由于(yu)鈦優良的(de)(de)特性，在(zai)汽(qi)(qi)車上大(da)量使用(yong)的(de)(de)場合越來越多，只(zhi)是因價格較高妨礙了應(ying)用(yong)。下面(mian)重(zhong)點講述鈦在(zai)家庭汽(qi)(qi)車的(de)(de)應(ying)用(yong)現(xian)狀(zhuang)及最近動向，并介紹了成(cheng)為擴(kuo)大(da)應(ying)用(yong)突破口的(de)(de)二(er)種用(yong)途。

金屬鈦(tai)優良的特性主(zhu)要(yao)是(shi)指高(gao)強度、低密度、出色的耐(nai)蝕性，可用在汽車(che)的動力(li)傳(chuan)輸部與車(che)底盤部。這(zhe)些用途主(zhu)要(yao)是(shi)針對鈦(tai)是(shi)輕(qing)量(liang)合金，且可代替不銹(xiu)鋼(gang)，汽車(che)重量(liang)減輕(qing)有望提(ti)高(gao)車(che)本(ben)身的性能。

重量(liang)的(de)(de)減輕對車(che)的(de)(de)設計(ji)富于很(hen)大(da)的(de)(de)彈(dan)性(xing)，無論對對跑(pao)車(che)與(yu)家庭用車(che)都是很(hen)重要的(de)(de)。到(dao)目前為止，跑(pao)車(che)用發動機(ji)的(de)(de)生(sheng)產商為了(le)使汽車(che)用閥(fa)類與(yu)連(lian)接(jie)軸的(de)(de)輕量(liang)化選(xuan)擇了(le)鈦作原材料。性(xing)能的(de)(de)改善表現在轉距、輸出功(gong)率以及連(lian)接(jie)部件(jian)變形(xing)的(de)(de)減少。

汽車(che)使用(yong)鈦的(de)優點在(zai)于：動力傳輸(shu)效果或重量減輕(qing)對燃料的(de)節省、發動機的(de)騷音與振動的(de)減少及部(bu)件(jian)載荷(he)的(de)減輕(qing)，可提高車(che)的(de)持久(jiu)性。轎車(che)部(bu)件(jian)中可用(yong)鈦作閥類(lei)、連(lian)接軸、閥彈(dan)簧(huang)與其支撐(cheng)用(yong)具。

發動機(ji)以外(wai)的(de)(de)處所(suo)的(de)(de)鈦(tai)(tai)(tai)用途(tu)：例如(ru)(ru)車底盤使用鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)話，可減輕車重，節省燃料。最引人(ren)注目的(de)(de)是部件(jian)(jian)中懸簧、排氣裝置(zhi)，曲軸(zhou)以及其它緊固件(jian)(jian)類對鈦(tai)(tai)(tai)的(de)(de)使用。跑(pao)車、轎車上(shang)鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)的(de)(de)大(da)量使用存在的(de)(de)最大(da)障礙(ai)仍是價格問題(ti)。鈦(tai)(tai)(tai)材(cai)成本(ben)與其它部件(jian)(jian)加工成本(ben)比(bi)較如(ru)(ru)表1所(suo)示。

表1鈦與其它(ta)材料的(de)成本比較 （單位：US$/Ib）

鈦　　　　　鋁(lv)　　　　　鋼鐵

礦石 　　　0.30　　　　0.10 　　　　0.02

金(jin)屬粗錠 　　2.00　　　　0.68　 　　　1.10

錠子(zi)　 　　4.50　 　　 0.70　　 　　0.15

板材(cai)　　15.00~50.00 1.00~5.00　 　0.30~0.60

世界鈦市場(chang)規(gui)模約(yue)為(wei)45000mt/年(nian)，其一(yi)半(ban)在美(mei)國(guo)。世界的(de)(de)汽車(che)總生產量為(wei)約(yue)6000萬臺(tai)/年(nian)，美(mei)國(guo)占其1/4。因(yin)此若世界汽車(che)的(de)(de)一(yi)半(ban)采(cai)用鈦，按(an)1臺(tai)用鈦量為(wei)約(yue)500g 計算，鈦的(de)(de)消費量就(jiu)可(ke)再增加30%。這樣(yang)汽車(che)用鈦量還是相(xiang)當可(ke)觀的(de)(de)。

