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德国弗劳恩霍夫开发排气系统钛成型技术
来源:盖世汽车网    发布时间:2012/10/22   浏览:()次


  德国弗劳恩霍夫协会研究人员在欧洲板材展览会上提出一种汽车排气系统经济型钛成型技术。

  在汽车行业中,钛材曾经只被用于高端车和赛车上。由于缺少成本效益好的钛材成型技术,进气歧管、排气管和催化转化器、消音器等部件目前都采用高合金不锈钢制造。然而,钛材具有很大的开发潜力,特别适合应用于批量生产的排气系统上。钛材料重量很轻,使用这种材料每个部件能够减轻40%的重量,除此以外,这种材料也更容易获得。钛金属属于地球上十大最常见地壳物质之一。

  高效的金属成型工艺例如深拉或者液压成型工艺并不是非常适用于钛金属的加工。

德国弗劳恩霍夫开发排气系统钛成型技术

  弗劳恩霍夫研究所的机床和成型技术小组组长André Albert 表示:“钛金属目前偏向于采用成型刀具加工。采用这种技术在最坏的情况下这或将导致组件严重损坏,而且加工中产生的温度一旦高于800摄氏度,钛金属会产生变形。”

  艾伯特与他的同事在弗劳恩霍夫研究所Surface Engineering and Thin Films IST项目上合作,开发出一种新技术,利用高温液压成型技术对钛材加工,作为汽车排气系统的材料。这种成型过程仅需一道加工工序就能完成。

  截止目前为止,利用中间热处理对不同位置的材料进行加工至少需要3个步骤。科学家们开发了一种新的工艺和自定义工具,它可以承受超过800℃的环境。

  André Albert表示:“高温炉加热成型后的钛材需要经过淬火工序,但容易发生加工硬化,残余应力大的现象。为了使材料不发生开裂,在金属的再结晶过程中需要小心。这将是工序非常多的工艺,在大量生产的排气系统中并不适用。在极高的温度下,这种微观结构的变化可以被避免。”

  约1.4×1.2米的成型工具由镍基合金这类高性能材料制造,能够在800℃的高温下不发生氧化。在钛材表面涂上几毫米厚的特殊涂层能够防止钛材在加工过程中粘附在成型工具上,从而有效避免了部件开裂和表面材料不均。

  IST的涂料专家Martin Weber表示:“从约500℃开始,铝材有强烈的氧化倾向。出于这个原因,在高温加工的情况下需要采用保护气体,比如氩气。经过广泛的测试各种材料,我们能够开发出适合于不同温度环境的各种理想表面涂料。”









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