Applications des pièces en titane dans l'industrie automobile
Pertinence
Afin d'augmenter les performances d'un moteur automobile, il est nécessaire de réduire la masse des composants alternatifs sans perte de résistance. Les alliages de titane à haute résistance et à haute température permettent de résoudre efficacement cette tâche. Ils conviennent particulièrement à la production de pièces telles que les soupapes d'admission et d'échappement, les bielles, les culbuteurs et les silencieux, qui sont les composants les plus critiques des moteurs diesel et des moteurs de voiture. Les alliages de titane ayant une meilleure résistance spécifique que l'acier, leur utilisation dans la production de bielles permet de réduire de 30 % la charge sur les roulements de bielles et d'augmenter considérablement leur fiabilité et leur durabilité. L'utilisation du titane dans les composants de la commande des soupapes permet de réduire les contraintes dans les composants jusqu'à 25 %, et la force d'impact du siège de soupape est réduite de 30 %.
Application
Les tiges sont de préférence fabriquées dans des alliages disponibles dans le commerce de qualité VT5, VT8 ou VTZ-1, qui présentent une résistance accrue. Une étude a été réalisée sur la technologie de forgeage d'une bielle pour les moteurs diesel. L'étude a été menée afin de réduire le niveau de magnétisme, le titane étant l'un des métaux non magnétiques. Les résultats de l'étude ont montré que la qualité du matériau de la billette de l'alliage VTZ-1 est tout à fait satisfaisante, la macrostructure de la section transversale de la billette de la bielle est à grain fin, recristallisée. Aucun défaut de fibrage, de surchauffe ou d'autres défauts d'emboutissage et de traitement thermique n'a été observé au cours de l'étude. Les propriétés mécaniques en traction correspondent aux données du certificat de l'alliage de série VTZ-1. L'expérience montre qu'il est possible d'utiliser des alliages de titane pour la production de pièces très chargées de moteurs, de structures de support et de châssis de voiture. Des études ont montré que les alliages suivants sont recommandés pour les pièces automobiles :
- pour les structures portantes des voitures : OT4-1, OT4, VT5, VT5-1, VT6 - alliages à résistance moyenne ;
- pour les pièces de châssis des automobiles : AT6, BTZ-1, BT5-1, BT6, BT8, BT14, BT15, BT16 - alliages de résistance moyenne et élevée ;
- Pour les pièces de moteur: BTZ-1, BT8, BT14, BT15. BT16, BT18, CT-1, CT-4 - alliages de titane à haute résistance et résistants à la chaleur. L'Institut du titane travaille intensivement sur l'étude des pièces de voitures et de moteurs. Une fois ces travaux terminés, il sera possible de commencer à introduire largement les alliages de titane dans l'industrie automobile. Dans le même temps, la capacité et la fiabilité des véhicules augmenteront considérablement. Le nombre de fabricants de pièces sera réduit, ce qui aura un effet positif sur la situation économique. Dans un avenir proche, il sera possible de créer des modèles de voitures entièrement nouveaux et légers, qui seront puissants et très maniables.
Le titane dans d'autres secteurs de l'ingénierie mécanique
La fabrication de perforateurs manuels avec des pièces en titane permet d'alléger considérablement le poids des pièces. Les alliages de titane de qualité BT-5, OT4 sont les plus adaptés. L'application du titane dans les marteaux rotatifs prouve que le titane est non seulement techniquement mais aussi économiquement faisable. Le remplacement de certaines pièces par des pièces en titane a permis de réduire le poids du marteau de 32 à 20 kg. Le marteau est très facile à manipuler, a une grande durabilité et une bonne résistance à la corrosion. Il s'agit d'un avantage important, car leur utilisation dans les mines de métallurgie non ferreuse est associée à un environnement humide et corrosif.
Industrie légère et industrie alimentaire
Au cours des dernières années, les usines de l'industrie légère et de l'industrie alimentaire produisant diverses machines et dispositifs à partir d'alliages de titane se sont développées de manière intensive. Il s'agit de divers équipements de teinture et de finition, de lignes d'emballage automatiques, de centrifugeuses avec séparateurs en titane et bien d'autres encore. Dans un avenir proche, le titane sera utilisé non seulement dans la production d'appareils de cuisine et d'appareils ménagers, mais aussi dans la production de produits souvenirs.
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