Neue leichte Materialien für Automobile - Teil 2

Neue leichte Materialien für Automobile

(3) Aluminiummatrixverbundwerkstoffe

Aluminiummatrixverbundwerkstoffe weisen eine geringe Dichte, eine hohe spezifische Festigkeit und einen guten Modul sowie einen guten thermischen Ermüdungswiderstand auf, aber ihre Anwendung in Automobilen ist durch Preis- und Produktionsqualitätskontrolle eingeschränkt und hat noch keine große Größe gebildet. Derzeit haben der Test oder die Verwendung von Aluminiummatrixverbundwerkstoffen auf Verbindungsstäben, Kolben, Zylinderbohrungen, Bremsscheiben, Bremssätteln, Getriebewellenrohre und anderen Teilen eine hervorragende Leistung gezeigt. Ist es beispielsweise Honda möglich, sich erfolgreich zu entwickeln? Das Gewicht der Stahldrahtverstärkungs -Aluminiummatrixverbindungsstange ist 30% niedriger als der von Stahlverbindungsstab, und der Kraftstoffverbrauch von 1,2 l Benzinmotor kann um 5% verbessert werden. Das gequenchte Aluminiumlegierungspulver und das SiC -Pulver (2% zum Gewicht) werden gemischt und in einen Stab extrudiert. Der gefälschte Kolben mit dieser Stange kann das Gewicht aufgrund seiner hohen Festigkeit um 20% verringern und die Motorleistung erheblich verbessern. Das Gewicht des austenitischen Gusseiseneinsatzes kann durch Verstärkung des Kolbenkopfes mit Aluminiummatrix -Verbund um 20% reduziert werden und die erste Ringrille aufsaugt. Das Gewicht der Aluminium -Verbundbremsscheibe ist 50% niedriger als das von Gusseisenbremsscheibe.

Magnesiumlegierung

Die Dichte von Magnesium beträgt etwa 2/3 der von Aluminium, dem leichtesten Metall in der praktischen Anwendung. Die Magnesiumlegierung hat eine starke Schwingungsabsorptionsfähigkeit, eine gute Schnittleistung und gute Metallformgussleistung, die für die Herstellung von Automobilteilen sehr geeignet ist.

Die meisten Magnesiumlegierungen werden in Automobilen in Form von Würfelguss verwendet. Die Produktionseffizienz von Magnesiumstabguss ist 30% bis 50% höher als die von Aluminium. Die neu entwickelte porenfreie Diecast -Methode kann Magnesium -Würfelgüsse mit keinen Poren produzieren und hitzebehandelt werden können.

Das früheste Beispiel für Magnesiumguss, die in Automobilen verwendet werden, sind Radfelgen. Beispiele für das Versuch oder Auftragen von Magnesiumlegierungen in Automobilen umfassen Kupplungsgehäuse, Kupplungspedale, Bremspedalfixierklammern, Instrumententafelrahmen, Sitze, Lenksäulenkomponenten, Lenkradkerne, Getriebehäuser, Motorhalterungen, Zylinderköpfe, Zylinderkopfabdeckungen usw. usw. Im Vergleich zur traditionellen Zinklenksäulenhalterung wird das Gewicht der Magnesiumteile um 65%reduziert. Im Vergleich zum traditionellen Stahllenkradkern wird das Gewicht der Magnesiumteile um 45%reduziert. Im Vergleich zum Aluminiumzylinderkopf wird das Gewicht der Magnesiumteile um 30%reduziert. Im Vergleich zur traditionellen Stahlstempel- und Schweißbrems -Pedalstütze wird das Gewicht des Gesamtmagnesiumgusss um 40%reduziert und seine Steifigkeit verbessert.

Die Forschung an Magnesiummatrix -Verbundwerkstoffen hat ebenfalls Fortschritte gemacht. Die Magnesiummatrixverbundwerkstoffe, die durch die Verwendung von SIC -Partikeln als Verstärkung und flüssige Rührentechnologie erhalten wurden, haben eine gute Leistung und niedrige Produktionskosten. Die Zugfestigkeit, die Ertragsfestigkeit und der elastische Modul der mit 25% sic -Partikeln in AZ91 -Legierung verstärkten Verbundständen sind 23%, 47% und 72% höher als die der Matrixlegierung.

Titanlegierung

Die Titandichte beträgt 4,5 g/cm3, was die Vorteile einer hohen spezifischen Festigkeit, hohen Temperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit hat. Aufgrund des hohen Titanpreises wurde es nur in Rennwagen und einigen Luxusautos eingesetzt. Es gibt jedoch viele experimentelle Untersuchungen zur Anwendung von Titanlegierungen in Automobilen. Verwenden Sie beispielsweise α+β. Es handelt sich um einen Motorverbindungsstab aus Titanlegierung. Seine Stärke entspricht der von 45 Stahl und sein Gewicht kann um 30%reduziert werden. β-Titanlegierung (TI-13V-11CR-3al usw.) hat nach starker Kaltverarbeitung und Alterungsbehandlung eine Stärke von 2000 mPa. Es kann verwendet werden, um Federn, Ventilfedern und Ventile herzustellen. Im Vergleich zu hochfestem Stahl mit einer Zugfestigkeit von 2100 MPa kann das Gewicht der Titanfedern um 20%reduziert werden.

Der größte Widerstand gegen die Anwendung der Titanlegierung ergibt sich aus ihrem hohen Preis. Das Toyota Central Research Institute hat ein kostengünstiges Titanmatrix-Verbundstoff entwickelt. Das Verbundmaterial wird durch Pulvermetallurgie mit Ti-6Al-4V-Legierung als Matrix und TIB als Verstärkung hergestellt und in Motorverbindungsstab aufgetragen.