Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, gyda datblygiad cyflym y diwydiant modurol, mae materion fel bwyta tanwydd, diogelu'r amgylchedd a diogelwch wedi denu sylw'r cyhoedd fwyfwy. Wrth edrych ymlaen, bydd cyfeiriad y diwydiant modurol yn y dyfodol yn canolbwyntio ar bwysau ysgafn, llai o ddefnydd tanwydd, ac allyriadau is. Yn ôl ystadegau gan sefydliadau rhyngwladol awdurdodol, mae 60% o'r egni o hylosgi tanwydd mewn ceir yn cael ei fwyta gan bwysau'r cerbyd ei hun. Er bod platiau dur tenau cryfder uchel, alwminiwm, magnesiwm, cyfansoddion matrics metel, a resinau plastig eisoes wedi chwarae rhan wrth leihau pwysau cerbydau, mae ymddangosiad deunyddiau titaniwm diwydiannol wedi darparu gwell opsiwn ar gyfer gweithgynhyrchu modurol.
Mae metel titaniwm yn cynnig manteision fel dwysedd isel, cryfder penodol uchel, ac ymwrthedd cyrydiad rhagorol. Gall defnyddio titaniwm mewn automobiles leihau pwysau cerbydau yn sylweddol, gostwng y defnydd o danwydd, gwella effeithlonrwydd injan, a gwella perfformiad amgylcheddol wrth leihau sŵn. Fodd bynnag, mae cost uchel aloion titaniwm wedi cyfyngu eu cymhwysiad yn bennaf i geir moethus a chwaraeon, gyda defnydd prin mewn cerbydau cyffredin. Felly, mae ymchwilio a datblygu aloion titaniwm cost isel sy'n cwrdd â gofynion y farchnad yn allweddol i hyrwyddo eu cymhwysiad mewn cerbydau defnyddwyr prif ffrwd.
Cymwysiadau cyfredol aloion titaniwm yn y diwydiant modurol
Er bod aloion titaniwm yn cael eu defnyddio'n helaeth mewn diwydiannau awyrofod, petrocemegol ac adeiladu llongau, mae eu cymhwysiad yn y diwydiant modurol wedi bod yn araf. Gan ddechrau gyda'r car All-Titanium cyntaf a ddatblygwyd gan General Motors ym 1956, ni chyrhaeddodd cydrannau modurol titaniwm lefelau cynhyrchu màs tan yr 1980au. Yn y 1990au, gyda'r galw cynyddol am geir moethus, ceir chwaraeon, a cheir rasio, gwelodd cydrannau titaniwm ddatblygiad cyflym. Dim ond 50 tunnell oedd y defnydd titaniwm modurol byd -eang yn 1990, cynyddodd i 500 tunnell ym 1997, 1,100 tunnell yn 2002, a 3, 000 tunnell yn 2009. Rhagwelir y bydd yn fwy na 5, 000 tunnell erbyn 2015.
Peiriant yn cysylltu gwiail:
Mae aloion titaniwm yn ddewis delfrydol ar gyfer cysylltu gwiail. Gall gwiail cysylltu titaniwm leihau pwysau injan yn effeithiol, gwella effeithlonrwydd tanwydd, a lleihau allyriadau. O'u cymharu â gwiail dur, gall gwiail titaniwm leihau pwysau 15%–2 0%. Ymhlith y ceisiadau mae peiriannau 3.5L V8 Ferrari ac Acura's NSX. Mae'r deunyddiau cyffredin yn cynnwys ti -6 al -4 V, ti -10 v -2 fe -3 al, ti {-3} al -2. 0v, a a Ti -4 al -4 mo-sn -0. 5Si.
Falfiau injan:
Mae falfiau titaniwm yn lleihau pwysau, yn ymestyn oes y gwasanaeth, yn y defnydd o danwydd is, ac yn gwella dibynadwyedd. O'i gymharu â falfiau dur, gall falfiau titaniwm leihau pwysau 30%-40%a chynyddu cyflymder yr injan 20%. Mae'r deunyddiau cyffredin yn cynnwys ti -6 al -4 v ar gyfer falfiau cymeriant a ti -6242 s ar gyfer falfiau gwacáu. Mae aloion addawol eraill yn cynnwys ti -62 s a -tial.
