上世纪 90 年代起头了钛在汽车上利用的技术筹备期

。钛在汽车轻量化方面所带来的优势和社会效益, 使它很快从赛车 、 高端轿车而扩大到家庭轿车与轻型卡车, 在减轻自沉 、 提高机能、 节油 、 环保和美观 、 舒服方面崭露头角

。当枪在汽车发起机和底盘零件上的利用中已成为首选资料

。面对全球年产5 000 ×10 4 辆轿车 、 卡车的重大市场, 钛的

年消费量已上升到1500t以上的水平 , 约占全球钛造制品总消费量 3%

。为突破钛价过高给利用带来的阻碍, 一些大公司在全力启发降低纯钛、 钛材和钛零件成本的新蹊径

。估计FFC 剑桥法、 OS法、 预成型还原 (PRP)法及阿姆斯特朗法获得技术突破实现批量化商品出产已指日可待

。低成本钛出产步骤的发展与近终形粉末冶金技术相结合 , 将是推动钛扩大民用的必由之路

。估计在今后 10～15 a 内钛在全球领域内的利用将产生一个以民用(指不蕴含航空航天利用)为主导的划时期的新局面

。

我国占有10×10⁸t 以上迪胙铁矿资源及规
？晒鄣男枰谐 (2002年钛加工产品需要量为5500t)

。近年来在需要的推动下 , 我国迪胙工业获得了迅速 发展

。 钛加工 材产量已从 2000年的2000 t急骤增长到2002 年的5500 t ,海绵钛产能达4 000 t/a,为满足国内强劲要求, 每年净进口钛材2000余t , 国内总消费量已达7300t的水平

。估计未来几年内我国钛的总产能将达到16000t/a ,而国内汽车出产的蓬勃发展及对石油进口的严沉依赖,必将为钛在汽车中的利用打开一片新世界

。

1、汽车上合用迪胙材

钛合金资料在汽车上的利用除成本成分表，还因分歧零配件的机能要求而需选取分歧迪胙材，蕴含化学纯钛、钛合金脊基复合伙料等

。据初步推算约有40种钛材的组合可提供分歧零配件所必要的强度等机能要求

。通常，钛薄板因成形性、可焊性好合用于排气系统；Ti-6Al-4V合用于造作连杆，因其委顿强度高和耐温能力适中；造作弹簧必须使用易于拉造成钛丝并冷加工成弹簧的高强度β-钛合金

。目前以既经济又在机能上合适的TimetalLCB合金即Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al为最梦想

。排气气门因排气温度高，须适应剧烈的扰爪变，要求

使用TiB(颗粒)加强的近α-钛合金(表1)

。排气气门以TiB为颗粒加强剂，用粉末冶金技术造作，所得钛基复合伙料提高了室温、高温机能，同时还改善了杨氏模量

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除日本使用TiB颗粒造作钛基复合伙料表，西方更着沉使用TiC颗粒加强钛材(表2)

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美、日还相继推出了一些新商标迪胙合金以减轻成本上的职守

。除已提及的TimetalLCB较Ti-6Al-4V成本降落22%表，美国还曾利用残钛出产标称成分为Ti-6Al-4V的RMIRM合金(RM为再循环之意)，并以铁代钒开发了机能好于或蹬宗Ti-6Al-4V，成本却低的Ti-62S(Ti-6Al-2Fe-0.1Si)

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日本曾开发了DAT-51(Ti-22V-4Al)，SAT-2041CF(Ti-20V-4Al-1Sn)和Ti-16V-4Sn-3Nb-3Al等三种冷变形β合金，但在批量出产适应汽车利用或成本上不及TimetalLCB优越

。丰田公司为实显禅门轻量化推出耐高温钛基复合伙料(Ti-MMC)是一种以TiB颗粒作为加强剂，以Ti-6Al-4Sn-4Zr-1Nb-1Mo-0.2Si-0.30和以Ti-7Mo-4Fe-2Al-2V(β合金)为基质迪胙基复合伙料，前者TiB为5%，后者TiB为20%

。用粉末冶金元素掺混法造作

。由于在钛粉内使用Al-25Sn-25Zr-6Nb-6Mo-1.2Si母合金粉及TiB2粉作硼源原位形成TiB颗粒，成本显著降落

。气门装在发起机上比通常冈禅门发起机减沉40%；气门弹簧减沉16%

。最高转数提高到700转/分，高转速下的噪声降低30%

。凸轮轴驱

动力矩造成的磨擦减弱20%，达到了提高机能、削减燃油损耗的主张

。这种新资料在价/性比上颠覆了对通常钛合金的印象，因而，自1998年以来，丰田已把50万只粉冶钛基复合伙料投入市场，获得了在批量出产汽车中利用钛的突破

。但成本仍为冈禅门的2倍

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2、当前汽车中利用钛的规模

日本为拓展钛的民用市场，1990年起头在赛车出产中使用Ti-3Al-2V(La，Ce)-0.1Si(DAT-52F)造作连杆，以提高车速、功率输出并减幼发起机噪声

。由于该合金的切削能力优异，其时形成年产25000个钛连杆的规模

。1998年丰田利用成本较低迪胙基复合伙料，批量出产了钛气门，按每个钛基复合伙料气门25g，年均出产100000个气门计，每年仅此一项用钛量为2.5t，5年共用钛12.5t，设备了Altezza轿车共31250辆

。尔后公共集团在LupoFSI紧凑型轿车上批量利用了钛后悬簧

。奥地利活动摩托车造作商KTM在Motocross发起机LC8上使用了薄达0.33mm的排气消音器

。2001年美国通用汽车公司在其ChevroletCorvetteZ06活动车上起头设备用Ⅱ级化学纯钛造作的全钛排气消音器，沉量仅11kg，而不锈钢消音器沉18.6kg

。形成了日、美、欧汽车产业向利用钛材进军的鼎足之势新局面，在发起机等沉要部位起头了在技术上、经济规模上利用钛的 较量

。油价攀升的火上加油，将彰显21世纪钛在汽车造作中方兴未艾的职位(表3)

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1995年钛在全球汽车造作业中的用量仅为100t，2002年钛在全球汽车、卡车、摩托车中的用量为1100t，尤以日本消费增长最快

。日本1991年在消音器中的用量为90t，1997年将钛引入摩托车排放系统，用量为20t，尔后又将β-钛合金引入弹簧出产，由于成本降落，产量大幅度提高，到2002年钛的总用量已经达到573t，占其钛加工产品总量的4%

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目枪在全球汽车行业中的用量估计约占其总消费量的3%，即约莫1500t左右

。有人预计钛在家庭轿车中应有的增长，有可能将其用量提升到22500t的水平&nbsp；

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