ऑटोमोबाइल उद्योग में टाइटेनियम मिश्र धातुओं की आवेदन स्थिति

हाल के वर्षों में, मोटर वाहन उद्योग के तेजी से विकास के साथ, ईंधन की खपत, पर्यावरण संरक्षण और सुरक्षा जैसे मुद्दों ने तेजी से जनता का ध्यान आकर्षित किया है। आगे देखते हुए, ऑटोमोटिव उद्योग की भविष्य की दिशा हल्की, ईंधन की खपत को कम करने और कम उत्सर्जन पर ध्यान केंद्रित करेगी। आधिकारिक अंतरराष्ट्रीय संगठनों के आंकड़ों के अनुसार, कारों में ईंधन दहन से 60% ऊर्जा वाहन के अपने वजन से भस्म हो जाती है। हालांकि उच्च शक्ति वाली पतली स्टील प्लेट, एल्यूमीनियम, मैग्नीशियम, मेटल मैट्रिक्स कंपोजिट और प्लास्टिक रेजिन ने पहले से ही वाहन के वजन को कम करने में भूमिका निभाई है, औद्योगिक टाइटेनियम सामग्री के उद्भव ने ऑटोमोटिव निर्माण के लिए एक बेहतर विकल्प प्रदान किया है।

टाइटेनियम धातु कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध जैसे लाभ प्रदान करता है। ऑटोमोबाइल में टाइटेनियम का उपयोग करने से वाहन के वजन, कम ईंधन की खपत कम हो सकती है, इंजन की दक्षता में सुधार हो सकता है, और शोर को कम करते हुए पर्यावरणीय प्रदर्शन को बढ़ा सकता है। हालांकि, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उच्च लागत ने अपने आवेदन को मुख्य रूप से लक्जरी और स्पोर्ट्स कारों तक सीमित कर दिया है, जिसमें सामान्य वाहनों में दुर्लभ उपयोग है। इसलिए, बाजार की मांगों को पूरा करने वाले कम लागत वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर शोध और विकास करना मुख्यधारा के उपभोक्ता वाहनों में उनके आवेदन को बढ़ावा देने के लिए महत्वपूर्ण है।

मोटर वाहन उद्योग में टाइटेनियम मिश्र धातुओं के वर्तमान अनुप्रयोग

यद्यपि टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग एयरोस्पेस, पेट्रोकेमिकल और शिपबिल्डिंग उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है, मोटर वाहन उद्योग में उनके आवेदन धीमे रहे हैं। 1956 में जनरल मोटर्स द्वारा विकसित पहली ऑल-टाइटेनियम कार के साथ शुरू, टाइटेनियम ऑटोमोटिव घटक 1980 के दशक तक बड़े पैमाने पर उत्पादन स्तर तक नहीं पहुंचे। 1990 के दशक में, लक्जरी कारों, स्पोर्ट्स कारों और रेस कारों की बढ़ती मांग के साथ, टाइटेनियम के घटकों ने तेजी से विकास देखा। ग्लोबल ऑटोमोटिव टाइटेनियम का उपयोग 1990 में केवल 50 टन था, 1997 में 500 टन तक बढ़ गया, 2002 में 1,100 टन, और 2009 में 3, 000 टन। यह 5, 000 से अधिक का अनुमान है।

इंजन कनेक्टिंग रॉड्स:
टाइटेनियम मिश्र धातुओं को जोड़ने के लिए एक आदर्श विकल्प है। टाइटेनियम कनेक्टिंग रॉड्स प्रभावी रूप से इंजन के वजन को कम कर सकते हैं, ईंधन दक्षता में सुधार कर सकते हैं और उत्सर्जन को कम कर सकते हैं। स्टील की छड़ की तुलना में, टाइटेनियम की छड़ 15%-2 0%तक वजन कम कर सकती है। अनुप्रयोगों में फेरारी के 3.5L V8 और Acura के NSX इंजन शामिल हैं। सामान्य सामग्रियों में ti -6} al -4 v, ti -10 v -2} fe -3 al, ti -3 al {-2}}}} 0v शामिल हैं। Ti -4 al -4 mo-sn -0। 5si।

इंजन वाल्व:
टाइटेनियम वाल्व वजन कम करते हैं, सेवा जीवन का विस्तार करते हैं, ईंधन की खपत कम करते हैं, और विश्वसनीयता में सुधार करते हैं। स्टील वाल्व की तुलना में, टाइटेनियम वाल्व वजन 30%-40%कम कर सकते हैं और इंजन की गति को 20%बढ़ा सकते हैं। सामान्य सामग्रियों में Ti -6 an -4 v इनटेक वाल्व और ti -6242 s के लिए निकास वाल्व के लिए शामिल हैं। अन्य होनहार मिश्र धातुओं में ti -62 s और -tial शामिल हैं।

