點（diǎn）藍色字關（guān）注北京金宇順達

MID YEAR SUMMARY

鈦及鈦合金具有密度小、機械性能優異、生物相容性好、耐腐蝕、耐高溫、低溫韌性好等特點, 目前已被（bèi）大量應用於汽車製造領域。

鈦合金密度隻（zhī）有鋼的60%,而強度可以達到800MPa以上, 在500℃左（zuǒ）右仍然保持良好的機械（xiè）性能, 且焊接和成形性能都較好, 在20多年以前就已經被應用於賽車的製造上, 大幅減輕了賽（sài）車發（fā）動機（jī）的質量, 同時提高了發動機性能。

目前, 汽車製造中所使用的鈦合（hé）金零部件（jiàn）主要分（fèn）布在汽車（chē）排氣係統（tǒng）、發動機係（xì）統（tǒng）、傳動和減振係（xì）統以及車體框架部分（fèn）。

1. 排氣係統

汽車排氣係（xì）統材料要求具有較好的（de）高溫（wēn）力學性能和耐（nài）S、Cl元素（sù）腐蝕性能。傳統（tǒng）的排氣門組（zǔ）件都是由不鏽鋼製備的, 但是人們發現鈦合金在性能方（fāng）麵更加適合（hé）用作排氣門材料。

在新型的雪佛蘭CorvetteZ206汽車上使用的鈦製回氣管, 有效地避免了不鏽鋼管上（shàng）出現的點蝕和焊縫（féng）鏽蝕等問題, 同時還提高了燃（rán）油的燃燒效率和加速能力, 縮短了（le）製動距離。

美國***大的鈦材製造商Timet一直致（zhì）力於鈦合金排氣係統的研發與製（zhì）造, 日本多家（jiā）公司也開（kāi）展了相關（guān）的研製工作, 目前, 富士重工（gōng）株式會社已經限量生產了440套鈦合金車用（yòng）排氣管。

2. 發動機係統

汽車發動機係統是汽（qì）車領域使用鈦（tài）合金***多的部件，鈦合金在發動機（jī）係統（tǒng）上的應用主要有氣門、連杆、曲軸、氣門座等零部件（jiàn）。

公司由（yóu）一群才華橫溢經驗豐富的熟練操作車、銑、磨、電火（huǒ）花、線切（qiē）割、數控設備操作人員（yuán）和經驗豐富的模具設計、裝配高級工程師組成的員工隊伍，全（quán）麵（miàn）實現計算機輔助設計（PRE/UG./SLIDWORK）及計（jì）算機製造加工係統（CAD/CAE/CAM），運用******的（de）製造工藝和完善的質量控製流（liú）程，北京鋁合金零件加工,北京軍工零件加工產品質量嚴格按照ISO9000質量體係標準執行。

日本本田汽（qì）車公（gōng）司在NSX賽車V-6發動機中使用了鍛造鈦連杆；三菱汽車公司製造（zào）的高容量、四缸發動機中使用了鈦氣門彈簧座, 保時捷汽車（chē）中也使用了鈦連杆。

(1) 氣門

鈦合（hé）金氣門（mén）方麵, 美國和日本都進行了大（dà）量的研究工作, 美國目前普遍使用Ti-6Al-4V合金製造進氣門, 使用Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M o合金製（zhì）造排氣門;而日本豐（fēng）田公司則（zé）使用Ti-6Al-4V/TiB合金製備進氣門,使（shǐ）用Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/TiB合（hé）金製備排（pái）氣門。這幾類鈦合金都具有較好的高溫力學性能、抗氧（yǎng）化和抗蠕變性能, 有效改善了（le）發動機性能, 提高了汽車速度。

(2) 氣（qì）門座

鈦合金（jīn）氣門座在（zài）賽（sài）車（chē）和運動汽車上已得到廣泛的應用, 每年生（shēng）產25萬套以上, 主要采用（yòng）Ti-6Al-4V或Ti-5Al-2Cr-1Fe合金（jīn）製備,由於氣門座形狀比較簡單, 所以在機械（xiè）加工方麵要求不高, 且（qiě）不需要特殊的表麵處理, 成（chéng）本較便宜, 在（zài）汽車減重方麵效果明顯。

(3) 連杆

鈦（tài）合金連杆的使用能夠有效減（jiǎn）輕發動機的質量, 提高汽車性能。目前主要的製（zhì）備材料（liào）為Ti-6Al-4V合（hé）金。日本大（dà）同株式會社目前正在開發（fā）一種兩相鈦合金Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La,該合金具（jù）有良好的切削性, 在力學性能、疲勞性能（néng）和耐腐蝕性方（fāng）麵也較為優異, 期望用在發動（dòng）機（jī）的急加速、急減速的連杆部件上。

(4) 曲軸

鈦合金曲軸目前（qián）雖然沒有得到廣泛的應用, 但是日本（běn）專門開（kāi）發的Ti-3Al-2.5V合金（jīn）已經在本（běn）田賽車上麵得到驗證, 在有效減輕質量的同時, 將發動機轉速提高了700r/min,證明了鈦合金曲軸的（de）優越性。同時, 日本已經在試製Ti-5Al-2Cr-Fe合金曲軸, 期望鈦合金在曲軸部件上得到更加廣泛（fàn）的應用。

