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鈦合金進、排氣閥的應用

來源:鈦板,鈦棒,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金,鈦材 發布時間:2016-3-4 9:41:02
美國廠家利用鈦合金制作進、排氣閥較普遍,進氣閥使用Ti-6Al-4V鈦合金。利用鈦合金制作汽車閥,不僅可減輕重量,延長使用壽命,而且可靠性高,還可節省燃油。日本日立公司制造的燒結進氣閥門已供應日本的汽車工業市場。
 
在高溫下的排氣閥使用的代表性合金是Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(6242S)。但摩托車較四輪車閥更易長期暴露在高溫區,所以又選用了耐熱性更好的[email protected](Ti-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)。該合金在實用鈦合金中是耐熱性最好合金之一,但其耐用溫度約為600℃,而二輪排氣閥則要求要有800℃左右的耐熱性,所以必須選擇最佳的熱處理條件,再探討是否適用。因此在不同的熱處理條件下,評價了在室溫~800℃下的拉伸特性、耐高溫蠕變特性,沖擊特性及疲勞特性,以把握最好的材料特性匹配,并在合適的條件下制作發動機閥。施以最佳熱處理的[email protected]在室溫~700℃的溫度范圍,其0.2%屈服強度高于普通鋼制排氣閥材SUH35,在800℃附近兩者基本相同。該合金在800℃下的疲勞性能與SUH35也相同。最擔心的抗高溫蠕變性能也優于SUH35。也就是說對該合金處理以適當的熱處理,就可確保閥的各種特性。大家已經知道,含Al鈦合金在600℃溫度區若長時間暴露則會生成α2規則相,致使延性降低。但本合金在該溫度區長時間暴露仍保留有足夠的延性。
 
各汽車公司紛紛進行發動機閥用廉價鈦材開發,并有一部分已達到批量化。鈦材的制造成本中占材料1/3以上的價格是海綿鈦,若用等外海綿鈦生產加工材,這樣價格自然就會降低。在這種情況下開發了廉價的Ti-6Al-4V鈦合金。即使用制造閥坯料時也應以降低成本為主。一般說來,閥的鍛造坯料將傘部鐓鍛,采用軸徑略相同的絲材。但在制造絲材時,要重復軋制、拉絲、退火工藝,再除取表面氧化層,這樣材料的成品率較不好,與棒材相比價格較高。這里所指的閥采用廉價的棒材到鍛坯采用的是擠壓鍛造法。耐磨處理時采用的是廉價的OD法。再加之前處理工藝的省略,可大幅度實現零件成本的降低。
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