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MID YEAR SUMMARY

鈦及鈦合金具（jù）有密度（dù）小、機械性能（néng）優異、生物相容性好、耐腐蝕、耐高（gāo）溫、低溫韌性好等特點, 目前已被大量應用於汽車製造領域。

鈦合金密度（dù）隻有鋼的60%,而強度可（kě）以達到800MPa以（yǐ）上, 在500℃左右仍然保持良（liáng）好的機械性能, 且焊接和成形性能都較好, 在20多年以前就已經被應用（yòng）於（yú）賽車（chē）的製造上, 大幅（fú）減輕（qīng）了賽車發動機的質量, 同時提高了發（fā）動機性能。

目前, 汽車（chē）製造中所使用（yòng）的鈦合金零部件（jiàn）主要分布在汽車排（pái）氣係統、發動機係統、傳動和減振（zhèn）係統以及車體（tǐ）框架部分。

1. 排氣係統

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

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（le）不鏽鋼（gāng）管上出現的點蝕和焊縫鏽蝕等問題, 同時（shí）還提高了燃油的燃燒效率和加速能力, 縮短了製動距離。

美國***大的鈦材製造商Timet一直致力於鈦合金排氣（qì）係統的研發與製造, 日本多家公司也開展了（le）相關的研製（zhì）工作, 目前（qián）, 富士（shì）重工株式會社已經限量生產了（le）440套鈦合金車用排氣管。

2. 發動機係統

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

公司（sī）由（yóu）一群才（cái）華橫溢經（jīng）驗豐富的熟練操作車、銑、磨（mó）、電火花、線切割、數控設備操作人員和經驗（yàn）豐富的模具設計、裝配高級工程師（shī）組成的員工隊伍，全麵實現計算機輔助設計（jì）（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程，北京鋁合金零件加工,北京軍（jun1）工零件加工（gōng）產品質量嚴格（gé）按照ISO9000質量體係（xì）標準執行。

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

(1) 氣門

鈦（tài）合金氣門方麵, 美國和日本都進行了大（dà）量的（de）研究工作（zuò）, 美國目前普遍使用Ti-6Al-4V合（hé）金製造進氣門, 使用（yòng）Ti-6Al-2Sn-4Zr-2M o合金製造排氣門;而（ér）日本豐田公司則使用Ti-6Al-4V/TiB合金製（zhì）備進氣門,使用（yòng）Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/TiB合金製備排氣（qì）門。這幾類鈦合（hé）金都具有較好的（de）高溫力學性能、抗（kàng）氧化和抗蠕變性能, 有效改善（shàn）了發動機性能, 提高了汽車速度。

(2) 氣門座

鈦合（hé）金氣門座在賽車和運動汽車上已得到（dào）廣泛的應用, 每年生產25萬套以上, 主要采用Ti-6Al-4V或Ti-5Al-2Cr-1Fe合金製備,由於氣門座形狀比較簡單, 所（suǒ）以（yǐ）在機械加工方麵要求不高, 且不需要（yào）特殊的表麵處理, 成本較便宜, 在汽車減重方麵效果明顯。

(3) 連杆

鈦合金連杆的使用能夠有效（xiào）減輕發（fā）動機的質量, 提高汽車性能。目前主要的（de）製備（bèi）材料為Ti-6Al-4V合金。日（rì）本大同（tóng）株式會社目前正在開發一種兩相鈦合金Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La,該合金具有良好的切削性, 在力學性能、疲勞性能和耐腐蝕性方麵也較為優異, 期（qī）望用在發動機的急加速、急（jí）減速的連杆部件上。

(4) 曲軸（zhóu）

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

3. 減振係統

汽車減振（zhèn）懸掛係（xì）統的核心部件就是懸簧。鈦合金相比於一般汽車彈簧用（yòng）鋼而言, 具（jù）有（yǒu）更（gèng）高的比強度和更低的（de）切變（biàn）模量, 抗（kàng）疲勞強度也較高, 更加適合用作製造汽車減振彈（dàn）簧。由於（yú）彈簧的撓度和圈數呈正比, 與材料的切變模量呈反比, 因（yīn）此, 鈦合金彈簧在達到相同彈簧反（fǎn）應的情況下, 比鋼製彈簧（huáng）需要更少的圈數, 有效減輕了彈簧質量, 節約了空（kōng）間。

