ชิ้นส่วนไทเทเนียมที่ใช้ในรถยนต์

มาตรฐานอ้างอิง: ASTM B348, ASTM B863|การใช้งาน: ชิ้นส่วนเครื่องยนต์และแชสซีสำหรับรถยนต์สมรรถนะสูง|จัดหาสเปน เม็กซิโก โคลอมเบีย เปรู และชิลี

1. พื้นฐานการสมัครและที่มาของต้นทุน

การใช้ไทเทเนียมในภาคยานยนต์มีวัตถุประสงค์หลักสองประการ: การลดมวลของชิ้นส่วนทางเลือกของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (การลดลงเพียงไม่กี่กรัมก็มีประโยชน์ต่อพฤติกรรมแบบไดนามิก) และช่วยให้รถมีความสว่างโดยรวม การใช้งานส่วนใหญ่เน้นที่ส่วนประกอบเครื่องยนต์และชิ้นส่วนแชสซี

1.1 รายการชิ้นส่วนทั่วไป

เครื่องยนต์: วาล์ว, สปริงวาล์ว, ตัวยึดสปริงวาล์ว, ก้านสูบ; นอกจากนี้ แขนโยก หมุดลูกสูบ โรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์

แชสซี: สปริงกันสะเทือน, ระบบไอเสีย, เพลาเพลา, องค์ประกอบยึด; นอกจากนี้ ยังมีน็อตดึง, ส่วนรองรับการหยุด, คานป้องกันประตู, ลูกสูบคาลิปเปอร์เบรก, จานและแผ่นคลัตช์, ปุ่มเปลี่ยนเกียร์

1.2 สาเหตุของต้นทุนที่สูงและวิธีการลดต้นทุน

ไทเทเนียมและโลหะผสมถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์มาตั้งแต่ปี 1950 แต่การใช้งานนั้นดำเนินไปอย่างช้าๆ สาเหตุหลักมาจากต้นทุนที่สูง

ไทเทเนียมมีจุดหลอมเหลวสูงและมีฤทธิ์ทางเคมีสูง ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และคาร์บอนได้ง่าย วิธีการทางอุตสาหกรรมทั่วไปคือกระบวนการลดแมกนีเซียมของ Kroll เพื่อผลิตฟองน้ำไทเทเนียม เป็นกระบวนการที่ไม่ต่อเนื่อง ใช้พลังงานสูง มีวงจรยาวนานและไม่สามารถผลิตได้อย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้ยังใช้แมกนีเซียมจำนวนมากเป็นตัวรีดิวซ์ ทำให้ต้นทุนพื้นฐานเพิ่มขึ้น

ค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับองค์ประกอบโลหะผสม

วิธีลดต้นทุน: จัดการเศษเหล็กและการตัดที่เกิดขึ้นจากการตัดเฉือนอย่างเหมาะสม ใช้เป็นประจุในเตาเผาในโรงหล่อความเสี่ยงด้านโลหะวิทยาที่สำคัญ: เศษรีไซเคิลต้องมีการบำบัดให้บริสุทธิ์ หากไม่ได้ควบคุมสิ่งเจือปนระหว่างหน้า O-N-H จะเกิดการเสื่อมสภาพของความเหนียวและความต้านทานต่อความเมื่อยล้า ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ที่ต้องรับน้ำหนักสลับกัน

1.3 พื้นที่ใช้งาน

ส่วนประกอบน้ำหนักเบาสำหรับรถยนต์และรถจักรยานยนต์สมรรถนะสูง ชิ้นส่วนเครื่องยนต์และแชสซี

2. โหมดความล้มเหลวบ่อยครั้งในโครงการอุตสาหกรรม

การใช้เศษโลหะโดยไม่มีการทำให้บริสุทธิ์อย่างเหมาะสม สิ่งเจือปน O-N-H สูง ความล้มเหลวเนื่องจากความล้าก่อนวัยอันควรในชิ้นส่วนที่ต้องรับภาระสลับกัน

ตัวยึดไทเทเนียมแบบแห้งโดยไม่มีการเคลือบป้องกันการยึดเกาะ ปรากฏการณ์การยึดด้าย การแตกหักระหว่างการประกอบ

