásra vagy plazmaíves olvasztásra. A por közvetlenül tetszőleges alakra vagy tekercsre alakítható, csökkentve az alkatrészek gyártásához szükséges nyersanyag mennyiségét és növelve a hozamot. Az eljárás lehetővé teszi a hálóhoz közeli alkatrészek előállítását is, csökkentve a hagyományos alkatrészgyártáshoz általában kapcsolódó hulladékot, csökkentve a folyamat lépéseit és növelve a hozamot. A porkohászattal kapcsolatban azonban még mindig vannak olyan problémák, amelyeket javítani kell, nem utolsósorban a szennyeződés elleni védekezés. Bármilyen szennyeződés miatt a fém nem alkalmas nagy pontosságú alkatrészekhez. Az űrrepülés magas szerkezeti szabványai megnehezítik a titánötvözetek jelenlétét az űrhajózási piacon, de polgári alkalmazásokban is használhatók, kevésbé szigorú szerkezeti követelmények mellett. A nagyszabású alkalmazások egyik legvalószínűbb iparága az autóipar. Az autóipari piac nagyon nagy, és amint a titán alkalmazása az autóiparban népszerűvé válik, a titán felhasználása jóval meghaladja a jelenlegi repülőgép-piaci felhasználást.

A polgári titán anyagok alkalmazásának kilátásai:

Jelenleg a porkohászati ​​titánötvözetet új, nagy teljesítményű autókban alkalmazzák, főként a motorrendszerben és az alvázban, például az ötvözött acél és a rozsdamentes acél helyett a titánötvözetet tartalmazó motorrendszerben szelepek, rugók stb. gyártásához. és hajtórudak és egyéb alkatrészek. Az alvázat elsősorban rugókhoz, kipufogórendszerekhez, féltengelyekhez és különféle rögzítőelemekhez használják. A japán Toyota Motor Corporation új porkohászati ​​kovácsolási módszert fejlesztett ki, amely hatékonyan csökkenti a költségeket. Az autómotorok titánszelepei ezzel a módszerrel 40%-kal csökkenthetik a tömeget. A szívószelep Ti-6Al-4V ötvözetből készül porkohászati ​​kovácsolási eljárással, a kipufogószelep pedig kompozit anyagokból. A kompozit anyag új ötvözetporból készül, erősítőszerként bórral, és a TiB-vel erősített por térfogathányada körülbelül 5%. A mátrix összetétele ti-6al-4sn-4zn-1mo-0.2si-0.3 O, amely kiváló kúszási ellenállással rendelkezik .