TC4鈦棒在汽車制造中的應(yīng)用

汽車的構(gòu)成主要由發(fā)動(dòng)機(jī)部分、車體及結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)部分、排氣系統(tǒng)等。在汽車零件中用鈦可代替鐵基零件有發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿、擋圈、氣門及進(jìn)氣閥、排氣閥、制動(dòng)壓力管道密封圈、輪圈螺桿、吊彈簧等。

TC4鈦棒在汽車上的應(yīng)用魅力不僅僅局限在某種特定部件的輕量化，還在于質(zhì)量的減輕對(duì)周邊部件影響效果。TC4鈦棒的使用主要部位為發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(閥門、閥簧及其承座、連桿、曲軸、變速箱、轉(zhuǎn)向齒條和小齒輪等)、底盤系統(tǒng)（彈簧、消音器、排氣裝置等）、車體系統(tǒng)（包括車輪的襯套及軸承、各種半軸、緊固件等）。TC4鈦棒在賽車上已大量采用，是因?yàn)樵谠擃I(lǐng)域成本不是問題，比賽的勝利才是商家追求的目標(biāo)。

汽車工業(yè)用TC4鈦棒始于20世紀(jì)50年代中期，美國(guó)通用汽車公司1956年裝配了展覽用全鈦車身，即火鳥Ⅱ號(hào)，從此拉開了世界汽車用TC4鈦棒的序幕。

日本從20世紀(jì)60年代開始，最初使用TC4鈦棒是日產(chǎn)汽車R382。本田公司將TC4鈦棒應(yīng)用于賽車上，但直到20世紀(jì)80年代后半期，才開始考慮把TC4鈦棒用到車輛的批量生產(chǎn)中。

進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著TC4鈦棒冶煉、熔鑄和加工技術(shù)的改進(jìn)，特別是冷床爐熔煉的使用和鈦粉末冶金技術(shù)進(jìn)步，很多低成本鈦合金研制成功。同時(shí)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)汽車提出了減重、節(jié)能、減震、降低廢氣排放和提高性能的要求，因此，鈦在汽車中的應(yīng)用迎來(lái)了良好的發(fā)展機(jī)遇。

1992年，在東京召開的第29屆國(guó)際汽車展覽會(huì)上展出了日本制造的TC4鈦合金車身和發(fā)動(dòng)機(jī)。

1996年，美國(guó)Timet公司開發(fā)的鈦汽車排氣系統(tǒng)在國(guó)際鈦協(xié)會(huì)會(huì)議上展出，隨后克萊斯勒和GM公司制造出了鈦排氣系統(tǒng)樣機(jī)，進(jìn)行了大規(guī)模生產(chǎn)評(píng)估。

日本1989～1998年10年汽車用TC4鈦棒669t,2002年一年達(dá)到600t。Timet認(rèn)為，世界汽車用TC4鈦棒2008年將達(dá)到5000t。為此，他們成立了Timet汽車廠，專門生產(chǎn)汽車用TC4鈦棒等鈦合金及其零部件。

利用鈦合金棒制作汽車閥，不僅可減輕質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，而且可靠性高，還可節(jié)省燃油。最初采用的是成本較高的β鈦合金，而γ-TiAl的應(yīng)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)最大速度提高了約10%。近年來(lái)，各汽車公司紛紛進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)閥用廉價(jià)鈦棒的開發(fā)，并有一部分已達(dá)到批量生產(chǎn)。鈦合金制作進(jìn)氣閥開發(fā)的最大課題是耐磨性表面處理技術(shù)。TiN涂層、Mo注射層及Cr噴鍍等表面處理成本高、難以長(zhǎng)時(shí)間維持其耐磨性，不適合大批量生產(chǎn)使用。最適宜的方法就是滲氧處理，即在鈦中固溶高濃度的氧，以提高其硬度。