Dalam beberapa tahun terakhir, dengan perkembangan cepat industri otomotif, masalah -masalah seperti konsumsi bahan bakar, perlindungan lingkungan, dan keselamatan semakin menarik perhatian publik. Ke depan, arah masa depan industri otomotif akan fokus pada ringan, berkurangnya konsumsi bahan bakar, dan emisi yang lebih rendah. Menurut statistik dari organisasi internasional yang otoritatif, 60% energi dari pembakaran bahan bakar dalam mobil dikonsumsi oleh bobot kendaraan sendiri. Meskipun pelat baja tipis berkekuatan tinggi, aluminium, magnesium, komposit matriks logam, dan resin plastik telah memainkan peran dalam mengurangi berat kendaraan, munculnya bahan titanium industri telah memberikan opsi yang lebih baik untuk pembuatan otomotif.
Titanium Metal menawarkan keunggulan seperti kepadatan rendah, kekuatan spesifik tinggi, dan ketahanan korosi yang sangat baik. Menggunakan titanium dalam mobil dapat secara signifikan mengurangi berat kendaraan, lebih rendah konsumsi bahan bakar, meningkatkan efisiensi mesin, dan meningkatkan kinerja lingkungan sambil mengurangi kebisingan. Namun, tingginya biaya paduan titanium telah membatasi aplikasi mereka terutama untuk mobil mewah dan sport, dengan penggunaan langka pada kendaraan biasa. Oleh karena itu, meneliti dan mengembangkan paduan titanium berbiaya rendah yang memenuhi permintaan pasar adalah kunci untuk mempromosikan aplikasi mereka dalam kendaraan konsumen arus utama.
Aplikasi Paduan Titanium saat ini di industri otomotif
Meskipun paduan titanium banyak digunakan dalam industri kedirgantaraan, petrokimia, dan pembuatan kapal, penerapannya di industri otomotif lambat. Dimulai dengan mobil all-titanium pertama yang dikembangkan oleh General Motors pada tahun 1956, komponen otomotif titanium tidak mencapai tingkat produksi massal hingga 1980-an. Pada 1990 -an, dengan meningkatnya permintaan akan mobil mewah, mobil sport, dan mobil balap, komponen titanium melihat perkembangan yang cepat. Penggunaan titanium otomotif global hanya 50 ton pada tahun 1990, meningkat menjadi 500 ton pada tahun 1997, 1.100 ton pada tahun 2002, dan 3, {000 ton pada tahun 2009. Ini diproyeksikan melebihi 5, 000 ton pada tahun 2015. Saat ini, komponen titanium alloy berikut ini adalah Commery Components adalah biasa:
Batang penghubung mesin:
Paduan titanium adalah pilihan ideal untuk menghubungkan batang. Batang penghubung titanium dapat secara efektif mengurangi berat mesin, meningkatkan efisiensi bahan bakar, dan mengurangi emisi. Dibandingkan dengan batang baja, batang titanium dapat mengurangi berat sebesar 15%–2 0%. Aplikasi termasuk Ferrari 3.5L V8 dan mesin NSX Acura. Materi umum termasuk ti -6 al -4 v, ti -10 v -2 fe -3 al, ti -3 al {{11}. 0V, dan dan dan Ti -4 al -4 mo-sn -0. 5si.
Katup mesin:
Katup titanium mengurangi berat badan, memperpanjang masa pakai, konsumsi bahan bakar yang lebih rendah, dan meningkatkan keandalan. Dibandingkan dengan katup baja, katup titanium dapat mengurangi berat sebesar 30%–40%dan meningkatkan kecepatan engine sebesar 20%. Bahan umum termasuk ti -6 al -4 V untuk katup intake dan ti -6242 s untuk katup buang. Paduan yang menjanjikan lainnya termasuk ti -62 s dan -tial.
Punggawa pegas katup:
Kekuatan tinggi dan resistensi kelelahan sangat penting untuk penahan pegas katup. Paduan titanium beta, seperti ti -15 v -3 cr -3 al -3 sn dan ti -15 mo -3 al {{6} {7nb {8 {8 {8}. Mitsubishi telah menggunakan ti -22 v -4 AL retainers, mengurangi berat sebesar 42%.
Titanium Springs:
Paduan titanium memiliki modulus elastis yang lebih rendah daripada baja, membuatnya cocok untuk komponen elastis. Mata air titanium 30% –40% lebih ringan dari mata air baja dan menawarkan ketahanan terhadap kelelahan dan korosi yang lebih baik. Materi umum termasuk ti -4. 5fe -6. 8mo -1. 5al dan ti -13 v -11 cr -3 al.
Turbocharger:
Turbocharger meningkatkan efisiensi dan tenaga mesin. Rotor turbin membutuhkan ketahanan panas yang tinggi, yang disediakan oleh paduan titanium. Model evolusi Mitsubishi Lancer telah berhasil mengkomersialkan rotor turbin tial.
Sistem pembuangan dan muffler:
Titanium banyak digunakan dalam sistem pembuangan untuk meningkatkan keandalan, memperpanjang umur, mengurangi berat badan, dan meningkatkan efisiensi bahan bakar. Sistem knalpot titanium 40% lebih ringan dari sistem baja. Titanium murni industri umumnya digunakan.
Bingkai tubuh:
Kekuatan dan ketangguhan spesifik Titanium yang tinggi membuatnya cocok untuk bingkai tubuh. Di Jepang, tabung las titanium murni digunakan untuk meningkatkan keamanan dan keandalan.
Komponen lainnya:
Titanium juga digunakan dalam lengan rocker engine, pegas suspensi, pin piston, pengencang, balok pintu, piston kaliper rem, dan pelat kopling.
Keuntungan dari paduan titanium
Ringan: Mengurangi berat kendaraan dan meningkatkan efisiensi bahan bakar.
Kekuatan spesifik tinggi: Meningkatkan kinerja dan keamanan.
Resistensi korosi: Memperluas umur komponen.
Pengurangan kebisingan dan getaran: Meningkatkan kenyamanan mengemudi.
Keterbatasan paduan titanium
Biaya Tinggi: Hambatan utama untuk digunakan secara luas di industri otomotif.
Kemampuan formulir dan kemampuan las: Tantangan dalam manufaktur dan pemrosesan.
Penelitian tentang paduan titanium otomotif
Penelitian saat ini berfokus pada pengurangan biaya melalui:
Sistem paduan berbiaya rendah: Mengembangkan paduan dengan elemen murah seperti Fe, CR, SI, dan Al.
Teknologi pemrosesan canggih: Forging dingin dan metalurgi bubuk (misalnya, cetakan injeksi logam) untuk mengurangi biaya produksi.
Kesimpulan
Generasi berikutnya dari desain otomotif menekankan ringan, berkurangnya konsumsi bahan bakar, kebisingan yang lebih rendah, dan getaran yang diminimalkan untuk memenuhi persyaratan lingkungan yang ketat. Dalam konteks ini, titanium siap menjadi pilihan material utama bagi kendaraan masa depan. Untuk lebih mengurangi biaya, penelitian harus fokus pada:
Mengembangkan sistem paduan berbiaya rendah dengan penggunaan elemen mahal yang minim.
Memajukan teknologi penempaan dan pembentukan dingin untuk paduan beta titanium.
Meningkatkan teknik metalurgi bubuk untuk meningkatkan kinerja dan mengurangi biaya.
Ketika ekonomi tumbuh dan biaya titanium menurun, lebih banyak insinyur akan memilih titanium untuk komponen otomotif, memperkuat peran pentingnya dalam industri otomotif.
