60% 의 자동차 연료 연소 에너지가 자체 질량으로 소비됩니다.. 향후 자동차 산업의 발전 방향을 기대해 본다, 경량, 저연비, 저배출이 개발 테마. 산업용 티타늄 소재의 출현으로 자동차 제조가 더 나은 선택이 되었습니다..
티타늄 금속은 밀도가 낮다는 장점이 있습니다., 높은 비강도와 우수한 내식성. 자동차에 티타늄 소재를 사용하면 차체 질량을 크게 줄일 수 있습니다., 연료 소비를 줄이다, 엔진 효율을 향상하다, 환경을 개선하고 소음을 줄입니다.. 하지만, 높은 가격으로 인해 티타늄 합금은 자동차 산업의 고급 모델과 스포츠카에만 일부 적용됩니다., 일반 자동차에는 거의 사용되지 않는. 그러므로, 시장 요구를 충족하는 저가형 티타늄 합금의 연구 개발은 일반 가정용 자동차에 대한 적용을 촉진하는 열쇠입니다.
자동차 산업에서 티타늄 합금의 적용 현황
티타늄 합금은 항공우주 분야에서 널리 사용되어 왔지만, 석유화학 및 조선산업, 자동차 산업에서의 응용은 천천히 발전해 왔습니다.. 미국 제너럴모터스(GM)가 최초로 올티타늄 자동차를 성공적으로 개발한 것을 시작으로 1956, 티타늄 자동차 부품은 1980년대까지 양산 수준에 이르지 못했습니다.. 1990년대, 고급차에 대한 수요가 높아지면서, 스포츠카, 경주용 자동차는 해마다 증가하고 있습니다., 티타늄 자동차 부품 제조 부품이 빠르게 발전하고 있습니다.. ~ 안에 1990, 전세계 자동차에 사용되는 티타늄의 양은 50톤에 불과합니다.. 500t에 도달했습니다. 1997, 1,100t in 2002, 그리고 3,000t 2009. 앞으로 전 세계 자동차에 사용되는 티타늄의 양은 5,000톤을 넘어설 것으로 예상된다. 2015. 현재, 다음 유형의 티타늄 합금 부품이 일반적으로 사용됩니다..
1. 엔진 커넥팅로드
티타늄 합금은 커넥팅 로드에 이상적인 소재입니다.. 티타늄 합금으로 만든 엔진 커넥팅 로드는 엔진 질량을 효과적으로 줄일 수 있습니다., 연비 향상 및 배기량 감소. 강철 커넥팅로드와 비교, 티타늄 커넥팅로드는 질량을 줄일 수 있습니다. 15% 에게 20%. 티타늄 합금 커넥팅로드 적용은 이탈리아의 신형 페라리 세단 3.5LV8과 아큐라의 NSX 엔진에 처음 반영됐다.. 티타늄 합금 커넥팅로드에 사용되는 주요 재료는 Ti-6Al-4V입니다., Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-3Al-2.0V 및 Ti-4Al-4Mo-Sn-0.5그리고. Ti-4Al 등 기타 티타늄 합금 소재 커넥팅로드에 -2Si-4Mn, Ti-7M-4Mo 적용도 개발 중.
2.엔진 밸브
티타늄 합금으로 만든 자동차 엔진 밸브는 질량을 줄이고 수명을 연장할 수 있습니다., 연료 소비를 줄이고 차량 신뢰성을 향상시킵니다.. 스틸 밸브와 비교, 티타늄 밸브는 다음과 같이 질량을 줄일 수 있습니다. 30% 에게 40%, 엔진의 한계 속도는 다음과 같이 증가할 수 있습니다. 20%. 현재 애플리케이션에 관한 한, 흡기 밸브의 재질은 주로 Ti-6Al-4V입니다., 배기 밸브의 재질은 주로 Ti-6242S입니다.. 일반적으로 Sn과 Al은 취성을 낮추고 강도를 높이기 위해 함께 첨가됩니다.; Mo를 첨가하면 티타늄 합금의 열처리 특성이 향상될 수 있습니다., 담금질 및 노화 티타늄 합금의 강도 향상, 그리고 경도를 높여주세요. 개발 잠재력이 있는 기타 티타늄 합금에는 다음이 포함됩니다.:
1) 흡입 밸브는 Ti-62S로 만들 수 있습니다., Ti-6Al-4V와 동등한 특성을 가지며 가격이 저렴함.
2) 배기 밸브는 Ti-6Al-2Sn-4.0Zr로 만들 수 있습니다.-0.4-모-0.45그리고. Mo 함량이 낮기 때문에, 크리프 저항성은 Ti-6242S보다 우수합니다., 내산화성은 600°C에 도달할 수 있습니다.. .
3) 배기 밸브는 γ-TiAl로 제작 가능, 고온 저항과 가벼운 무게의 특성을 가지고 있습니다., 그러나 가공 중 전통적인 단조 방법에는 적합하지 않습니다.. 주조 및 분말 야금 가공에만 적합합니다..
