고정밀 부품을 만드는 데 사용되는 티타늄 합금

자동차에 티타늄을 사용하면 상당한 질량 감소, 연료 소비 감소, 효율성 증가, 환경 개선 및 소음 감소 등의 이점이 자명합니다. 관건은 티타늄과 그 합금 부품의 가격을 허용 가능한 수준으로 낮추는 방법입니다. 연구에 따르면 전통적인 생산 공정을 사용할 경우 티타늄 제품을 압연하는 데 드는 비용은 4.4달러/kg입니다. 일반적으로 각 가공 단계의 비용은 두 배로 늘어나야 하며, 따라서 재료비는 최소 17.6 usd/kg이 되어야 합니다. 최종 가공 부품으로 만들어진 압연 제품의 가격은 kg당 $44입니다. 분명히 해당 강철 부품을 이러한 티타늄으로 교체하는 것은 불가능합니다. 그러나 분말 야금 티타늄 재료의 사용은 상당히 다릅니다. 티타늄 스펀지 분말 또는 잔여물의 사용 가능한 가격이 4.4-8.8 USD/kg인 경우 순수 또는 거의 순수한 압착 블랭크의 비용은 4.4 USD/kg 미만입니다. 최소한의 가공 후에 커넥팅 로드와 같은 부품의 가격은 kg당 8.8~11달러입니다. 분말야금은 저렴한 원자재를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 가공 비용도 절감할 수 있으며, 특히 네트 성형 또는 니어 네트 성형 방법은 대형, 저가의 자동차 부품을 생산하는 효과적인 방법입니다. 분말야금 티타늄 소재는 경쟁력이 강하다는 것을 알 수 있습니다.
티타늄은 질량 대비 강도가 높고, 고온 강도, 내식성, 열 안정성 등 일련의 우수한 성능을 갖고 있어 폭넓은 주목을 받았지만, 티타늄 및 티타늄 합금의 전통적인 사용은 주로 항공우주 및 해양 산업에서 이루어졌습니다. 민간용 티타늄의 제약은 제품 가격입니다. 티타늄 분말 야금은 다른 기술과 완전히 다른 티타늄 부품 생산 방법입니다. 분말 야금은 진공 아크 재용해, 전자 빔 용해 또는 플라즈마 아크 용해의 필요성을 제거함으로써 기존 티타늄 생산과 관련된 폐기물을 제한할 수 있습니다. 분말은 어떠한 형태나 코일로도 직접 형성될 수 있어 부품 제조에 필요한 원자재의 양이 줄어들고 수율이 높아집니다. 또한 이 공정을 통해 순수 부품 생산이 가능해지며, 일반적으로 기존 부품 생산과 관련된 폐기물을 줄이고 공정 단계를 줄이고 수율을 높일 수 있습니다. 그러나 분말 야금에는 여전히 개선이 필요한 몇 가지 문제가 있으며, 그 중 가장 중요한 것은 오염 제어입니다. 오염이 있으면 금속이 고정밀 부품에 적합하지 않게 됩니다. 항공우주 분야의 높은 구조 표준으로 인해 티타늄 합금이 항공우주 시장에 등장하기는 어렵지만 구조적 요구 사항이 덜 엄격한 민간 응용 분야에는 사용할 수 있습니다. 대규모 적용 가능성이 가장 높은 산업 중 하나는 자동차 산업입니다. 자동차 시장은 매우 크며, 일단 자동차 산업에서 티타늄의 적용이 대중화되면 티타늄의 사용량은 현재 항공우주 시장의 사용량을 훨씬 초과할 것입니다.

민간 티타늄 재료의 응용 전망:

현재 분말 야금 티타늄 합금은 밸브, 스프링 등을 제조하기 위해 합금강 및 스테인레스 스틸 대신 티타늄 합금을 사용하는 엔진 시스템과 같이 주로 엔진 시스템 및 섀시에 새로운 고성능 자동차에 적용되었습니다. 커넥팅로드 및 기타 부품. 섀시는 주로 스프링, 배기 시스템, 하프 샤프트 및 다양한 패스너에 사용됩니다. 일본 토요타자동차가 비용을 효과적으로 절감할 수 있는 새로운 분말야금 단조 공법을 개발했다. 이 방식을 적용한 자동차 엔진의 티타늄 밸브는 무게를 40% 정도 줄일 수 있다. 흡기 밸브는 분말 야금 단조 공정을 통해 Ti{2}}Al-4V 합금으로 만들어지고, 배기 밸브는 복합 재료로 만들어집니다. 복합 재료는 붕소를 강화제로 사용하는 새로운 합금 분말로 만들어졌으며 TiB 강화 분말의 부피 분율은 약 5%입니다. 매트릭스 구성은 ti-6al-4sn-4zn-1mo-0.2si-0.3O로 내크리프성이 우수합니다. .