자동차 심층 가공 분야에서 티타늄 합금 판의 중요한 응용

1. 엔진 밸브
최근에는 다양한 자동차 회사들이 저렴한 티타늄 판, 티타늄 봉, 엔진 밸브 용 티타늄 단조품을 개발하고 있으며, 그중 일부는 양산에 이르렀습니다. 원가의 1/3 이상을 차지하는 티타늄 스펀지의 가격은 티타늄 스펀지인데, 다른 외부 스펀지 티타늄을 사용하여 가공물을 생산하면 당연히 가격이 낮아진다. 이 경우 저렴한 Ti-6Al-4V 기반 합금이 개발되었습니다.
밸브 블랭크를 제조 할 때에도 비용 절감이 주요 초점이되어야합니다. 일반적으로 밸브의 단조 블랭크는 우산을 뒤엎고 동일한 샤프트 직경의 와이어 재료가 사용됩니다. 그러나 와이어를 제조 할 때 압연, 와이어 드로잉, 어닐링 공정을 반복 한 후 표면 산화층을 제거해야 재료의 수율이 좋지 않고 가격이 가격보다 높습니다. 바. 여기에 언급 된 밸브는 압출 단조를 사용하여 빌릿을 단조하기 위해 값싼 막대를 사용합니다.
저비용 OD 방법은 마모 치료에 사용됩니다. 이전 처리 공정의 생략과 함께 부품 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
2. 흡기 밸브
최근에는 2 륜 및 4 륜 차량에 장착 된 대부분의 흡기 밸브가 가장 일반적인 티타늄 합금 인 Ti-6Al-4V를 채택했습니다. 이 회사는 사용 환경과 흡기 밸브의 대량 생산을 고려하여 Ti-6Al-4V가 특히 이륜차의 흡기 밸브 사용에 가장 적합하다고 결론지었습니다.
티타늄 합금 흡기 밸브 개발에서 가장 큰 문제는 내마모성 표면 처리 기술의 개발이었습니다. TiN 코팅, Mo 주입 층, Cr 스프레이와 같은 표면 처리는 모두 비용이 많이 들고 장기간 내마모성을 유지하기 어렵 기 때문에 대량 생산에 적합하지 않습니다. 가장 적합한 방법은 산화 처리, 즉 티타늄에 고농도 산소의 고용체로 경도가 증가하고 내부에서 더 두꺼운 경화 층이 얻어집니다. 산화 처리는 기본적으로 대기의 고온 영역에서 열을 가열하고 유지하는 간단한 열처리입니다. 그러나 크리프 저항이 낮은 Ti-6Al-4V 밸브는 일반적인 어닐링 구조로 가공 중 자체 무게로 인해 변형되기 쉽습니다. 내 크리프 성이 우수한 니들 형 구조는 밸브의 기본 구조이지만이 구조의 연성 및 피로 특성이 낮습니다. 따라서 β 영역에서 가열 한 후 다양한 냉각 조건을 제어하여 거친 α 상이 입계에서 침전되는 것을 방지함으로써 매우 미세한 바늘 모양의 구조를 얻을 수있어 등축 구조와 유사한 높은 연성 및 피로 특성을 보장합니다. 산화 처리 중 크리프 변형이 성공적으로 제어되었습니다. 실제 제조 과정에서 밸브 샤프트에서 절단 된 샘플을 사용하여 인장 성능을 평가했으며, 인장 성능은 980 MPa, 연신율은 12 %까지 높았습니다. 또한, 침상 구조조차도 등축 재료에 비해 피로 특성이 높은 것으로 확인되었습니다.
3. 배기 밸브
사용 중 고온에 노출되는 배기 밸브에 사용되는 대표적인 합금은 Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si (6242S)입니다. 그러나 2 륜차는 4 륜차 밸브보다 고온 지역에 장기간 노출되기 쉽기 때문에 내열성이 우수한 TIMETAL @ 1100 (Ti-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)을 선택했습니다. 이 합금은 실용적인 티타늄 합금 중 내열성이 가장 우수한 합금 중 하나이지만 내구성 온도는 약 600 ℃이고 2 륜 배기 밸브는 약 800 ℃의 내열성이 필요하므로 최적의 열을 선택해야합니다. 치료 조건을 확인한 다음 적용 가능한지 논의합니다. 따라서 서로 다른 열처리 조건 하에서 인장 특성, 고온 크리프 저항성, 충격 특성 및 상온 800 ℃에서의 피로 특성을 평가하여 최적의 재료 특성 매칭을 파악하고 엔진을 적합한 조건에서 밸브로 만들 수 있도록했습니다.
상온 ~ 700 ℃의 온도 범위에서 최적의 열처리를 한 TIMETAL @ 1100의 0.2 % 항복 강도는 일반 철재 배기 밸브 소재 SUH35보다 높으며, 두 가지는 기본적으로 800 ℃ 부근에서 동일합니다. 800 ° C에서이 합금의 피로 성능은 SUH35의 피로 성능과 동일합니다. 고온 크리프 저항에 대해 가장 걱정되는 것은 SUH35보다 낫습니다. 즉, 합금의 적절한 열처리는 밸브의 다양한 특성을 보장 할 수 있습니다.
알루미늄을 함유 한 티타늄 합금이 600 ℃의 온도 영역에서 장시간 노출되면 α2 규칙 상이 생성되어 연성이 감소한다는 것은 이미 누구나 알고 있습니다. 그러나 합금은이 온도 영역에서 장기간 노출 된 후에도 여전히 충분한 연성을 유지합니다.
4. 배기관 및 소음기
지금까지 배기관 및 머플러에는 일반 강, 스테인리스 강, 알루미늄 합금, FRP 등이 사용되었습니다. 이러한 부품은 차체의 대규모 구조 부품으로 차량의 경량화를 쉽게 실현할 수 있으며, 연료비 절감, 엔진 출력 및 주행 안전성 향상에 중요합니다. 동시에 티타늄은 배기 가스와 직접 접촉하기 때문에 400 ° C 이상의 고온에서 알루미늄 합금보다 내열성이 우수하고 강철보다 비강도가 높으며 경량화도 용이합니다.
티타늄 판의 열팽창 계수와 영률은 페라이트 계 내열강보다 작으며, 열팽창 및 수축으로 발생하는 응력도 절반으로 감소하여 열 순환 피로 성능에 도움이됩니다. 예를 들어 열팽창에 의한 응력 값 (열팽창 계수 × 영률)과 비교하면 페라이트 계 스테인리스 강은 1, 오스테 나이트 계 스테인리스 강은 1.5, 티타늄은 0.45에 불과합니다.
Hollow Titanium Bar     titanium pipe     Ultra-Thin Titanium Alloy Sheet     grade 5 titanium sheet