同（tóng）時, 鈦合金彈簧還能夠有效提高彈簧的共振（zhèn）頻率, 提高其使用（yòng）壽命。目前大部分的（de）鈦合金彈簧都是用單相β鈦（tài）合金製備。德（dé）國（guó）大（dà）眾公司已經在部分汽車上使用了Lupo FSI鈦合（hé）金齒輪彈（dàn）簧, 用（yòng）量約為3500輛。

4. 車體（tǐ）框架

車體（tǐ）框架部件方麵, 鈦合金較高的比強度, 較低的（de）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。目前, 已經有汽車公司在車檔支架、製動器（qì）卡鉗活塞等部件上使（shǐ）用鈦合金。變速器部件中, 日本目前正在開發一種高旋壓成型（xíng）法製（zhì）備鈦合金外殼的工藝, 與鋼製（zhì）外殼相比, 鈦合金外殼更好地減輕飛輪的衝（chōng）擊, 緩衝效果（guǒ）更好。

另外, 鈦合金還在（zài）汽車緊固件等部件（jiàn）上得到了應用（yòng）, 隨著鈦（tài）合金（jīn）製備工藝和汽車工業的不斷發展, 鈦合金必將（jiāng）在汽車零部件上（shàng）得到更多（duō）的應用（yòng）。

5. 鈦合金對汽車輕量化的意義

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

鈦（tài）及鈦（tài）合金材料因其出色的物（wù）理化學性能, 目前在汽車零部件中得到了大量應用。鈦材料的使用不僅有效提高了汽車的性能和（hé）安（ān）全係數（shù）, 還在汽車輕量化方麵發（fā）揮了重要作用, 有效減輕了汽車（chē）整備質量, 降低了燃油消耗。

汽車排氣係（xì）統采用鈦製尾噴（pēn）管-回氣管組件相比於傳統不鏽（xiù）鋼係統, 大約能（néng）夠減重8.2kg。而發動機零部件中氣門（mén）、連杆等部件使用鈦合金（jīn）製（zhì）品替代（dài）傳統鋼和鑄鐵材料都能夠有效減（jiǎn）輕發動機（jī）質（zhì）量。

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

減振係統上（shàng）麵, 每個鈦合金彈簧可比鋼製彈簧減輕60%以上的質量, 以每輛車4個（gè）懸簧計（jì）算, 換用鈦合金彈簧之後, 每輛（liàng）車可減重9~13.6kg。另外（wài）, 鈦合金消音器的質量隻有5~6kg, 比不鏽鋼消音器輕（qīng）了40%。

以普通中型轎車為例, 如果用現有的鈦合金汽車（chē）零件替換掉傳統的零件,汽車整備質量將（jiāng）由原來的1500kg左右減重至1000kg左右, 減重（chóng）率（lǜ）可（kě）達30%, 綜合油耗可（kě）降（jiàng）低20%以上, 這將大大減少全世界的燃油消耗, 有效緩（huǎn）解能源緊缺和環境汙染（rǎn）的問題。

以上（shàng）數據顯示, 鈦合金的使用在汽車輕（qīng）量化方（fāng）麵效果明顯（xiǎn）, 在現代汽車工業中, 應不斷開發（fā）鈦及鈦合金在汽車零部件中的應用技術, 提高鈦合金（jīn）在汽車上的應用比例。

目前鈦合金在我國汽車行業中的應（yīng）用還隻是處於嚐試階段。存在的主要問題是鈦合金材（cái）料成本過高, 零部件（jiàn）不（bú）易加工等。

因此, 未來的主要（yào）任務應該是通過開發廉價（jià）的鈦合金材（cái）料, 降低鈦合金原材（cái）料的生產成本等方式, 降低鈦合金零（líng）部件價格, 通過改善加工工藝提高鈦合金零部件的加工效率。

國外的經驗（yàn）表明, 隻有汽車設計製造方和鈦合金研製方（fāng）聯合,才能為汽車提供更（gèng）加優質的鈦合金（jīn）材料。

相信（xìn）隨著研發工作的不斷（duàn）深入, 鈦及鈦合金在（zài）我國的現代汽車工業中必將發揮越來越重（chóng）要的作用, 推動汽車（chē）工業的不斷發展。

END