Напредна технологија на материјали - автомобилски титаниумски мотор
Големата јачина, мала густина и, во исто време, одличната отпорност на корозија го прават титаниум исклучително привлечен за лесните компоненти во автомобилскиот инженеринг. Сепак, титаниумот сè уште не е во можност да се етаблира во голем обем во автомобилскиот инженеринг. Главната причина за ова е значително повисоката цена од онаа на конкурентските материјали како што се челик и алуминиум. Сепак, титаниумот е од голем интерес за некои апликации. Новите, ефективни процеси на производство, намалениот број на цилиндри во мотори со супер полнење и зголемените барања повторно ја зголемуваат привлечноста.
Титаниум е идеално погоден за употреба како материјал за поврзување на прачки. Приближно еднаква јачина и значително помала густина од челикот можат ефективно да се претворат во намалување на тежината. Поголемото намалување на тежината е отежнето особено со модулот на еластичност, кој е мал во однос на јачината и цврстината на која влијае ова. Неповолните триболошки својства што го прават премазот неопходен, имаат неповолно влијание и врз цената на компонентата. Сепак, новите легури на титаниум ги елиминираат двата проблеми. Покрај тоа, тие можат подобро да се интегрираат во процесот на производство, како што е ласерско пукање.
Двете поврзувачки прачки управуваат без обложување на страничните контактни површини. Цврстина на приближно 140 GPa за Ti-Bor-SB62 и 132 GPa за титаниум-MMC е поголема од онаа на конвенционалните легури на титаниум.
Целта е да се произведат ефтини врски за поврзување на титаниум кои можат лесно да се интегрираат во воспоставените процеси на производство. Ова овозможува понатамошно намалување на тежината кај моторите со високи перформанси и моторите со супер полнење од новата генерација на „мали димензии“.
Титаниумските вентили се користат првенствено во тркачките мотори од 60-тите години на минатиот век. Високата цена и недоволната отпорност на топлина, особено за издувните вентили, спречија да се користат во големи размери. Интерметалните легури TiAl од третата генерација, како и новоразвиените конвенционални легури на титаниум имаат значително подобрени својства. Орторомбични легури на титаниум, кои имаат многу висока јачина на високи температури, се исто така интересни за специјални апликации.
АМТ ги тестираше најдобрите достапни легури на титаниум за вентили за внесување и издувни гасови во текот на многу години. Како резултат, сега можеме да ја понудиме најновата генерација на легури на титаниум. Овие се супериорни во однос на конвенционалните легури во однос на јачината и отпорноста кон ладење. Во зависност од профилот на барање, конвенционални легури на висока температура или меѓуметални титаниум.
За мотори со високи перформанси со приврзоци за кофи или возови за вентили за ракави, титаниумските вентили се поволни со цел да се намалат подвижните маси. Исто така, постојат предности со ролери и рокери, ако намалувањето на тежината се спроведе соодветно.
Иако коленестото вратило од титаниум е секако екстремна компонента во однос на трошоците, новите процеси на производство на титаниум овозможуваат компоненти во форма на нет-облик со значително пониски трошоци отколку порано. Тука треба да се покаже изводливоста на компонентата. Целосната функционалност е дадена со значително намалување на тежината од над 40%. Целта беше исто така да се испита обработливоста на композитите од титаниум (Ti-MMC). Со користење на соодветни методи на обработка, времето и трошоците за обработка може значително да се намалат. Легурата што се користеше беше металуршки направена легура на титаниум-MMC, Ti-6Al-4V + 12% TiC. Овие се карактеризираат со висока јачина, цврстина и многу добра отпорност на абење.