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汽车钛合金轻量化材料的应用及现状

发布日期:2020-08-05  浏览次数:103
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  有研究表明,汽车每减轻0.1t,最多可节约燃油 0.6L/100km,并且可减少二氧化碳排放11g/100km,大量的研究都证明汽车轻量化对于降低燃油汽车油耗、满足节能环保要求有很重要的作用。同时,对于新能源汽车来说,汽车轻量化不仅可以节约能源,还可以在电池容量相同的条件下增加汽车的续航里程,延长电池寿命。由此可见,电动汽车的轻量化在提高电动汽车性能方面也有很重要的作用。此外,减少汽车的质量还可 以减轻悬挂系统的负担,减小汽车惯性,对车辆起到保护作用。
  福特新轻型汽车通过使用多种轻量化材料,使自重减少近25%
  全汽车最早是由美国通用公司在1956年研发成功的“火鸟Ⅱ”型汽车,但由于钛及钛合金价格昂贵,所以在汽车领域的应用一直受限。20世纪50年代日本开始研制钛及钛合金的汽车零件,20世纪60年代,钛被应用于赛车发动机,直到20世纪末钛及钛合金才随着豪华轿车的发展得到大量应用,之后随着低成本钛合金的出现和发展,钛合金开始广泛应用于普通汽车的制造中。
  有研究证实,20kg的钢制汽车动力阀零件与0.8kg的钛合金零件具有相同的效果,但其质量减低了96%。用钛合金制作汽车发动机气门可以减重30% ~ 40%并提高最高转速。对于减震系统,有研究表明用钛合金弹簧完全代替原来的钢弹簧在诸多方面来说都是可行的,可使重量减轻 43.3%。
  钛及钛合金在排气系统中比较常用,用钛制消音器代替不锈钢消音器可以减重40%左右,雪佛兰克尔维特Z06成功实现此替代,保证在系统强度不变的情况下,使质量更轻,车速更快且节约燃料。还有研究表明,若将某1500kg的中型轿车中所有传统零件替换成钛合金零件,整车质量将减少500kg左右,这也就可以大幅降低油耗。
  目前我国已拥有生产钛及钛合金的能力,但由于钛合金价格高,对工艺参数敏感,所以钛合金在汽车零部件中的应用一直受到限制。钛合金流动性差,铸件中易形成铸造缺陷,因此对钛合金铸造、加工所需设备和条件的要求较高,这是钛合金零部件不受汽车厂商青睐的重要原因之一。随着我国科技水平的迅速提升,钛及钛合金的研发饱受关注,必使钛合金朝着低成本,高质量发展。
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