近年來(lai)(lai)，隨(sui)著(zhu)汽(qi)(qi)車(che)工(gong)業的發展，世界汽(qi)(qi)車(che)產(chan)量(liang)和保(bao)(bao)有量(liang)與(yu)日(ri)俱增。2009年我國(guo)(guo)汽(qi)(qi)車(che)產(chan)業突飛猛進，汽(qi)(qi)車(che)產(chan)銷量(liang)超過(guo)1300余萬輛，超過(guo)美、日(ri)成為(wei)世界汽(qi)(qi)車(che)產(chan)銷第一大國(guo)(guo)。汽(qi)(qi)車(che)在給人們出行帶來(lai)(lai)方(fang)便的同時也產(chan)生(sheng)了油耗、環(huan)保(bao)(bao)、安全三(san)大問題。著(zhu)眼于可(ke)(ke)持(chi)續(xu)發展考慮(lv)，降(jiang)低燃(ran)油消耗和減(jian)(jian)少(shao)排放污染顯得尤(you)為(wei)迫切(qie)。據國(guo)(guo)際(ji)權威部門統計汽(qi)(qi)車(che)所用燃(ran)料約60%消耗于汽(qi)(qi)車(che)自重(zhong)(zhong)。汽(qi)(qi)車(che)每減(jian)(jian)輕10%的重(zhong)(zhong)量(liang)，廢氣排放量(liang)可(ke)(ke)減(jian)(jian)少(shao)10%，可(ke)(ke)降(jiang)低油耗7%。由此可(ke)(ke)見(jian)，汽(qi)(qi)車(che)減(jian)(jian)重(zhong)(zhong)、輕量(liang)化是(shi)實(shi)現上述目標的有效(xiao)措施(shi)。

實(shi)現汽(qi)車輕(qing)(qing)量化(hua)的途徑主(zhu)要有兩種:一是(shi)優(you)化(hua)汽(qi)車框架結構;另一個(ge)是(shi)在汽(qi)車制造上采用輕(qing)(qing)質(zhi)材料。目(mu)前汽(qi)車上使用的輕(qing)(qing)合金(jin)主(zhu)要有鋁(lv)、鎂(mei)、鈦(tai)合金(jin)等(deng)金(jin)屬。

1、鈦合金在汽車上的應用及特點

鈦合金是一種新型結構及功能材料，它具有優異的綜合性能，密度小，比強度高。鈦的密度為4.51g/cm3，介于鋁(2.7g/cm3)和鐵(7.6g/cm3)之間。鈦合金的比強度高于鋁合金和鋼，韌性也與鋼鐵相當。鈦及鈦合金抗蝕性能好，優于不銹鋼，特別是在海洋大氣環境中抵抗氯離子的侵蝕和微氧化氣氛下耐蝕性好，鈦合金的工作溫度較寬，低溫鈦合金在-253℃還能保持良好的塑性，而耐熱鈦合金的工作溫度可達550℃左右，其耐熱性明顯高于鋁合金和鎂合金。同時具有良好的加工性、焊接性能。

鈦(tai)及鈦(tai)合(he)金優異的(de)性(xing)能自鈦(tai)工(gong)(gong)業(ye)(ye)化生(sheng)產以來就倍(bei)受各尖(jian)端行(xing)業(ye)(ye)關注，伴(ban)隨著鈦(tai)行(xing)業(ye)(ye)的(de)起步(bu)，在(zai)20世紀50年(nian)代中期(qi)，鈦(tai)材進入(ru)(ru)了(le)(le)汽車(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)(ye)。步(bu)入(ru)(ru)90年(nian)代，隨著世界性(xing)能源短缺及人們環保意(yi)識的(de)加強，尤其是汽車(che)(che)(che)(che)工(gong)(gong)業(ye)(ye)，美(mei)國(guo)、日(ri)本(ben)和歐洲等國(guo)先后頒布了(le)(le)系列生(sheng)態法規，對燃(ran)油(you)利用率，CO2排放量(liang)、汽車(che)(che)(che)(che)減(jian)重、汽車(che)(che)(che)(che)的(de)安全性(xing)、可(ke)靠性(xing)等提(ti)出了(le)(le)更(geng)高的(de)要求(qiu)。許多(duo)發達國(guo)家(jia)和著名的(de)汽車(che)(che)(che)(che)制(zhi)造商都積極開發并增加在(zai)汽車(che)(che)(che)(che)用鈦(tai)方(fang)面的(de)研究投入(ru)(ru)。為汽車(che)(che)(che)(che)用鈦(tai)提(ti)供了(le)(le)強大動(dong)力。進入(ru)(ru)新(xin)世紀，我國(guo)鈦(tai)工(gong)(gong)業(ye)(ye)也逐步(bu)步(bu)入(ru)(ru)汽車(che)(che)(che)(che)領(ling)域。

