Anwendungen für Titanbauteile in der Automobilindustrie
Relevanz
Um die Leistung eines Kraftfahrzeugmotors zu steigern, muss die Masse der sich hin- und herbewegenden Bauteile ohne Einbußen bei der Festigkeit reduziert werden. Hochfeste und hochtemperaturbeständige Titanlegierungen lösen diese Aufgabe effektiv. Sie eignen sich besonders für die Herstellung von Teilen wie Einlass- und Auslassventilen, Pleueln, Kipphebeln und Schalldämpfern, die zu den kritischsten Bauteilen in Dieselmotoren sowie in Pkw-Motoren gehören. Da Titanlegierungen im Vergleich zu Stahl eine höhere spezifische Festigkeit aufweisen, ermöglicht ihre Verwendung bei der Herstellung von Pleuelstangen eine 30 %ige Verringerung der Belastung der Pleuellager und erhöht deren Zuverlässigkeit und Haltbarkeit erheblich. Die Verwendung von Titan in Komponenten des Ventiltriebs verringert die Spannungen in den Teilen um bis zu 25 %, und die Stoßkraft der Ventilsitze wird um 30 % reduziert.
Anwendung
Die Stangen werden vorzugsweise aus handelsüblichen Legierungen der Sorten VT5, VT8 oder VTZ-1 hergestellt, die eine erhöhte Festigkeit aufweisen. Es wurde eine Studie über die Technologie des Schmiedens einer Pleuelstange für Dieselmotoren durchgeführt. Die Studie wurde durchgeführt, um den Magnetismus zu verringern, da Titan zu den nichtmagnetischen Metallen gehört. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die Materialqualität des Knüppels aus der Legierung VTZ-1 recht zufriedenstellend ist, das Makrogefüge über den Querschnitt des Pleuelstangenknüppels ist feinkörnig und rekristallisiert. Während der Untersuchung wurden keine Faserigkeit, Überbrennungen, Überhitzungen oder andere Stanz- und Wärmebehandlungsfehler festgestellt. Die mechanischen Festigkeitseigenschaften entsprechen den Angaben im Zertifikat der Serienlegierung VTZ-1. Die Anwendungserfahrungen zeigen die Zweckmäßigkeit der Verwendung von Titanlegierungen für die Herstellung von hochbelasteten Teilen von Motoren, Tragstrukturen und dem Fahrgestell des Autos. Studien haben gezeigt, dass die folgenden Legierungen für Automobilteile empfohlen werden:
- für tragende Strukturen von Kraftfahrzeugen: OT4-1, OT4, VT5, VT5-1, VT6 - mittelstarke Legierungen;
- für Fahrwerksteile von Kraftfahrzeugen: AT6, BTZ-1, BT5-1, BT6, BT8, BT14, BT15, BT16 - Legierungen mit mittlerer und hoher Festigkeit;
- Für Motorenteile: BTZ-1, BT8, BT14, BT15. BT16, BT18, CT-1, CT-4 - Güten von hochfesten und hitzebeständigen Titanlegierungen. Das Titan-Institut arbeitet intensiv an der Untersuchung von Auto- und Motorenteilen. Nach Beendigung dieser Arbeiten wird es möglich sein, mit der breiten Einführung von Titanlegierungen in der Automobilindustrie zu beginnen. Gleichzeitig werden die Kapazität und die Zuverlässigkeit der Fahrzeuge erheblich gesteigert. Die Zahl der Teilehersteller wird sich verringern, was sich positiv auf die wirtschaftliche Situation auswirken wird. In naher Zukunft können völlig neue Leichtbaukonstruktionen für Autos entstehen, die leistungsfähig und sehr wendig sind.
Titan in anderen Bereichen des Maschinenbaus
Die Herstellung von Handlochern mit Titanteilen führt zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung der Teile. Am besten geeignet sind Titanlegierungen der Sorten BT-5, OT4. Die Verwendung von Titan in Drehhämmern beweist, dass Titan nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich machbar ist. Durch den Ersatz einiger Teile durch solche aus Titan konnte das Gewicht des Hammers von 32 auf 20 kg reduziert werden. Der Hammer ist sehr einfach zu handhaben, hat eine hohe Lebensdauer und eine gute Korrosionsbeständigkeit. Dies ist ein bedeutender Vorteil, da der Betrieb in den Bergwerken der Nichteisenmetallurgie mit einer feuchten und korrosiven Umgebung verbunden ist.
Leichtindustrie und Lebensmittelindustrie
In den letzten Jahren haben die Fabriken in der Leichtindustrie und der Lebensmittelindustrie, die verschiedene Maschinen und Geräte aus Titanlegierungen herstellen, ihre Arbeit intensiv aufgenommen. Es handelt sich um verschiedene Färbe- und Veredelungsanlagen, automatische Verpackungslinien, Zentrifugen mit Titan-Separatoren und viele andere. In naher Zukunft wird Titan nicht nur bei der Herstellung von Küchen- und Haushaltsgeräten, sondern auch bei der Herstellung von Souvenirprodukten zum Einsatz kommen.
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