การเลือกเกรดสำหรับการบริการไม่ถูกต้อง: ชิ้นส่วนไอเสียที่มีโลหะผสมที่ไม่เหมาะสม, ออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง; สปริงที่มีคุณสมบัติไม่เพียงพอ ความล้มเหลวเนื่องจากความล้าแบบยืดหยุ่น

โดยทั่วไประบุ "ชิ้นส่วนไทเทเนียมในรถยนต์" โดยไม่มีมาตรฐาน ASTM หรือรหัส UNS ไม่มีขีดจำกัดสำหรับสิ่งเจือปนคั่นระหว่างหน้า O-N-H ไม่มีข้อกำหนดเมื่อยล้า โดยไม่มีการควบคุมว่ามีการใช้เศษซากรีไซเคิลหรือไม่

อาศัยการวิเคราะห์ PMI-XRF โดยเฉพาะเพื่อการยอมรับอย่างสมบูรณ์ ตรวจจับเฉพาะองค์ประกอบโลหะผสมที่สำคัญเท่านั้น ไม่ได้ตรวจวัดสิ่งเจือปน O-N-H หรือคุณสมบัติความล้า การยอมรับตามรายงาน MTC ฉบับสมบูรณ์ การทดสอบความล้า ถ้ามี

3. คำแนะนำทางเทคนิคเสริม

สำหรับชิ้นส่วนเครื่องยนต์ทางเลือก การลดมวลลงเล็กน้อยจะช่วยปรับปรุงพฤติกรรมแบบไดนามิก หากใช้เศษรีไซเคิลในโรงหล่อ จำเป็นต้องมีการควบคุมสิ่งเจือปนคั่นระหว่างหน้า O-N-H อย่างเข้มงวด

องค์ประกอบเกลียวไทเทเนียมจำเป็นต้องมีการเคลือบป้องกันการยึดเกาะ การติดตั้งแบบแห้งทำให้เกิดการยึดเกลียว

ในคำสั่งให้กำหนดมาตรฐาน ASTM รหัส UNS แยกแยะเกรดสำหรับท่อไอเสีย สปริง และอุปกรณ์ยึด กำหนดขีดจำกัด O-N-H ข้อกำหนดด้านความล้าสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ หากอนุญาตให้ใช้เศษรีไซเคิลได้ ให้กำหนดขีดจำกัดสิ่งเจือปน

รายงาน MTC ควรรวมการวิเคราะห์ที่สมบูรณ์ด้วยสิ่งเจือปนระหว่างหน้า O-N-H และคุณสมบัติทางกล การทดสอบความล้าสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ หากมี PMI-XRF ใช้เป็นเช็คเสริมเท่านั้น

การปรับเปลี่ยนเกรด กระบวนการ หรือโครงร่างการผสมใดๆ จะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากฝ่ายวิศวกรรมโครงการ

4. ความเสี่ยงโครงการโลหะและอุตสาหกรรม

เศษรีไซเคิลที่ไม่มีการทำให้บริสุทธิ์ มีสิ่งสกปรก O-N-H สูง, ความล้มเหลวเมื่อยล้าก่อนวัยอันควร

การติดตั้งเกลียวไทเทเนียม-ไทเทเนียมโดยไม่มีการเคลือบป้องกันการยึดเกาะ การยึดและความเสียหายของด้าย

เกรดไม่เหมาะกับอุณหภูมิโหลดบริการ ออกซิเดชันหรือความล้มเหลวของความเหนื่อยล้าแบบยืดหยุ่น

คำสั่งทั่วไปที่ไม่มีมาตรฐาน UNS หรือการควบคุมสิ่งเจือปนคั่นระหว่างหน้า ขาดข้อกำหนดสำหรับเศษซากรีไซเคิล

พยายามยอมรับโดยสมบูรณ์โดย PMI-XRF เท่านั้น ไม่ได้ประเมินสิ่งเจือปนของ O-N-H หรือประสิทธิภาพความล้า

การเปลี่ยนแปลงระดับหรือแผนการควบรวมกิจการโดยไม่ได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรทางวิศวกรรม

5. รายการตรวจสอบคำสั่งซื้อ

ระบุมาตรฐาน ASTM ที่สอดคล้องกัน (B348 / B863) รหัส UNS แยกแยะเกรดสำหรับท่อไอเสีย สปริง และอุปกรณ์ยึด