在當前汽車市場上，隨著豪華汽車、跑車和賽車需求逐年增加，鈦制零部件亦逐年增加。1990年全球汽車用鈦僅為50噸/年左右，1997年為500噸/年，2002年為1100噸/年，2009年為3000噸/年。由此可見，汽車行業用鈦材進入加速階段。

2、汽車中使用的鈦制零部件

鈦在汽車上的用途主要分兩大類，第一類是用來減少內燃機往復運動件的質量(對作往復運動的內燃機零件來講，即使減少幾克質量都是重要的);第二類是用來減少汽車總質量。根據設計和材料特性，鈦在新一代汽車上主要分布在發動機元件和底盤部件上。在發動機系統，鈦可制作閥門、閥簧、閥簧承座和連桿等部件;在底盤部件主要為彈簧、排氣系統、半軸和緊固件等。

據資(zi)料(liao)介紹(shao)，除了上述所(suo)舉重(zhong)點(dian)外，還有:發動(dong)機部件(jian)(jian)的搖臂、懸簧(huang)、活塞銷、渦(wo)輪增(zeng)壓(ya)(ya)器轉子、緊固件(jian)(jian)、掛耳(er)螺(luo)帽(mao)、車擋支架、門(men)突入梁、制動(dong)器卡(ka)鉗活塞、銷軸栓、離合器圓板(ban)、壓(ya)(ya)力板(ban)、變速按鈕(niu)等(deng)等(deng)。

降低鈦合金成本的途徑。盡管鈦及鈦合金早在上個世紀50年代就進入了汽車制造領域，但發展比較緩慢，其原因主要是價格因素，為了滿足汽車行業用鈦，鈦工業者在熔煉、加工，制造等方面進行了大量的工作。以滿足汽車業的需求。

鈦金(jin)屬(shu)熔點高(gao)，化學(xue)(xue)性質十分活潑，與O、H、N、C等元素有(you)極(ji)強的化學(xue)(xue)親和力，致使(shi)(shi)純鈦提取困難。工業上普遍使(shi)(shi)用的Kroll鎂(mei)還原(yuan)法(fa)生(sheng)產海綿(mian)(mian)鈦。Kroll鎂(mei)還原(yuan)法(fa)生(sheng)產海綿(mian)(mian)鈦工藝復雜，能(neng)耗高(gao)，周期(qi)長，并且不能(neng)連(lian)續生(sheng)產，同(tong)時需用大量(liang)的金(jin)屬(shu)鎂(mei)作(zuo)還原(yuan)劑，生(sheng)產成本較(jiao)高(gao)。

鈦(tai)合金(jin)價格高(gao)的(de)另一(yi)個原因是合金(jin)化元(yuan)素(su)價格較(jiao)高(gao)。隨(sui)著鈦(tai)冶煉(lian)技術(shu)的(de)進步(bu)，將鈦(tai)在生產(chan)(chan)、加工(gong)過程中(zhong)所產(chan)(chan)生的(de)邊角(jiao)余(yu)料(liao)、廢屑等殘(can)料(liao)經系列處理(li)后作為爐(lu)料(liao)添加，實現循環生產(chan)(chan)，是降低原材料(liao)成本有效(xiao)方法。實踐(jian)表(biao)明，每利用(yong)1%的(de)殘(can)鈦(tai)，可(ke)使鈦(tai)錠生產(chan)(chan)成本降低0.8%。如果采用(yong)電(dian)子(zi)束冷床爐(lu)、等離子(zi)束冷床爐(lu)進行熔煉(lian)，不僅可(ke)以改善鈦(tai)錠的(de)冶金(jin)質量(liang)，同時可(ke)以大量(liang)使用(yong)回收(shou)爐(lu)料(liao)，有效(xiao)降低鑄錠成本。