鈦在家(jia)庭(ting)汽車(che)上的應用

美國最大的鈦(tai)生(sheng)產商Timet公司對(dui)汽車采用鈦(tai)作為部件的優點列舉如下(xia)：

(1)鈦材的采(cai)用解(jie)決了某些(xie)實際(ji)問題；

(2)與市場取得了(le)協(xie)調；

(3)存在鈦材(cai)應用的相關(guan)技術(shu)；

(4)可(ke)利(li)用已確立的(de)技術；

(5)鈦材的使用又有新的價值。

鈦材(cai)(cai)(cai)最(zui)初(chu)是在批量化生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高級車(che)(che)(che)NSX V-6車(che)(che)(che)上使(shi)用(yong)，接著是在1998年(nian)在日本獲獎(jiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)豐(feng)田雙(shuang)門敞篷轎車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)閥(fa)類采(cai)用(yong)了(le)鈦。該車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進氣(qi)閥(fa)使(shi)用(yong)了(le)采(cai)用(yong)了(le)粉末冶金法生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ti-6Al-4V/TiB合金，排氣(qi)閥(fa)則采(cai)用(yong)了(le)耐(nai)熱性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Ti-Al-Zr-Sn-Nb-Mo-Si/TiB合金。該車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發動機(ji)為(wei)2000cc，采(cai)用(yong)了(le)1個(ge)27g的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進氣(qi)閥(fa)和24g的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排氣(qi)閥(fa)8個(ge)，一輛車(che)(che)(che)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈦材(cai)(cai)(cai)總計為(wei)408g。原材(cai)(cai)(cai)料為(wei)鋼時各自(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重量則為(wei)40.0g與44.6g，閥(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)總重量比鈦材(cai)(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)2倍還多。這種(zhong)車(che)(che)(che)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)閥(fa)彈(dan)簧(huang)也使(shi)用(yong)了(le)鈦，其重量從43g減輕到36g。豐(feng)田公司的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種(zhong)新型車(che)(che)(che)最(zui)初(chu)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)(de)臺數為(wei) 4000臺，其中(zhong)一半(ban)使(shi)用(yong)了(le)鈦材(cai)(cai)(cai)。

另外，日本(ben)其它公司使(shi)用鈦的例子則是本(ben)田S2000及R型車。歐(ou)洲的一些車上則在批量化生產的連接(jie)軸(zhou)也采用了鈦。

家(jia)庭轎車(che)(che)用鈦最近(jin)有(you)(you)2例。如GM公司的(de)(de)(de)(de)雪佛萊Z06車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)排氣閥的(de)(de)(de)(de)場合，總重(zhong)量的(de)(de)(de)(de)減(jian)輕(qing)則有(you)(you)利(li)于(yu)性能的(de)(de)(de)(de)提高(gao)(gao)。鈦制2根1組(zu)的(de)(de)(de)(de)消音器重(zhong)量為11.7g ，重(zhong)量減(jian)輕(qing)了41%,有(you)(you)助于(yu)車(che)(che)的(de)(de)(de)(de)性能提高(gao)(gao)。并且消音器的(de)(de)(de)(de)壽命是半永久性的(de)(de)(de)(de)。

Timet公(gong)司與(yu)Arvin Meritor公(gong)司，根據市(shi)場和(he)已有的(de)技術，共同開(kai)發了新的(de)Timetal排氣級鈦(tai)合(he)(he)金（與(yu)Ti2級相同）。該材料是兩公(gong)司按(an)照合(he)(he)同進(jin)行試驗并對性(xing)能(neng)進(jin)行了確認。試驗時將為不銹鋼(gang)確立(li)的(de)沖孔(kong)、彎(wan)曲、冷(leng)軋(ya)成型及焊接等制造技術進(jin)行了改(gai)良(liang)以活用到(dao)鈦(tai)上(shang)，達到(dao)了減輕重量的(de)目(mu)的(de)。