Ceidwaid Gwanwyn Falf:
Mae cryfder uchel ac ymwrthedd blinder yn hanfodol ar gyfer ceidwaid y gwanwyn falf. Aloion beta titaniwm, fel ti -15 v -3 cr -3 al -3 sn a ti -15 mo -3 ar ôl triniaeth uchel. Mae Mitsubishi wedi defnyddio ti -22 v -4 al cadw, gan leihau pwysau 42%.
Titaniwm Springs:
Mae gan aloion titaniwm fodwlws elastig is na dur, gan eu gwneud yn addas ar gyfer cydrannau elastig. Mae ffynhonnau titaniwm yn 30% -40% yn ysgafnach na ffynhonnau dur ac yn cynnig gwell blinder a gwrthiant cyrydiad. Mae'r deunyddiau cyffredin yn cynnwys ti -4. 5fe -6. 8mo -1. 5al a ti -13 v -11 cr {-3 al.
Turbochargers:
Mae turbochargers yn gwella effeithlonrwydd a phwer injan. Mae angen ymwrthedd gwres uchel ar rotorau tyrbinau, y mae aloion titaniwm fel Tial yn eu darparu. Mae modelau esblygiad Mitsubishi Lancer wedi llwyddo i fasnacheiddio rotorau tyrbin TIAL.
Systemau gwacáu a mufflers:
Defnyddir titaniwm yn helaeth mewn systemau gwacáu i wella dibynadwyedd, ymestyn hyd oes, lleihau pwysau, a gwella effeithlonrwydd tanwydd. Mae systemau gwacáu titaniwm 40% yn ysgafnach na systemau dur. Defnyddir titaniwm pur diwydiannol yn gyffredin.
Fframiau corff:
Mae cryfder a chaledwch penodol uchel Titaniwm yn ei gwneud yn addas ar gyfer fframiau corff. Yn Japan, defnyddir tiwbiau wedi'u weldio â titaniwm pur i wella diogelwch a dibynadwyedd.
Cydrannau eraill:
Defnyddir titaniwm hefyd mewn breichiau rociwr injan, ffynhonnau crog, pinnau piston, caewyr, trawstiau drws, pistonau caliper brêc, a phlatiau cydiwr.
Manteision aloion titaniwm
Ysgafn: Yn lleihau pwysau cerbydau ac yn gwella effeithlonrwydd tanwydd.
Cryfder penodol uchel: Yn gwella perfformiad a diogelwch.
Gwrthiant cyrydiad: Yn ymestyn oes gydran.
Gostyngiad sŵn a dirgryniad: Yn gwella cysur gyrru.
Cyfyngiadau aloion titaniwm
Cost uchel: Y rhwystr cynradd i ddefnydd eang yn y diwydiant modurol.
Ffurfioldeb a weldadwyedd: Heriau mewn gweithgynhyrchu a phrosesu.
Ymchwil ar aloion titaniwm modurol
Mae ymchwil gyfredol yn canolbwyntio ar leihau costau trwy:
Systemau aloi cost isel: Datblygu aloion gydag elfennau rhad fel Fe, CR, Si, ac Al.
Technolegau prosesu uwch: Ffugio oer a meteleg powdr (ee mowldio pigiad metel) i leihau costau gweithgynhyrchu.
Nghasgliad
Mae'r genhedlaeth nesaf o ddylunio modurol yn pwysleisio pwysau ysgafn, llai o ddefnydd tanwydd, sŵn is, a dirgryniad lleiaf posibl i fodloni gofynion amgylcheddol llym. Yn y cyd -destun hwn, mae titaniwm ar fin dod yn ddewis materol o bwys ar gyfer cerbydau yn y dyfodol. Er mwyn lleihau costau ymhellach, dylai ymchwil ganolbwyntio ar:
Datblygu systemau aloi cost isel heb lawer o ddefnydd o elfennau drud.
Hyrwyddo technolegau ffugio a ffurfio oer ar gyfer aloion beta titaniwm.
Gwella technegau meteleg powdr i wella perfformiad a lleihau costau.
Wrth i'r economi dyfu a chostau titaniwm yn lleihau, bydd mwy o beirianwyr yn dewis titaniwm ar gyfer cydrannau modurol, gan gadarnhau ei rôl bwysig yn y diwydiant modurol.