3、降低加工(gong)成本

占(zhan)總成本(ben)60%以上的(de)(de)加工成本(ben)是各國(guo)降低(di)成本(ben)的(de)(de)研究的(de)(de)重點(dian)。鈦(tai)材(cai)零部(bu)件在生產制(zhi)作過(guo)程中(zhong)不僅工藝(yi)復雜，同(tong)時在制(zhi)作過(guo)程中(zhong)產生了(le)大量的(de)(de)殘鈦(tai)，且(qie)生產周期(qi)較長，導致部(bu)件制(zhi)作成本(ben)提高。阻礙了(le)其更為廣(guang)泛的(de)(de)推廣(guang)應(ying)用。

鑄造是經典的(近)凈成型工藝。生產的零部件無需機加工或機加工很少，從而節約了大量金屬。鑄造常常能生產出形狀復雜的零件，而這些零件采用其它傳統工藝方法制造時工藝復雜，生產成本較高，特別是對材料價格相對較高的鈦金屬。目前，在航空工業大量應用了鈦鑄件。在汽車制造業，用鑄造法生產的部件有閥門、渦輪増壓器等。

粉末冶金作為一種現代冶金和材料加工的先進技術方法，在鈦工業領域發揮了重要的作用。采用鈦粉末冶金近成型技術，可直接制取成品或接近成品尺寸的零部件，降低了原材料消耗，縮短加工周期，成本比常規工藝節省20%~50%。在汽車制造業，鈦粉末冶金近成型技術尤為重視，在日本，汽車粉末冶金零件被廣泛用于發動機和變速箱，其中，連桿、閥座、閥、帶輪、同步器齒轂、同步環等都是復雜且要求高的關鍵零件。目前鈦粉朱冶金的研究正處于飛速發展階段，主要包括幾個方面，一是高質量低成本鈦粉術制備技術及其產業化；二是鈦粉末冶金什的制備技術，同時在汽車工業推廣應用。

除此之外，激光成型(xing)技術(shu)(集成了激光技術(shu)、CAD/CAM技術(shu)和材料技術(shu)的最新成果(guo))，根據計算機模(mo)型(xing)，可直接用合(he)金粉末一次成型(xing)形(xing)狀復雜(za)的最終零(ling)件，制造出(chu)的鈦零(ling)件性(xing)能介于鑄(zhu)造和鍛(duan)造之間，而成本降(jiang)低15%~30%，交貨時間縮短50%~75%。

金屬粉末(mo)注射(she)成(cheng)型(xing)技術(shu)(MIM)是發展較快的(de)一種近(jin)凈成(cheng)型(xing)粉末(mo)冶金技術(shu)，可(ke)制造高質量、高精度的(de)復雜(za)零件，被認為是目前(qian)最(zui)有優(you)勢的(de)成(cheng)型(xing)技術(shu)之一;還有鈦(tai)涂層技術(shu)，也(ye)是一種能降(jiang)低(di)成(cheng)本(ben)的(de)新型(xing)工藝。可(ke)見，降(jiang)低(di)鈦(tai)材(cai)料的(de)價格(ge)必須(xu)從開發低(di)成(cheng)本(ben)的(de)新的(de)合(he)金系(xi)、改進(jin)生(sheng)產工藝兩方面入手(shou)，才能從真正意義上解決(jue)汽車(che)(che)用鈦(tai)受鈦(tai)材(cai)價格(ge)制約(yue)的(de)問題，也(ye)才能使汽車(che)(che)用鈦(tai)更(geng)具有競爭力和發展前(qian)景。