Aleaciones de titanio utilizadas para fabricar piezas de alta precisión

Las ventajas del uso de titanio en los automóviles son evidentes y permiten una reducción significativa de la masa, un menor consumo de combustible, una mayor eficiencia, un mejor medio ambiente y una reducción del ruido. La clave es cómo reducir el coste del titanio y sus piezas de aleación a un nivel aceptable. Según el estudio, si se utiliza el proceso de producción tradicional, el coste de laminar productos de titanio es de 4,4 dólares estadounidenses por kg. Como regla general, el costo de cada paso de procesamiento debe duplicarse, de modo que el costo del material debe ser de al menos 17,6 dólares/kg. Los productos laminados convertidos en piezas mecanizadas finales cuestan hasta 44 dólares el kg. Obviamente, no es posible sustituir las piezas de acero correspondientes por dicho titanio. Sin embargo, el uso de materiales pulvimetalúrgicos de titanio es bastante diferente. Si el precio disponible del polvo o residuo de esponja de titanio es de 4,4-8.8 USD/kg, el costo de los espacios en blanco prensados ​​puros o casi puros será inferior a 4,4 USD/kg. Después de una cantidad mínima de mecanizado, piezas como las bielas costarían entre 8,8 y 11 dólares por kg. La metalurgia de polvos no sólo puede utilizar materias primas de bajo costo, sino también reducir el costo del mecanizado, especialmente el método de formación neta o de formación casi neta es una forma eficaz de producir piezas de automóviles de gran tamaño y bajo precio. Se puede ver que los materiales de titanio pulvimetalúrgicos tienen una fuerte competitividad.
El titanio tiene una alta relación resistencia-masa, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica y una serie de rendimiento superior y recibió una atención generalizada, pero el uso tradicional del titanio y las aleaciones de titanio se produce principalmente en las industrias aeroespacial y marina. La limitación del titanio civil es el coste del producto. La pulvimetalurgia de titanio es un método completamente diferente de producir piezas de titanio que otras tecnologías. La pulvimetalurgia puede limitar los residuos asociados con la producción convencional de titanio al eliminar la necesidad de refundición por arco al vacío, fusión por haz de electrones o fusión por arco de plasma. El polvo se puede formar directamente en cualquier forma o bobina, lo que reduce la cantidad de materia prima necesaria para fabricar piezas y aumenta el rendimiento. El proceso también permite la producción de piezas casi netas, lo que reduce el desperdicio normalmente asociado con la producción de piezas tradicionales, reduce los pasos del proceso y aumenta el rendimiento. Sin embargo, todavía hay algunos problemas con la pulvimetalurgia que deben mejorarse, uno de los cuales es el control de la contaminación. Cualquier contaminación hace que el metal no sea apto para piezas de alta precisión. Los altos estándares estructurales en el sector aeroespacial dificultan la presencia de aleaciones de titanio en el mercado aeroespacial, pero pueden usarse en aplicaciones civiles con requisitos estructurales menos estrictos. Una de las industrias más probables para aplicaciones a gran escala es la industria automotriz. El mercado automotriz es muy grande y una vez que se popularice la aplicación del titanio en la industria automotriz, su uso superará con creces el del mercado aeroespacial actual.

Perspectivas de aplicación de materiales civiles de titanio:

En la actualidad, la aleación de titanio pulvimetalúrgica se ha aplicado a automóviles nuevos de alto rendimiento, principalmente en el sistema del motor y el chasis, como en el sistema del motor con aleación de titanio en lugar de acero aleado y acero inoxidable para fabricar válvulas, resortes, etc. y bielas y otras piezas. El chasis se utiliza principalmente para resortes, sistemas de escape, semiejes y diversos sujetadores. La japonesa Toyota Motor Corporation ha desarrollado un nuevo método de forja pulvimetalúrgica que puede reducir eficazmente los costes. Las válvulas de titanio para motores de automóviles que utilizan este método pueden reducir el peso en un 40%. La válvula de admisión está hecha de aleación Ti-6Al-4V mediante un proceso de forjado por pulvimetalurgia, la válvula de escape está hecha de materiales compuestos. El material compuesto está hecho de un polvo de nueva aleación con boro como agente de refuerzo, y la fracción en volumen del polvo reforzado con TiB es aproximadamente del 5%. La composición de la matriz es ti-6al-4sn-4zn-1mo-0.2si-0.3 O, que tiene una excelente resistencia a la fluencia. .