Ka hoʻohana ʻana o ka titanium alloy i ka hana ʻana i nā kaʻa māmā
He aha nā mea maikaʻi o ka titanium alloy?
ʻO nā huila Titanium no nā kaʻa loaʻa nā hiʻohiʻona o ka haʻahaʻa haʻahaʻa, nā waiwai mechanical maikaʻi loa, ka biocompatibility maikaʻi, ka pale ʻana i ka corrosion, ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe, a me ka paʻakikī haʻahaʻa haʻahaʻa. Ua hoʻohana nui ʻia lākou i ka hana o ka hana kaʻa. ʻO ka nui o ka titanium alloy he 60% wale nō o ke kila, akā hiki i ka ikaika ke piʻi ma mua o 800MPa. Mālama mau ia i nā waiwai mechanical maikaʻi ma kahi o 500 ℃ a loaʻa iā ia ka maikaʻi o ka wili a me ka hoʻokumu ʻana i nā waiwai. Ua hoʻohana ʻia i ka hana ʻana i nā kaʻa heihei ma mua o 20 mau makahiki i hala. ʻO ka nui o ka mīkini heihei e hoʻemi nui ʻia me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o ka mīkini.
I kēia manawa, hoʻolaha nui ʻia nā ʻāpana alloy titanium i hoʻohana ʻia i ka hana kaʻa i nā ʻōnaehana exhaust kaʻa, nā ʻōnaehana mīkini, ka hoʻouna ʻana a me nā ʻōnaehana damping vibration, a me nā kiʻi kino.
Pehea e hoʻohana ʻia ai ka titanium i ka ʻoihana kaʻa?
1. Pūnaehana hoʻopau
Pono nā mea ʻōnaehana hoʻopau kaʻa e loaʻa nā waiwai mechanical wela kiʻekiʻe a me ke kūpaʻa ʻana i ka corrosion e nā mea S a me Cl. Hana ʻia nā hui valve exhaust kuʻuna me ke kila kila, akā ʻoi aku ka maikaʻi o nā alloys titanium e like me nā mea hoʻopau pahu ma ke ʻano o ka hana.
ʻO ka paipu hoʻihoʻi ea titanium i hoʻohana ʻia i loko o ke kaʻa Chevrolet Corvette Z206 hou e pale pono i nā pilikia e like me ka pitting corrosion a weld corrosion ma nā paipu kila kila. Hoʻonui ia i ka pono o ka puhi ʻana i ka wahie a me ka hiki ke holo wikiwiki a hoʻopōkole i nā mamao braking.
Timet, ka nui loa Titanium alloys no ka mea hana kaa ma ʻAmelika Hui Pū ʻIa, ua hoʻokō ʻia i ka R&D a me ka hana ʻana i nā ʻōnaehana hoʻopau titanium alloy. Nui nā hui Kepani i hana i ka noiʻi a me ka hana hoʻomohala pili. I kēia manawa, ua hoʻopuka ʻo Fuji Heavy Industries Co., Ltd. i kahi helu palena o 440 sets o nā ʻōnaehana hoʻopau kaʻa titanium alloy. ʻūhā.
2. Pūnaehana mīkini
ʻO ka ʻōnaehana kaʻa kaʻa ka mea maʻamau i hoʻohana ʻia o ka titanium alloy ma ke kahua kaʻa. ʻO nā noi nui o ka titanium alloy i loko o ka ʻōnaehana ʻenekini e pili ana i nā valves, connecting rods, crankshafts, valve seats, a me nā mea ʻē aʻe.
Hoʻohana ʻo Honda Motor Co. o Iapana i nā koʻokoʻo hoʻohui titanium i hoʻopaʻa ʻia i kāna mīkini NSX heihei V-6; Hoʻohana ʻia ʻo Mitsubishi Motors Corp. i nā noho puna wai titanium valve i nā mīkini kiʻekiʻe, ʻehā-cylinder engines, a hoʻohana ʻia nā koʻokoʻo hoʻohui titanium i nā kaʻa Porsche.
