Advanced Materials Technology - автомобилен титанов двигател
Високата якост, ниска плътност и в същото време отлична устойчивост на корозия правят титана изключително привлекателен за леки компоненти в автомобилната техника. Титанът обаче все още не е успял да се утвърди в голям мащаб в автомобилната индустрия. Основната причина за това е значително по-високата цена от тази на конкурентните материали като стомана и алуминий. Титанът обаче представлява голям интерес за някои приложения. Нови, рентабилни производствени процеси, намален брой цилиндри в двигателите с турбокомпресор и повишени изисквания отново повишават привлекателността.
Титанът е идеален за използване като свързващ прът материал. Приблизително еднаквата якост и значително по-ниската плътност от стоманата могат ефективно да се превърнат в намаляване на теглото. По-голямото намаляване на теглото се затруднява, по-специално от модула на еластичност, който е нисък по отношение на якостта, и твърдостта, която се влияе от това. Неблагоприятните трибологични свойства, които правят необходимото покритие също имат неблагоприятен ефект върху цената на компонента. Новите титанови сплави обаче премахват и двата проблема. Освен това те могат да бъдат по-добре интегрирани в производствения процес, като лазерно крекинг.
И двата свързващи пръта се справят, без да покриват страничните контактни повърхности. Твърдостта от около 140 GPa за Ti-Boron-SB62 и 132 GPa за титан-MMC е по-висока от тази на конвенционалните титанови сплави.
Целта е да се произведат евтини титанови свързващи пръти, които могат лесно да бъдат интегрирани в установените производствени процеси. Това позволява по-нататъшно намаляване на теглото при високоефективни двигатели, както и при компресорни двигатели от новото поколение „намаляване“.
Титановите клапани се използват предимно в състезателни двигатели от 60-те години на миналия век. Високата цена и недостатъчната топлоустойчивост, особено за изпускателните клапани, са попречили да се използват широко. Интерметалните сплави TiAl от трето поколение, както и новоразработените конвенционални титанови сплави имат значително подобрени свойства. Орторомбичните титанови сплави, които имат много висока якост при високи температури, също представляват интерес за специални приложения.
AMT е тествал най-добрите налични титанови сплави за всмукателни и изпускателни клапани в продължение на много години. В резултат на това вече можем да предложим най-новото поколение титанови сплави. Те са по-добри от конвенционалните сплави по отношение на якост и устойчивост на пълзене. В зависимост от профила на изискванията, конвенционални високотемпературни или интерметални титанови сплави.
За високоефективни двигатели с кранчета с кофа или влакчета на клапанните колела, титановите клапани са предимства с цел намаляване на движещите се маси. Също така има предимства при ролковите и кобиличните рамена, ако намаляването на теглото е приложено по конструктивен начин.
Въпреки че титановият колянов вал със сигурност е екстремен компонент по отношение на разходите, новите титаниеви производствени процеси също позволяват компоненти с почти нетна форма на значително по-ниски разходи от преди. Възможността на компонента трябва да бъде демонстрирана тук. Пълната функционалност е предоставена със значително намаляване на теглото с над 40%. Целта беше също да се изследва обработваемостта на титановите композити (Ti-MMC’s). Чрез използване на подходящи методи за обработка времената за обработка и разходите могат да бъдат значително намалени. Използваната сплав е прахообразна металургично направена титаниево-MMC сплав, Ti-6Al-4V + 12% TiC. Те се характеризират с висока якост, твърдост и много добра износоустойчивост.