ข้อกำหนดทางเทคนิค: ขีดจำกัดสำหรับสิ่งเจือปนในโฆษณาคั่นระหว่างหน้า O-N-H ข้อกำหนดด้านความล้าสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องรับภาระแบบสลับ เคลือบป้องกันการยึดสำหรับชิ้นส่วนเกลียว หากอนุญาตให้ใช้เศษรีไซเคิลได้ ให้กำหนดขีดจำกัดสิ่งเจือปน

ขอ MTC ที่สมบูรณ์: การวิเคราะห์การหล่อ รวมถึง O-N-H คุณสมบัติทางกล รายงานการทดสอบความล้าหากใช้ได้กับชิ้นส่วนที่สำคัญ

การตรวจสอบที่แผนกต้อนรับ: การทบทวนเอกสารเป็นสิ่งสำคัญ PMI-XRF เป็นการตรวจสอบโลหะผสมเสริมเท่านั้นไม่ได้ใช้เป็นเกณฑ์การยอมรับขั้นสุดท้าย

การทดแทนเกรดหรือการปรับเปลี่ยนโครงการฟิวชันจะต้องได้รับการอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษรจากแผนกวิศวกรรมโครงการ

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: การลดน้ำหนักชิ้นส่วนทางเลือกของเครื่องยนต์สันดาปภายในมีความสำคัญอย่างไร

ตอบ: ชิ้นส่วนที่มีการเคลื่อนที่แบบลูกสูบ แม้ว่าจะสูญเสียมวลเพียงไม่กี่กรัม แต่ก็สามารถปรับปรุงการตอบสนองแบบไดนามิกของเครื่องยนต์และลดความเฉื่อยในการเคลื่อนที่ได้

ถาม: อะไรคือสาเหตุหลักของราคาไทเทเนียมที่สูง?

ตอบ: กระบวนการทางอุตสาหกรรมของ Kroll ในการผลิตฟองน้ำไทเทเนียมนั้นไม่ต่อเนื่อง ใช้พลังงานจำนวนมากและมีแมกนีเซียมจำนวนมากเป็นตัวรีดิวซ์ นอกเหนือจากนี้ยังมีต้นทุนในการผสมองค์ประกอบต่างๆ

ถาม: การใช้เศษไทเทเนียมรีไซเคิลมีความเสี่ยงอะไรบ้างในการลดต้นทุน

ตอบ: หากเศษที่ไม่ผ่านการบำบัดอย่างเหมาะสม สิ่งเจือปน O-N-H ที่คั่นระหว่างหน้าจะเพิ่มขึ้น สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ที่มีโหลดสลับกัน จะทำให้เกิดการสูญเสียความเหนียวและความล้าก่อนวัยอันควร จำเป็นต้องกำหนดขีดจำกัดที่เข้มงวดของสิ่งสกปรก

ถาม: ข้อกำหนดพิเศษสำหรับตัวยึดเกลียวไทเทเนียมมีอะไรบ้าง?

ตอบ: หน้าสัมผัสเกลียวไทเทเนียม-ไทเทเนียมแบบแห้งทำให้เกิดปรากฏการณ์การจับยึดเย็นได้ง่าย จำเป็นต้องใช้สารเคลือบป้องกันการยึดติดที่มีโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์หรือเทียบเท่า

ถาม: เกรดสำหรับท่อไอเสียรถยนต์ สปริง และตัวยึดสามารถเปลี่ยนได้โดยตรงหรือไม่

ตอบ: ไม่ แต่ละเกรดได้รับการออกแบบสำหรับอุณหภูมิและประเภทของโหลดที่แน่นอน การเปลี่ยนทดแทนใดๆ จำเป็นต้องได้รับการประเมินเงื่อนไขการบริการและการอนุมัติทางวิศวกรรมเป็นลายลักษณ์อักษร

ถาม: การวิเคราะห์ PMI-XRF เป็นที่ยอมรับโดยสมบูรณ์สำหรับชิ้นส่วนไทเทเนียมในยานยนต์หรือไม่

ตอบ: ตรวจจับเฉพาะองค์ประกอบโลหะผสมที่สำคัญเท่านั้น ไม่ได้ตรวจวัดสิ่งเจือปนระหว่างหน้า O-N-H หรือคุณสมบัติความล้า การยอมรับขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับรายงาน MTC ฉบับสมบูรณ์ พร้อมด้วยการทดสอบเสริมสำหรับชิ้นส่วนที่สำคัญ