(1) Vale
Ma nā ʻōlelo o nā kīwaha titanium alloy, ua hana ʻo ʻAmelika a me Iapana i nā hana noiʻi. Ke hoʻohana nei ʻo ʻAmelika Hui Pū ʻIa i kēia manawa i ka huila Ti-6Al-4V no ka hana ʻana i nā kiwi komo a me ka huila Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo e hana i nā kiwi hoʻopau; ʻoiai ʻo Iapana Toyota e hoʻohana ana i ka huila Ti-6Al-4V/Ti B no ka hoʻomākaukau ʻana i nā kiwi komo a me ka alloy Ti-Al-Zr-Sn-Mo-Nb-Si/Ti B no ka hoʻomākaukau ʻana i nā kiwi hoʻopau. ʻO kēia mau ʻano o ka titanium alloys he mau waiwai mechanical kiʻekiʻe kiʻekiʻe, kūpaʻa oxidation, a me ke kūpaʻa creep, hiki ke hoʻomaikaʻi maikaʻi i ka hana ʻenekini a hoʻonui i ka wikiwiki kaʻa.
(2) Noho kiwi
Ua hoʻohana nui ʻia nā noho valve alloy Titanium i nā kaʻa heihei a me nā kaʻa haʻuki, ʻoi aku ma mua o 250,000 sets i hana ʻia i kēlā me kēia makahiki. Hana ʻia lākou me ka Ti-6Al-4V a i ʻole Ti-5Al-2Cr-1Fe alloy. No ka mea he maʻalahi ke ʻano o ka noho valve, hoʻohana nui ʻia i ka ʻAʻole kiʻekiʻe nā koi no ka hana ʻana i ka mīkini, a ʻaʻole pono ka mālama ʻana i ka ʻili. He maʻalahi ke kumukūʻai, a ʻike ʻia ka hopena ma ke ʻano o ka hoʻemi kaumaha o nā kaʻa.
(3) Kookoo hookui
ʻO ka hoʻohana ʻana i nā koʻokoʻo hoʻohui titanium hiki ke hōʻemi pono i ka nui o ka mīkini a hoʻomaikaʻi i ka hana kaʻa. I kēia manawa, ʻo ka mea hoʻomākaukau nui ʻo Ti-6Al-4V alloy. Ke hoʻomohala nei ʻo Daido Co., Ltd. o Iapana i ʻelua-phase titanium alloy Ti-3Al-2V-0.2Si-0.47Ce-0.27La. He machinability maikaʻi kēia alloy a he maikaʻi nō hoʻi i nā waiwai mechanical, nā waiwai luhi, a me ka pale ʻana i ka corrosion. , ua manaʻo ʻia e hoʻohana ʻia i ka hoʻohui ʻana i nā ʻāpana koʻokoʻo e hoʻokō wikiwiki a me ka deceleration o nā ʻenekini.
(4) Crankshaft
ʻOiai ʻaʻole hoʻohana nui ʻia nā crankshafts titanium alloy i kēia manawa, ua hōʻoia ʻia ka alloy Ti-3Al-2.5V i hoʻomohala kūikawā ʻia e Iapana ma nā kaʻa heihei Honda. Hoʻemi maikaʻi ia i ka nui a hoʻonui i ka wikiwiki o ka mīkini e 700r / min, e hōʻoiaʻiʻo ana i nā pono o ka titanium o kahi crankshaft alloy. I ka manawa like, ke hoʻāʻo nei ʻo Iapana i ka hana ʻana i kahi crankshaft alloy Ti-5Al-2Cr-Fe a manaʻolana e hoʻohana nui ʻia ka titanium alloy i nā ʻāpana crankshaft.
3. Pūnaehana hoʻemi haʻalulu
ʻO ka mea nui o ka ʻōnaehana hoʻokuʻu ʻana i ka vibration-damping kaʻa ʻo ia ka puna wai hoʻomaha. Ke hoʻohālikelike ʻia me ke kila puna kaʻa maʻamau, ʻoi aku ka ikaika kikoʻī o ka titanium alloy, ka modulus shear haʻahaʻa, a me ka ikaika luhi ʻoi aku ka maikaʻi, no ka hana ʻana i nā puna wai hoʻoheheʻe kaʻa. No ka mea, ua like ka deflection o ka puna i ka helu o ka huli a me ka like ole i ka modulus shear o ka mea, pono ka liʻiliʻi o nā pūnāwai titanium alloy ma mua o nā pūnāwai kila no ka loaʻa ʻana o ka pane puna like, e hōʻemi pono ana i ka nui o ka pūnāwai. , mālama wahi.
