Titanové slitiny používané k výrobě vysoce přesných dílů

Výhody použití titanu v automobilech jsou samozřejmé a umožňují výrazné snížení hmotnosti, nižší spotřebu paliva, zvýšenou účinnost, lepší životní prostředí a snížení hluku. Klíčové je, jak snížit náklady na titan a jeho slitinové části na přijatelnou úroveň. Podle studie, pokud se použije tradiční výrobní proces, náklady na válcování titanových výrobků jsou 4,4 USD / kg. Obecně platí, že náklady na každý krok zpracování by se měly zdvojnásobit, takže náklady na materiál by měly být alespoň 17,6 USD/kg. válcované výrobky vyrobené do finálních obrobených dílů stojí až 44 USD/kg. Je zřejmé, že není možné nahradit odpovídající ocelové díly takovým titanem. Použití práškových metalurgických titanových materiálů je však zcela odlišné. Pokud je dostupná cena prášku nebo zbytku titanové houby 4.{7}},8 USD/kg, cena čistých nebo téměř čistých lisovaných polotovarů bude nižší než 4,4 USD/kg. Po minimálním množství obrábění by díly, jako jsou ojnice, stály 8,8 až 11 USD/kg. Prášková metalurgie může nejen využívat levné suroviny, ale také snižovat náklady na obrábění, zejména metoda netforming nebo near-net forming je efektivní způsob výroby velkorozměrových a levných automobilových dílů. Je vidět, že titanové materiály práškové metalurgie mají silnou konkurenceschopnost.
Titan má vysoký poměr pevnosti k hmotnosti, pevnost při vysoké teplotě, odolnost proti korozi a tepelnou stabilitu a řadu vynikajících výkonů a získal širokou pozornost, ale tradiční použití titanu a titanových slitin je hlavně v leteckém a námořním průmyslu. Omezení pro civilní titan je cena produktu. Titanová prášková metalurgie je zcela odlišný způsob výroby titanových dílů od jiných technologií. Prášková metalurgie může omezit odpad spojený s konvenční výrobou titanu tím, že eliminuje potřebu vakuového obloukového přetavování, tavení elektronovým paprskem nebo plazmového obloukového tavení. Prášek lze tvarovat přímo do jakéhokoli tvaru nebo svitku, čímž se snižuje množství suroviny potřebné k výrobě dílů a zvyšuje se výtěžnost. Tento proces také umožňuje výrobu dílů s téměř čistou sítí, čímž se snižuje odpad, který je normálně spojen s tradiční výrobou dílů, snižuje se procesní kroky a zvyšují se výtěžky. Stále však existují určité problémy s práškovou metalurgií, které je třeba zlepšit, v neposlední řadě je to kontrola kontaminace. Jakékoli znečištění činí kov nevhodným pro vysoce přesné díly. Vysoké konstrukční standardy v letectví znesnadňují přítomnost titanových slitin na leteckém trhu, ale lze je použít v civilních aplikacích s méně přísnými konstrukčními požadavky. Jedním z nejpravděpodobnějších průmyslových odvětví pro použití ve velkém měřítku je automobilový průmysl. Automobilový trh je velmi velký, a jakmile se aplikace titanu v automobilovém průmyslu zpopularizuje, jeho použití daleko překročí využití současného leteckého trhu.

Perspektivy aplikace civilních titanových materiálů:

V současné době se titanová slitina práškovou metalurgií používá u nových vysoce výkonných automobilů, zejména v systému motoru a podvozku, jako je systém motoru s titanovou slitinou namísto legované oceli a nerezové oceli pro výrobu ventilů, pružin a tak dále. a ojnice a další díly. Podvozek se používá především pro pružiny, výfukové systémy, poloosy a různé spojovací prvky. Japonská Toyota Motor Corporation vyvinula novou metodu kování práškovou metalurgií, která dokáže efektivně snížit náklady. Titanové ventily automobilových motorů pomocí této metody mohou snížit hmotnost o 40%. Sací ventil je vyroben ze slitiny Ti-6Al-4V procesem kování práškovou metalurgií, výfukový ventil je vyroben z kompozitních materiálů. Kompozitní materiál je vyroben z nového slitinového prášku s borem jako ztužujícím činidlem a objemový podíl prášku vyztuženého TiB je asi 5 %. Složení matrice je ti-6al-4sn{7}}zn-1mo-0.2si-0.3 O, které má vynikající odolnost proti tečení .