3. 減振係統

汽車減振懸掛係統的核心部件就是懸簧。鈦合金相比於一般汽車（chē）彈簧用鋼而（ér）言（yán）, 具有更高的比強度和更低的切變模量, 抗疲勞強度也較高, 更加適合用作（zuò）製造汽車減振彈簧。由（yóu）於彈簧的（de）撓度和（hé）圈數呈正比（bǐ）, 與（yǔ）材料的切變模量呈反比, 因此, 鈦合金彈（dàn）簧在達到相同彈簧反應的情況（kuàng）下, 比鋼製彈簧需要更少（shǎo）的圈數, 有效減輕了彈簧質量, 節約了空間。

同時, 鈦合金彈簧還能夠有效提高彈簧的共振頻率, 提高其使用壽命。目前大部分的鈦合金彈簧都是用單相β鈦合金製備。德國大眾公司已經在部分汽車（chē）上使用了Lupo FSI鈦合金齒輪彈簧, 用量約為3500輛（liàng）。

4. 車體框架（jià）

車體框（kuàng）架部件方麵, 鈦合金較高的比強度, 較低的密度以及良好的耐蝕性能, 都說明其是良好的車體框架製備材料（liào）。目前, 已經有汽車公（gōng）司在車（chē）檔支架（jià）、製動（dòng）器卡鉗活塞等（děng）部件上使用鈦合金。變速器部件中, 日（rì）本目（mù）前正在開發一種高旋壓成型法製備鈦合金外殼的工藝, 與鋼製外殼相比, 鈦合金外殼更好地減輕飛輪的（de）衝擊, 緩衝效果更（gèng）好。

另外, 鈦合金還在汽車緊固件等部件上得到了應用, 隨著鈦（tài）合金製備工藝（yì）和汽車工業的不斷（duàn）發展, 鈦合金（jīn）必將在汽車零部件上得到更多的應用。

5. 鈦合金（jīn）對汽車輕量化的意義

國外（wài）研究機構測算發現（xiàn）,當汽車（chē）整備質（zhì）量下降10%, 油耗可降低6%~8%。還有研究表明, 汽車每減重91kg,平均每升燃油可（kě）多行駛0.43km。因此, 隨著我國經濟的不斷發展, 汽車保（bǎo）有量的不斷增加, 汽車（chē）輕量化已經（jīng）成為減少能源消耗, 降低空氣汙染的重要途徑之一。

鈦及鈦（tài）合金材料（liào）因其出色的物理化學性能, 目前在汽車（chē）零部件中得到了（le）大量應用。鈦（tài）材料的使用不僅有（yǒu）效提（tí）高（gāo）了汽車（chē）的性能（néng）和安全係（xì）數, 還在汽車輕量化方麵發（fā）揮了重要作用, 有效減輕了汽（qì）車（chē）整備質量, 降低了燃油消耗。

汽車排氣係統采用鈦製尾噴管-回（huí）氣管組件相比於傳統不鏽鋼係統, 大約能夠減重8.2kg。而（ér）發動機零部件中氣門、連（lián）杆等部件使用鈦合金製品替代傳統鋼和（hé）鑄鐵材料都能夠有（yǒu）效減輕發動機質量。

根據（jù）日本汽車行業的研究, 汽車動力閥使用約0.8kg的鈦材（cái）料零件相當於20kg鋼製零件所達到的效果;每一個鈦製氣門座相比於鋼製氣門座能夠減輕10g左右的質量;連杆和曲軸用（yòng）於鈦（tài）合金, 對減輕發動機質量***為有效。

減振係統上麵, 每個鈦（tài）合金彈簧（huáng）可比鋼製彈簧減輕60%以（yǐ）上的質量, 以每輛車4個（gè）懸（xuán）簧計算, 換用鈦合金彈簧之後, 每輛車可減重9~13.6kg。另外, 鈦合金消音器的質量隻有5~6kg, 比不鏽（xiù）鋼消音器輕了（le）40%。

以普通中型轎車（chē）為例, 如果（guǒ）用現有的鈦合金汽車零件替換（huàn）掉傳統的零件,汽車整備（bèi）質量將由原來的1500kg左右減重（chóng）至（zhì）1000kg左右, 減重率可達（dá）30%, 綜合油耗可降低（dī）20%以上, 這將大大減少（shǎo）全世界的燃油消耗, 有效緩解能源緊缺和環境（jìng）汙染的問題。

以上數（shù）據顯示, 鈦合金的使（shǐ）用（yòng）在汽車輕量（liàng）化方（fāng）麵效果（guǒ）明顯, 在現代汽車工業中, 應（yīng）不斷開發鈦及鈦合金在汽車零部件中的應用技術（shù）, 提高鈦合金在汽車上的應用比例。

目前鈦合金在我國汽車（chē）行業中的應用還隻是（shì）處於嚐試階段。存在（zài）的主要問題是（shì）鈦合金材料成本過高, 零部件不易加工等。

因此, 未來的主要任務應該是通過開發（fā）廉價的鈦合金材料, 降低鈦合金原材料的生（shēng）產成本等方式, 降低鈦合金零部件價格, 通過改善加工工藝（yì）提高鈦合金零部件的加工效率。

國外的經驗表明, 隻有汽車設計製造方和鈦合金研製（zhì）方聯合,才能（néng）為汽車提供更加優質的鈦（tài）合金材料。

相信隨著（zhe）研（yán）發工作的不斷深入, 鈦及鈦合金在我國的現代汽車工業中（zhōng）必將發揮越來越重（chóng）要的作用, 推動（dòng）汽車工業的不斷發展。

END