I ka manawa like, hiki i nā pūnāwai titanium alloy ke hoʻonui i ka resonant frequency o ka puna a hoʻonui i kona ola lawelawe. I kēia manawa, hana ʻia ka hapa nui o nā pūnāwai titanium me ka ʻāpana beta titanium alloy. Ua hoʻohana ka German Volkswagen Company iā Lupo FSI titanium alloy gear springs i kekahi mau kaʻa, me kahi o 3,500 mau kaʻa i hoʻohana ʻia.
4. Kino kino
Ma ke ʻano o nā ʻāpana kino o ke kaʻa, ʻoi aku ka ikaika kikoʻī o ka titanium alloy, ka haʻahaʻa haʻahaʻa, a me ke kūpaʻa corrosion maikaʻi e hōʻike ana he mea maikaʻi ia no ka hoʻomākaukau ʻana i ke kino o ke kaʻa. I kēia manawa, ke hoʻohana nei kekahi mau ʻoihana kaʻa i nā alloys titanium i nā ʻāpana e like me nā brackets gear a me nā piston caliper brake. Ma waena o nā mea hoʻoili, ke hoʻomohala nei ʻo Iapana i kahi kaʻina hana no ka hoʻomākaukau ʻana i nā casings alloy titanium e ka wili kiʻekiʻe. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā pahu kila, hiki i ka titanium alloy casings ke hōʻemi i ka hopena o ka lele lele a loaʻa i nā hopena buffering maikaʻi aʻe.
Eia kekahi, hoʻohana pū ʻia nā alloys titanium i nā mea paʻa kaʻa a me nā mea ʻē aʻe. Me ka hoʻomau mau ʻana o nā kaʻina hana hoʻomākaukau ʻana o ka titanium alloy a me ka ʻoihana kaʻa, ʻoiaʻiʻo e hoʻohana hou ʻia nā alloys titanium i nā ʻāpana kaʻa.
5. ʻO ke koʻikoʻi o nā alloys titanium i ka māmā māmā
Ua ʻike ʻia ka helu ʻana e nā hui noiʻi ʻē aʻe i ka wā e hoʻemi ʻia ai ka maikaʻi holoʻokoʻa o ke kaʻa e 10%, hiki ke hoʻemi ʻia ka hoʻohana wahie e 6% a 8%. Ua hōʻike ʻia kekahi mau haʻawina no kēlā me kēia 91kg hoʻēmi kaumaha i loko o kahi kaʻa, hiki ke loaʻa ka awelika o 0.43km ʻoi aku ka mile no ka lita o ka wahie. No laila, me ka ulu mau ʻana o ka hoʻokele waiwai o koʻu ʻāina a me ka piʻi nui ʻana o nā kaʻa, ua lilo ka māmā o ke kaʻa i kekahi o nā ala nui e hōʻemi ai i ka hoʻohana ʻana i ka ikehu a e hōʻemi i ka haumia o ka ea.
Hoʻohana nui ʻia ka Titanium a me ka titanium alloy i nā ʻāpana kaʻa ma muli o kā lākou mau waiwai kino a me nā kemika. ʻO ka hoʻohana ʻana i nā mea titanium ʻaʻole ia e hoʻomaikaʻi wale i ka hana a me ka palekana palekana o nā kaʻa, akā he hana koʻikoʻi nō hoʻi i nā kaʻa māmā, e hōʻemi pono i ke kaumaha o nā kaʻa a me ka hoʻemi ʻana i ka wahie.
Ke hoʻohālikelike ʻia me ka ʻōnaehana kila kila kuʻuna, hoʻohana ka ʻōnaehana hoʻopau kaʻa i kahi hui paipu hoʻihoʻi titanium huelo nozzle, hiki ke mālama i ka 8.2kg i ke kaumaha. Ma nā ʻāpana ʻenekini e like me nā valves a me nā lāʻau hoʻohui, hiki i ka hoʻohana ʻana i nā huahana titanium alloy ma kahi o ke kila kahiko a me nā mea hao hao hiki ke hoʻemi pono i ke kaumaha o ka mīkini.
