El titanio y su aleación ofrecen un excelente rendimiento integral, como una excelente ligereza, buena resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, ha sido originalmente en la industria marina para resistir la corrosión de los iones de cloruro y la atmósfera de micro oxidación. Aleación de titanio tiene mejor resistencia al calor que la aleación de aluminio y aleación de magnesio, la temperatura de trabajo puede alcanzar alrededor de 550℃. El módulo elástico de la aleación de titanio es aproximadamente la mitad del acero, su bajo coeficiente de expansión térmica es de aproximadamente 50% de acero inoxidable y aluminio, no magnético, de baja conductividad térmica, al mismo tiempo, tiene buena maquinabilidad y el rendimiento de soldadura, se puede utilizar para diversas partes.

El titanio tiene un punto de fusión excepcional y es muy resistente a la corrosión. También es ligero, lo que lo hace ideal para piezas de automóvil. En los últimos años, se utiliza cada vez más en la industria del automóvil, que puede reducir en gran medida el peso del vehículo, reducir el consumo de combustible y el ruido, y ahora las aleaciones de titanio se están convirtiendo en una opción popular para piezas de automóviles, desde válvulas de motor hasta llantas de neumáticos. Son capaces de reducir el peso del motor y mejorar la eficiencia del combustible, al tiempo que mejoran el aspecto de los vehículos. También pueden reducir las emisiones y disminuir el coste de propiedad para los propietarios de automóviles. Estas son algunas de las principales piezas de titanio de automoción. Desde 1956, cuando GM desarrolló con éxito el primer coche totalmente de titanio, la demanda de coches de lujo, deportivos y de carreras ha ido aumentando año tras año. En 2015, la cantidad de titanio utilizado en automóviles en el mundo ha superado las 5.000 toneladas.

Años Piezas Material Empresa Tipo de coche
1992 Biela Ti-6Al-4V Honda Acura NSX
1994 Biela Ti-6Al-4V Ferrari 12 cilindros
1996 Perno de rueda Ti-6Al-4V Polsh Ruedas opcionales para coches deportivos
1998 Pasador de freno Gr2 Mercedes S - nivel
1998 Anillo de estanqueidad del cilindro 1STi VW todos
1998 Empuñadura del cambiador de marchas Gr1 Honda Berlina S 2000 live top
1999 Biela Ti-6Al-4V Polsh CT3
1999 válvula Ti-6Al-4V y PM-Ti Toyota Al Tezza
1999 Rotor del turbocompresor Ti-6Al-4V Mercedes Motor diesel para camiones
2000 Muelle de suspensión Timetal LCB El público Lupo FSI
2000 Perno de rueda Ti-6Al-4V BMW M - Accesorios técnicos
2000 Soporte de muelle de válvula Ti-6Al-4V Mitsubishi 1,81 el cilindro
2000 Rotor del turbocompresor γ-Ti Al Mitsubishi Lancer
2001 Sistema de escape Gr.2 Ti General Motors Corvett Z06
2001 Perno de rueda Ti-6Al-4V VW GTI deportivo
2002 Tipo de válvula Ti-6Al-4Vy PM-Ti Nissan Infiniti Q45
2003 Muelle de suspensión Timetal LCB Ferrari 360 Stradale

El bastidor del coche

El titanio es un buen material para los bastidores de carrocería de los coches por su gran resistencia y buena tenacidad. En Japón, los fabricantes de automóviles han elegido tubos soldados de titanio comercial para los bastidores de la carrocería, un metal resistente que permite a los conductores sentirse seguros al volante.

El motor

La aleación de titanio es el material ideal para la biela del motor. La biela de aleación de titanio puede reducir eficazmente la masa del motor, mejorar la eficiencia del combustible y reducir el volumen de escape. En comparación con la biela de acero, la biela de titanio puede reducir la masa de 15% a 20%. La primera aplicación es en Italia nuevo coche Ferrari 3.5LV8 y Acura NSX motor, el material es principalmente Ti6Al4VTi10V2Fe3Al, Ti3Al2.0V y Ti4Al4MOSN0.5s I, etc. También se están desarrollando otras aleaciones de titanio como Ti4Al2S i4Mn y Ti7M4Mo para aplicaciones de bielas.