वाल्व स्प्रिंग रिटेनर्स:
वाल्व स्प्रिंग रिटेनर्स के लिए उच्च शक्ति और थकान प्रतिरोध आवश्यक है। बीटा टाइटेनियम अलॉयज़, जैसे कि ti -15 v -3 cr -3 al -3 sn और ti -15 mo -3 al -2। मित्सुबिशी ने ti -22 v -4 al रिटेनर्स का उपयोग किया है, वजन 42%तक कम कर रहा है।

टाइटेनियम स्प्रिंग्स:
टाइटेनियम मिश्र धातुओं में स्टील की तुलना में कम लोचदार मापांक होता है, जो उन्हें लोचदार घटकों के लिए उपयुक्त बनाता है। टाइटेनियम स्प्रिंग्स स्टील स्प्रिंग्स की तुलना में 30% -40% हल्का है और बेहतर थकान और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है। सामान्य सामग्रियों में ti -4 शामिल हैं। 5fe -6। 8mo -1।

टर्बोचार्जर:
टर्बोचार्जर इंजन दक्षता और शक्ति में सुधार करते हैं। टरबाइन रोटार को उच्च गर्मी प्रतिरोध की आवश्यकता होती है, जिसे टाइटेनियम मिश्र जैसे टीआईएएल प्रदान करते हैं। मित्सुबिशी लांसर इवोल्यूशन मॉडल ने सफलतापूर्वक टियाल टर्बाइन रोटर्स का व्यवसायीकरण किया है।

निकास प्रणाली और मफलर:
टाइटेनियम का उपयोग व्यापक रूप से निकास प्रणालियों में किया जाता है ताकि विश्वसनीयता में सुधार किया जा सके, जीवनकाल का विस्तार किया जा सके, वजन कम किया जा सके और ईंधन दक्षता बढ़ाई जा सके। टाइटेनियम निकास सिस्टम स्टील सिस्टम की तुलना में 40% हल्का है। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का आमतौर पर उपयोग किया जाता है।

बॉडी फ्रेम्स:
टाइटेनियम की उच्च विशिष्ट शक्ति और क्रूरता इसे शरीर के फ्रेम के लिए उपयुक्त बनाती है। जापान में, शुद्ध टाइटेनियम वेल्डेड ट्यूबों का उपयोग सुरक्षा और विश्वसनीयता को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

अन्य घटक:
टाइटेनियम का उपयोग इंजन रॉकर आर्म्स, सस्पेंशन स्प्रिंग्स, पिस्टन पिन, फास्टनरों, डोर बीम, ब्रेक कैलिपर पिस्टन और क्लच प्लेट्स में भी किया जाता है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लाभ

लाइटवेट: वाहन के वजन को कम करता है और ईंधन दक्षता में सुधार करता है।

उच्च विशिष्ट शक्ति: प्रदर्शन और सुरक्षा को बढ़ाता है।

संक्षारण प्रतिरोध: घटक जीवनकाल का विस्तार करता है।

शोर और कंपन में कमी: ड्राइविंग आराम में सुधार करता है।

टाइटेनियम मिश्र धातुओं की सीमाएँ

उच्च लागत: मोटर वाहन उद्योग में व्यापक उपयोग के लिए प्राथमिक बाधा।

संकीर्णता और वेल्डेबिलिटी: विनिर्माण और प्रसंस्करण में चुनौतियां।

मोटर वाहन टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर अनुसंधान

वर्तमान शोध के माध्यम से लागत को कम करने पर केंद्रित है:

कम लागत वाले मिश्र धातु प्रणाली: Fe, Cr, Si और Al जैसे सस्ते तत्वों के साथ मिश्र विकसित करना।

उन्नत संसाधन प्रौद्योगिकियां: विनिर्माण लागत को कम करने के लिए कोल्ड फोर्जिंग और पाउडर धातु विज्ञान (जैसे, धातु इंजेक्शन मोल्डिंग)।

निष्कर्ष

ऑटोमोटिव डिज़ाइन की अगली पीढ़ी ने कड़े पर्यावरणीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लाइटवेटिंग, कम ईंधन की खपत, कम शोर और कम से कम कंपन पर जोर दिया। इस संदर्भ में, टाइटेनियम भविष्य के वाहनों के लिए एक प्रमुख सामग्री विकल्प बनने के लिए तैयार है। लागत को और कम करने के लिए, अनुसंधान पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए:

महंगे तत्वों के न्यूनतम उपयोग के साथ कम लागत वाले मिश्र धातु प्रणाली विकसित करना।

बीटा टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए फोर्जिंग और कोल्ड बनाने वाली प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाना।

प्रदर्शन में सुधार और लागत को कम करने के लिए पाउडर धातुकर्म तकनीकों को बढ़ाना।

जैसे -जैसे अर्थव्यवस्था बढ़ती है और टाइटेनियम की लागत कम हो जाती है, अधिक इंजीनियर मोटर वाहन घटकों के लिए टाइटेनियम का चयन करेंगे, मोटर वाहन उद्योग में अपनी महत्वपूर्ण भूमिका को मजबूत करते हैं।