金屬鈦(tai)(tai)與鋼相比(bi)(bi)，彈性模(mo)量(liang)低(di)，密度小，適用(yong)(yong)(yong)于彈簧(huang)(huang)(huang)類。鈦(tai)(tai)制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)在以(yi)波音(yin)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)為(wei)主的(de)(de)(de)宇航業得到(dao)了(le)(le)廣(guang)泛的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)，但(dan)Timet認為(wei)，這(zhe)些部(bu)件應(ying)用(yong)(yong)(yong)到(dao)汽(qi)車(che)(che)上則價(jia)格過高(gao)。因(yin)此該(gai)公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)與宇航業部(bu)件生(sheng)產(chan)商共同(tong)開發汽(qi)車(che)(che)用(yong)(yong)(yong)鈦(tai)(tai)制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)，并得到(dao)了(le)(le)德國VW公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)(de)大力支持。Timet公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)與VW 公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)均是(shi)汽(qi)車(che)(che)部(bu)件生(sheng)產(chan)商，使用(yong)(yong)(yong)標準的(de)(de)(de)鋼鐵制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)生(sheng)產(chan)設備(bei)(bei)來生(sheng)產(chan)鈦(tai)(tai)制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)。VW公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)選(xuan)擇的(de)(de)(de)部(bu)件加(jia)工商Muhrund Bender公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)將本公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)的(de)(de)(de)鋼制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)制(zhi)(zhi)造(zao)設備(bei)(bei)進行改(gai)造(zao)以(yi)用(yong)(yong)(yong)來生(sheng)產(chan)鈦(tai)(tai)制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)。其結果是(shi)，使用(yong)(yong)(yong)低(di)成本的(de)(de)(de)β-合(he)金Ti-4.5Fe-6.8Mo-1.5Al比(bi)(bi)已有的(de)(de)(de)β-合(he)金價(jia)格減(jian)少了(le)(le)50%。用(yong)(yong)(yong)該(gai)材料(liao)制(zhi)(zhi)作的(de)(de)(de)彈簧(huang)(huang)(huang)比(bi)(bi)與相同(tong)鋼制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)重量(liang)減(jian)少了(le)(le)1/3，且具備(bei)(bei)了(le)(le)最佳的(de)(de)(de)疲勞壽命。搭(da)載這(zhe)種(zhong)(zhong)鈦(tai)(tai)制(zhi)(zhi)彈簧(huang)(huang)(huang)的(de)(de)(de)2001年型(xing)Lupo FSI轎車(che)(che)，比(bi)(bi)標準型(xing)的(de)(de)(de)FSI，其總重量(liang)減(jian)輕了(le)(le)81.6kg。這(zhe)種(zhong)(zhong)Lupo FSI轎車(che)(che)為(wei)48mpg(英里(li)/加(jia)侖(lun))的(de)(de)(de)世界最低(di)的(de)(de)(de)燃料(liao)費(fei)車(che)(che)在歐洲市場進行銷售。VW公(gong)(gong)(gong)司(si)(si)2001年型(xing)的(de)(de)(de)這(zhe)種(zhong)(zhong)車(che)(che)種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)年生(sheng)產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)為(wei)3500臺。

今后展望

將鈦材大(da)量(liang)用(yong)于(yu)汽車的(de)(de)開端是特(te)(te)殊處所的(de)(de)部件(jian)(jian)(jian)對(dui)鈦的(de)(de)采用(yong)。當然(ran)車體(ti)鋼(gang)板(ban)還不能(neng)(neng)考慮用(yong)價格比(bi)其高(gao)50~100倍的(de)(de)鈦板(ban)代(dai)替，開發的(de)(de)特(te)(te)殊處所的(de)(de)部件(jian)(jian)(jian)用(yong)途(tu)，是通(tong)過(guo)今后設計與(yu)生產(chan)技(ji)(ji)術的(de)(de)發展而擴大(da)的(de)(de)，并可(ke)考慮追加(jia)新的(de)(de)特(te)(te)殊用(yong)途(tu)。應解決(jue)的(de)(de)問題是通(tong)過(guo)削(xue)減(jian)成本將鈦部件(jian)(jian)(jian)用(yong)途(tu)從特(te)(te)殊狀態向大(da)量(liang)生產(chan)過(guo)渡。得到(dao)廉價的(de)(de)海綿(mian)鈦是有(you)(you)希(xi)望的(de)(de)，但要通(tong)過(guo)大(da)幅度改進克羅爾法(fa)或(huo)亨特(te)(te)法(fa)來實(shi)現的(de)(de)可(ke)能(neng)(neng)性則(ze)不大(da)。Fray法(fa)目(mu)前(qian)則(ze)在(zai)試(shi)驗(yan)階段，很(hen)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)是極有(you)(you)前(qian)途(tu)的(de)(de)新技(ji)(ji)術。在(zai)目(mu)前(qian)情況(kuang)下(xia)，粉末冶金技(ji)(ji)術與(yu)1次熔(rong)化技(ji)(ji)術（冷爐床EB熔(rong)化或(huo)等(deng)離子技(ji)(ji)術等(deng)）則(ze)有(you)(you)望削(xue)減(jian)鈦產(chan)品的(de)(de)成本。鈦材的(de)(de)廠商(shang)與(yu)用(yong)戶(hu)若簽訂(ding)長(chang)期價格合同也(ye)有(you)(you)可(ke)能(neng)(neng)降低(di)成本。通(tong)過(guo)盡可(ke)能(neng)(neng)利用(yong)生產(chan)鋼(gang)鐵的(de)(de)大(da)型(xing)設備(bei)，對(dui)汽車用(yong)鈦材的(de)(de)穩定供應與(yu)質量(liang)保證也(ye)至關重要。