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钛合金进、排气阀的应用

来源:钛板,钛棒,钛管,钛丝,钛设备,钛合金,钛材 发布时间:2016-3-4 9:41:02
美国厂家利用钛合金制作进、排气阀较普遍,进气阀使用Ti-6Al-4V钛合金。利用钛合金制作汽车阀,不仅可减轻重量,延长使用寿命,而且可靠性高,还可节省燃油。日本日立公司制造的烧结进气阀门已供应日本的汽车工业市场。
 
在高温下的排气阀使用的代表性合金是Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(6242S)。但摩托车较四轮车阀更易长期暴露在高温区,所以又选用了耐热性更好的[email protected](Ti-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)。该合金在实用钛合金中是耐热性最好合金之一,但其耐用温度约为600℃,而二轮排气阀则要求要有800℃左右的耐热性,所以必须选择最佳的热处理条件,再探讨是否适用。因此在不同的热处理条件下,评价了在室温~800℃下的拉伸特性、耐高温蠕变特性,冲击特性及疲劳特性,以把握最好的材料特性匹配,并在合适的条件下制作发动机阀。施以最佳热处理的[email protected]在室温~700℃的温度范围,其0.2%屈服强度高于普通钢制排气阀材SUH35,在800℃附近两者基本相同。该合金在800℃下的疲劳性能与SUH35也相同。最担心的抗高温蠕变性能也优于SUH35。也就是说对该合金处理以适当的热处理,就可确保阀的各种特性。大家已经知道,含Al钛合金在600℃温度区若长时间暴露则会生成α2规则相,致使延性降低。但本合金在该温度区长时间暴露仍保留有足够的延性。
 
各汽车公司纷纷进行发动机阀用廉价钛材开发,并有一部分已达到批量化。钛材的制造成本中占材料1/3以上的价格是海绵钛,若用等外海绵钛生产加工材,这样价格自然就会降低。在这种情况下开发了廉价的Ti-6Al-4V钛合金。即使用制造阀坯料时也应以降低成本为主。一般说来,阀的锻造坯料将伞部镦锻,采用轴径略相同的丝材。但在制造丝材时,要重复轧制、拉丝、退火工艺,再除取表面氧化层,这样材料的成品率较不好,与棒材相比价格较高。这里所指的阀采用廉价的棒材到锻坯采用的是挤压锻造法。耐磨处理时采用的是廉价的OD法。再加之前处理工艺的省略,可大幅度实现零件成本的降低。
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