Титанові сплави, що використовуються для виготовлення високоточних деталей

Переваги використання титану в автомобілях очевидні, що дозволяє значно зменшити масу, зменшити споживання палива, підвищити ефективність, покращити навколишнє середовище та зменшити шум. Ключовим є те, як знизити вартість титану та його сплавів до прийнятного рівня. Згідно з дослідженням, при використанні традиційного процесу виробництва собівартість прокату титанових виробів становить 4,4 дол США/кг. За загальним емпіричним правилом вартість кожного етапу обробки має бути подвоєна, щоб вартість матеріалу становила щонайменше 17,6 доларів США/кг. прокат, виготовлений у кінцеві деталі, коштує 44 дол./кг. Очевидно, що замінити відповідні сталеві деталі таким титаном неможливо. Однак використання титанових матеріалів порошкової металургії зовсім інше. Якщо доступна ціна титанового губчастого порошку або залишку становить 4.4-8.8 USD/кг, вартість чистих або майже чистих пресованих заготовок становитиме менше 4,4 USD/кг. Після мінімальної механічної обробки такі деталі, як шатуни, коштуватимуть від 8,8 до 11 доларів США/кг. Порошкова металургія може не тільки використовувати недорогу сировину, але й зменшити вартість механічної обробки, особливо метод формування сітки або майже сітки є ефективним способом виробництва великогабаритних і недорогих автомобільних деталей. Можна побачити, що титанові матеріали порошкової металургії мають сильну конкурентоспроможність.
Титан має високе співвідношення міцності до маси, високотемпературну міцність, стійкість до корозії та термічну стабільність, а також низку чудових характеристик і отримав широку увагу, але традиційне використання титану та титанових сплавів в основному в аерокосмічній та морській промисловості. Обмеженням для цивільного титану є вартість виробу. Порошкова металургія титану - це зовсім інший спосіб виробництва титанових деталей від інших технологій. Порошкова металургія може обмежити відходи, пов'язані зі звичайним виробництвом титану, усуваючи потребу у вакуумно-дуговому переплаві, електронно-променевому плавленні або плазмово-дуговому плавленні. Порошок можна сформувати безпосередньо в будь-яку форму або рулон, зменшуючи кількість сировини, необхідної для виготовлення деталей, і збільшуючи вихід. Цей процес також дозволяє виробляти деталі, майже чисті, зменшуючи відходи, які зазвичай пов’язані з традиційним виробництвом деталей, скорочуючи етапи процесу та збільшуючи врожайність. Проте все ще є деякі проблеми з порошковою металургією, які потребують вдосконалення, не останньою з яких є контроль забруднення. Будь-яке забруднення робить метал непридатним для виготовлення деталей високої точності. Високі структурні стандарти в аерокосмічній галузі ускладнюють присутність титанових сплавів на аерокосмічному ринку, але їх можна використовувати в цивільних цілях з менш жорсткими структурними вимогами. Однією з найбільш імовірних галузей для широкомасштабного застосування є автомобільна промисловість. Автомобільний ринок дуже великий, і як тільки застосування титану в автомобільній промисловості буде популяризовано, його використання титану значно перевищить поточний аерокосмічний ринок.

Перспективи застосування цивільних титанових матеріалів:

В даний час титановий сплав порошкової металургії використовується для нових високопродуктивних автомобілів, головним чином у системі двигуна та шасі, наприклад у системі двигуна з титановим сплавом замість легованої сталі та нержавіючої сталі для виготовлення клапанів, пружин тощо. і шатуни та інші частини. На шасі в основному використовуються ресори, вихлопні системи, півосі та різні кріплення. Японська Toyota Motor Corporation розробила новий метод кування методом порошкової металургії, який дозволяє ефективно знизити витрати. Титанові клапани автомобільних двигунів за допомогою цього методу можуть зменшити вагу на 40%. Впускний клапан виготовлено зі сплаву Ti-6Al-4V за допомогою процесу кування порошковою металургією, випускний клапан виготовлено з композитних матеріалів. Композитний матеріал виготовляється з нового порошку сплаву з бором як армуючим агентом, а об’ємна частка порошку, армованого TiB, становить близько 5%. Матричний склад ti-6al-4sn-4zn-1mo-0.2si-0.3 O, який має чудовий опір повзучості .