Пять ключевых вызовов при обработке титана: Ответы эксперта

Используется ли титан в автомобильной промышленности?

Да, но чаще в послепродажном сегменте, гонках или высокопроизводительном сегменте автопрома, а также в мотоциклете — не в типовом серийном автопроизводстве. Вижу применение в высоконагруженных двигателях: клапанные механизмы — клапаны, пружины клапанов, удержатели пружин, рычаги, пальцы поршневые, шатуны. Титан также применяется в других гонковых узлах, где нужны высокая прочность и малый вес.

Каковы преимущества титана в высокопроизводительных применениях?

Любое снижение веса без потери прочности дает прирост производительности. Это может быть улучшение расхода топлива, увеличение грузоподъемности или сокращение кругового времени в гонках. Есть данные: на каждые 100 фунтов (45 кг) снижения веса расход топлива улучшается на 1–2%. В высокопроизводительных двигателях: чем меньше вращающаяся масса, тем меньше паразитные потери на генерацию лошадиных сил.

Есть ли причина, почему его не используют чаще в серийном автопроизводстве?

Ключевые барьеры — высокая стоимость и проблемы с закупкой. Титан может стоить в 20 раз дороже за фунт, чем стальные сплавы. В сочетании с трудностями обработки стоимость детали становится очень высокой. Пример: в каталоге гонковых запчастей набор из 8 шатунов из сплава 4130 стоит $250, а аналогичный титановый набор — $6000.

Каковы те «трудности обработки», которые вы упоминали?

Высокая плотность и модуль упругости — те свойства, что делают титан желанным, — одновременно делают его труднобрабатываемым. Титан можно эффективно обрабатывать при правильных режущих режимах и геометрии режущего инструмента. Обычно титан обрабатывают на 40% скоростей от сталей. Чрезмерно агрессивная обработка стали лишь быстрее изнашивает инструмент. При слишком агрессивной обработке титана может сформироваться оксидный поверхностный слой, ведущий к отказу детали. Известно: для образования стружки нужны тепло и давление; при избыточном тепла образуется этот оксид. Важную роль играют точное управление процессом, подача СОЖ и геометрия режущего инструмента — они определяют объем выделяемого тепла. Большие положительные углы заточки и большие спирали, как в серии Z-Carb, снижают давление для образования стружки, а значит — и тепло. Сложно сохранить острые режущие кромки (снижающие тепло) с нужной прочностью кромки для максимальной продуктивности.

Видите ли вы возможности для расширения применения титана?

Да, титановая индустрия ищет новые возможности в автопроме: выпускные системы, кузовные панели, подвеска. Производители режущего инструмента продолжают совершенствовать оснастку для повышения продуктивности и надежности обработки титана.