Wahi a ka noiʻi ʻana i ka ʻoihana kaʻa kaʻa Iapana, hoʻohana ʻia nā valve mana automotive e pili ana i 0.8kg o nā ʻāpana waiwai titanium, e like me ka hopena i loaʻa e 20kg o nā ʻāpana kila; hiki i kēlā me kēia noho valve titanium ke hoʻemi i ka nui ma kahi o 10g i hoʻohālikelike ʻia me nā noho valve kila; ʻO nā koʻokoʻo a me ka crankshaft i hana ʻia me ka titanium alloy, ʻoi aku ka maikaʻi o ka hōʻemi ʻana i ka nui o ka mīkini.
Ma ka ʻōnaehana damping vibration, hiki i kēlā me kēia puna wai titanium alloy ke hoʻemi i ka nui ma mua o 60% i hoʻohālikelike ʻia me nā pūnāwai kila. Hoʻohālikelike ʻia me 4 mau pūnāwai hoʻomaha no kēlā me kēia kaʻa, ma hope o ka hoʻololi ʻana i nā pūnāwai titanium alloy, hiki i kēlā me kēia kaʻa ke lilo i 9 ~ 13.6kg i ke kaumaha. Eia kekahi, ʻo ka nui o ka titanium alloy silencer he 5 ~ 6kg wale nō, ʻo ia ka 40% māmā ma mua o ka silencer stainless steel.
ʻO ka lawe ʻana i kahi kaʻa liʻiliʻi maʻamau ma ke ʻano he laʻana, inā hoʻohana ʻia nā ʻāpana kaʻa titanium alloy e hoʻololi i nā ʻāpana kuʻuna, e hoʻemi ʻia ke kaumaha o ke kaʻa mai kahi 1,500kg a i kahi 1,000kg. Hiki ke hōʻemi ʻia ka nui o ke kaumaha ma 30%, a hiki ke hoʻemi ʻia ka nui o ka wahie e 20%. Ma luna aʻe o kēia mau mea e hoʻemi nui i ka hoʻohana ʻana i ka wahie a puni ka honua a hoʻopau maikaʻi i nā pilikia o ka nele o ka ikehu a me ka pollution kaiapuni.
Hōʻike ka ʻikepili i luna i ka hoʻohana ʻana i nā alloys titanium i nā hopena ʻike i nā kaʻa māmā. I ka ʻoihana kaʻa hou, pono e hoʻomohala ʻia ka ʻenehana noiʻi o ka titanium a me ka titanium alloys i nā ʻāpana kaʻa e hoʻonui i ka nui o nā alloys titanium i hoʻohana ʻia i nā kaʻa.
I kēia manawa, ʻo ka hoʻohana ʻana i nā alloys titanium i ka ʻoihana kaʻa o koʻu ʻāina aia nō i ka pae hoʻokolohua. ʻO nā pilikia koʻikoʻi ke kiʻekiʻe o ke kumukūʻai o nā mea alloy titanium a paʻakikī ke hana ʻana i nā ʻāpana.
No laila, ʻo ka hana nui i ka wā e hiki mai ana, ʻo ia ka hoʻemi ʻana i ke kumukūʻai o nā ʻāpana alloy titanium ma o ka hoʻomohala ʻana i nā mea hao titanium alloy, e hōʻemi ana i ke kumu kūʻai o nā mea hoʻonaninani titanium, a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana pono o nā ʻāpana alloy titanium ma o ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka ʻenehana hana.
Hōʻike ka ʻike haole ma ka hoʻohui wale ʻana i ka hoʻolālā kaʻa a me nā hui hana a me nā mea hoʻomohala titanium alloy hiki iā mākou ke hāʻawi i nā mea ʻoi aku ka maikaʻi o ka titanium alloy no nā kaʻa.
Manaʻo ʻia me ka hoʻomau mau ʻana o ka hana noiʻi a me ka hoʻomohala ʻana, titanium alloys no nā kaʻa e pāʻani ana i kahi hana koʻikoʻi i ka ʻoihana kaʻa hou o koʻu ʻāina a paipai i ka hoʻomohala mau ʻana o ka ʻoihana kaʻa.