3. 밸브 스프링 시트
높은 강도와 내피로성은 밸브 스프링 시트에 필요한 특성입니다.. 베타 티타늄 합금은 고용체 시효 처리를 통해 고강도를 얻을 수 있는 열처리 합금입니다.. 해당하는 더 적합한 재료는 Ti-15V-3Cr입니다.- 3Al-3Sn 및 Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2그리고. Mitsubishi Motors는 대규모 생산 차량에 Ti-22V-4Al 티타늄 합금 밸브 스프링 시트를 사용합니다., 질량을 줄이는 것은 42% 원래 강철 자물쇠와 비교, 밸브 메커니즘의 관성 질량을 다음과 같이 줄입니다. 6%, 최대 엔진 속도가 증가합니다.. 300rpm.
4.티타늄 합금 스프링
티타늄 및 그 합금은 강철 재료보다 탄성 계수가 낮고 σs/E 값이 큽니다., 탄성 부품 제조에 적합하게 만듭니다.. 강철 자동차 스프링과 비교, 동일한 탄력적 작업을 전제로, 티타늄 스프링의 높이는 40% 강철 스프링의, 그리고 질량은 단지 30% 에게 40% 강철 스프링의, 차체 디자인을 용이하게 해주는. 게다가, 티타늄 합금의 우수한 피로 특성과 내식성은 스프링의 수명을 연장할 수 있습니다.. 현재, 자동차 스프링 제조에 사용할 수 있는 티타늄 합금 소재로는 Ti-4.5Fe6.8Mo-1.5Al, Ti-13V11C-3Al 등이 있습니다..
5. 터보차저
터보차저는 엔진 연소 효율을 향상시키고 엔진 출력과 토크를 향상시킬 수 있습니다.. 터보차저의 터빈 로터는 850°C 이상의 고온 배기가스에서 장시간 작동해야 합니다., 그래서 좋은 내열성이 필요합니다. 알루미늄 합금과 같은 전통적인 경금속은 녹는점이 낮아 사용할 수 없습니다.. 세라믹 소재는 가볍고 우수한 내열성으로 인해 터빈 로터에 사용되지만, 비용이 높고 모양을 최적화할 수 없기 때문에 적용이 제한됩니다.. 이러한 문제를 해결하기 위해서는, Tetsui 등이 TiAl 터빈 로터 개발. 많은 테스트 끝에, 내구성과 효율성이 우수할 뿐만 아니라,, 뿐만 아니라 엔진의 가속도를 향상시킬 수 있습니다. 이 디자인은 Mitsubishi Lancer Evolution 시리즈에서 성공적으로 상용화되었습니다..
6. 배기 시스템 및 머플러
티타늄은 자동차 배기 시스템에 광범위하게 사용됩니다.. 티타늄과 그 합금으로 만들어진 배기 시스템은 신뢰성을 향상시킬 뿐만 아니라, 수명 연장 및 외관 개선, 뿐만 아니라 질량을 줄이고 연료 연소 효율을 향상시킵니다.. 강철 배기 시스템과 비교, 티타늄 배기 시스템은 질량을 대략적으로 줄일 수 있습니다. 40%. 골프 시리즈 자동차, 티타늄 배기 시스템의 질량은 다음과 같이 줄일 수 있습니다. 7 에게 9 kg. 현재, 배기 시스템에 사용되는 티타늄 소재는 주로 산업용 순수 티타늄입니다..
7. 본체 프레임 부분
자동차의 안전성과 신뢰성을 향상시키기 위해, 디자인과 제조 측면을 고려해야합니다., 특히 제조 재료. 티타늄은 차체 프레임을 만드는 데 사용되는 매우 좋은 소재입니다.. 비강도가 높을 뿐만 아니라, 그러나 또한 좋은 인성을 가지고 있습니다. 일본에서는, 자동차 제조업체는 차체 프레임을 만들기 위해 순수 티타늄 용접 파이프를 선택합니다.. 이러한 종류의 프레임은 운전자가 운전할 때 안전함을 느낄 수 있도록 해줍니다..
8. 기타 티타늄 합금 부품
위의 구성품 외에도, 티타늄은 엔진 로커암에도 사용됩니다., 서스펜션 스프링, 엔진 피스톤 핀, 자동차 패스너, 러그 너트, 자동차 도어 돌출 빔, 자동차 기어 브래킷, 브레이크 캘리퍼 피스톤, 핀 볼트, 압력 플레이트 등 자동차 부품, 변속 버튼 및 자동차 클러치 디스크.
요약:
경제 발전과 티타늄 가격의 하락으로, 더 많은 엔지니어링 설계자가 티타늄 부품을 자동차 부품으로 선택할 것입니다.. 티타늄 합금은 결국 자동차 산업 생산에서 중요한 역할을 하게 될 것입니다..