La válvula del motor del automóvil de aleación de titanio no sólo puede reducir el peso, sino también prolongar la vida útil y reducir el consumo de combustible. En comparación con la válvula de acero, la masa de la válvula de titanio se puede reducir en 30% ~ 40% y la velocidad límite del motor se puede aumentar en 20%. En la actualidad, el material de la válvula de admisión es principalmente Ti6A l4V, y el material de la válvula de escape es principalmente Ti-6242S. Generalmente, Sn y Al se añaden juntos para obtener menor fragilidad y mayor resistencia. El elemento Mo puede mejorar el rendimiento del tratamiento térmico de la aleación de titanio, mejorar la resistencia de la aleación de titanio endurecida y envejecida y aumentar la dureza al mismo tiempo. Mitsubishi utiliza soportes de resorte de válvula de aleación ti-22V-4Al en sus vehículos de producción en serie, que reducen la masa en 42% en comparación con el pestillo de acero original, el mecanismo de válvula reduce la masa de inercia en 6%, y la velocidad máxima del motor aumenta en 300r/min.

En Japón se está probando un cigüeñal de aleación Ti-5Al-2Cr-Fe, que no se ha puesto en práctica debido a la necesidad de un tratamiento antiadherente. Otras piezas del motor, como el balancín, el muelle de la válvula y el perno inferior de la biela, son de aleación Ti-6A1-4V. El cigüeñal de aleación Ti-3A1-2,5V de corte libre desarrollado especialmente en Japón se ha utilizado en el coche de carreras de lujo Honda V6NSX de 3.0L y 280 CV. En comparación con el cigüeñal de acero con la misma resistencia a la fatiga, el peso se reduce en 30% y la velocidad del motor aumenta en 700r/min. Estos resultados indican que el titanio ha sido aceptado y utilizado ampliamente en los coches de carreras.

Primavera

En comparación con el acero, el titanio y sus aleaciones tienen un módulo elástico menor, son ligeros y resisten bien la corrosión, por lo que son adecuados para fabricar componentes elásticos. Los muelles de titanio son 60-70% más ligeros que los de acero, y en un coche familiar típico de 5-6 plazas fabricado en Estados Unidos, se pueden ahorrar entre 9 kg y 13,6 kg utilizando cuatro muelles de suspensión. Al mismo tiempo, el excelente comportamiento a la fatiga y la resistencia a la corrosión de la aleación de titanio pueden mejorar la vida útil del muelle.

Las aleaciones de titanio disponibles actualmente para muelles de automoción incluyen Ti-4,5Fe6,8Mo-1,5Al y Ti-13V11C-3Al, que se utilizaron originalmente en los muelles de suspensión de los engranajes del nuevo coche Lupo FSI de Volkswagen en Europa.

Turbocompresor

Los turbocompresores pueden mejorar la eficiencia de la combustión del motor y aumentar la potencia y el par motor. El rotor de la turbina del turbocompresor tiene que trabajar en los gases de escape a alta temperatura por encima de 850℃ durante mucho tiempo, lo que requiere una buena resistencia al calor, mientras que el metal tradicional como la aleación de aluminio no está disponible debido a su bajo punto de fusión. Aunque los materiales cerámicos se utilizan en los rotores de turbina debido a su ligereza y resistencia a altas temperaturas, su aplicación es limitada debido a su alto coste y mal moldeado. Por ello, se ha desarrollado y verificado mediante numerosas pruebas el rotor de turbina de aleación Ti-Al, que no sólo tiene una buena durabilidad y eficiencia, sino que también puede mejorar la aceleración del motor. Este diseño se ha comercializado con éxito en la serie Mitsubishi Lancer Evolution.

Sistema de escape y silenciador

El titanio se utiliza ampliamente en los sistemas de escape de los automóviles. El sistema de escape de titanio y sus aleaciones no sólo mejoran la fiabilidad, la vida útil y el aspecto, sino que también reducen la masa y mejoran la eficacia de la combustión. En la serie Golf, el sistema de escape de titanio puede reducir la masa entre 7 y 9 kg. El Chevrolet Corvette 206 de 2000 utiliza un sistema de silenciador y tubo de escape de titanio de 11,8 kg en lugar de un sistema de acero inoxidable de 20 kg. Honda, Suzuki y otros fabricantes de coches grandes y algunos medianos han utilizado silenciadores de titanio.

El titanio utilizado en los silenciadores es principalmente titanio puro industrial. Las boquillas de escape/conjuntos de retorno de titanio no están sujetos a la corrosión causada por las emisiones de cloro y azufre de los gases de escape, y sus sistemas de escape no están picados, incluso en la soldadura. En comparación con el material tradicional del sistema de escape, el acero inoxidable, tiene 40% menos peso, una aceleración más rápida y una distancia de frenado más corta.

Otras piezas de aleación de titanio

Además de las piezas mencionadas, el titanio también se utiliza en otros componentes del motor, piezas del sistema de engranajes de transmisión, sistemas de suspensión, pasador del pistón del motor, elementos de fijación de automóviles, tuercas y tornillos de orejas de montaje, salientes de puertas, soporte de retención, pistón de pinza de freno, pasador, botón de cambio de velocidad y disco de embrague de automóviles, etc.