Titaaniseos polkupyöriin
Titaanista polkupyörääSen etuna on kevyt, korkea lujuus, hyvä korroosionkestävyys ja väsymiskestävyys. Titaanipolkupyörät ovat kehittyneet -1980-luvun puolivälistä lähtien, mikä on edistänyt titaanimateriaalien käyttöä. Esimerkiksi ANCOTECH ja HAYNES INTERNATIONAL, kolme yritystä, jotka valmistavat Ti3Al-2.5V putkia Yhdysvalloissa, ja SANDVIK SPECIAL METALS ovat kääntyneet polkupyöräteollisuuden puoleen.
Ti-3Al-2.5V ja Ti-6Al-4V ovat yleisimmin käytettyjä titaaniseoksia polkupyörän rungoissa erilaisissa materiaaleissa. Muihin titaaniseoksiin verrattuna Ti-3Al-2.5V:n suurin etu on korkea myötöraja, hyvä prosessin plastisuus ja hyvä hitsausteho, mutta sen haittana on korkea hinta. Vaikka se on kehitetty lentokoneiden hydraulijärjestelmiin, se täyttää polkupyörämarkkinoiden materiaaliominaisuuksien vaatimukset hyvän muovattavuuden, korroosionkestävyyden, venymän, korkean väsymislujuuden ja alhaisen tiheyden ansiosta.
Muutaman viime vuoden aikana puhtaasta teollisesta titaanivarresta ja ei-lentokäyttöisestä Ti-3Al-2.5V (urheilulaatuisesta) titaaniseoksesta valmistettu runko on ollut erittäin suosittu. Ti-6AL-4V on kypsin titaaniseosmateriaali, jolla on hyvät kattavat mekaaniset ominaisuudet ja täydellisimmät suorituskykytiedot. Sillä on hyvä prosessiplastisuus ja superplastisuus, ja se soveltuu erilaisiin painekäsittelyyn ja muotoiluun. Sitä voidaan myös hitsata ja työstää monin eri tavoin, mutta sen muovattavuus, hitsattavuus ja työstettävyys ovat edellistä huonompia. Ti-6Al-4V on myös houkutteleva runkojen valmistukseen. Sen moduuli ja lujuus ovat hieman korkeammat kuin Ti-3AL-2.5V, mutta sitä on vaikea työstää pienihalkaisijaiseksi polkupyörän runkoputkeksi. Kampiakselin asennoitin, poljin, ohjaustanko ja muut runkoon liitetyt polkupyörän osat ovat enimmäkseen Ti-6Al-4V:tä.
Titaaniseoksen korkeiden sulatuskustannusten ja molybdeenin, vanadiinin, kromin, niobiumin ja muiden kalliiden alkuaineiden suuren pitoisuuden vuoksi tuotteen hinta on korkealla puolella; Lisäksi titaaniseoksen aktiivisten kemiallisten ominaisuuksien vuoksi muovimuovaus, kuten suulakepuristus, taivutus ja hitsaus, imevät helposti vetyä ja happea, mikä heikentää tuotteen suorituskykyä, ja myös muovattavuus, hitsattavuus ja koneistussuorituskyky ovat huonoja, mikä lisää huomattavasti prosessikustannuksia, mikä rajoittaa titaaniseosrungon suosiota. Nyt jotkut ulkomaiset materiaalinvalmistajat ovat sitoutuneet kehittämään uusia titaaniseosmateriaaleja, jotka ovat edullisia ja helppoja käsitellä.
Titaaniseos kilpakäyttöön (auto/moottoripyörä)
Titaani on ihanteellinen materiaali autojen rakenneosiin. Kiertokangot, venttiilit, äänenvaimentimet, pakoputket, navat ja muut komponentit soveltuvat titaaniseosten valmistukseen. Esimerkiksi yhdysvaltalaisen General Motors Corporationin markkinoille tuoman Coryete Z06 -mallin pakojärjestelmässä käytetään titaaniäänenvaimentimia, saksalaisen Volkswagenin Lupo FSI -mallissa titaanijousia ja japanilaisten autojen titaanin kulutus on saavuttanut 200-300 tonnin tason. /a.Aiemmin maailmassa valmistettiin 60 miljoonaa autoa vuosittain. Jos 50 prosenttia autoista käyttäisi 1 kg titaanimateriaalia, titaanimateriaalien kysyntä kasvaisi maailmassa yli 60 prosenttia. Jo 20 vuotta sitten kilpamoottorit olivat vähentäneet titaaniventtiilien ja titaanisten kiertokankien painoa.
Koska kilpamoottorin kiertokangas on kuormitusosa, joka kantaa voimakasta iskua ja suurta dynaamista rasitusta, sen kevyt paino voi vähentää vääntöä ja tehoa, parantaa dynaamisen tasapainon vaikutusta ja vähentää ajomelua, tärinää ja polttoaineenkulutusta. Yleisesti käytetyn kuumataontaprosessin lisäksi jauhemetallurgialla (taonta) valmistettu titaaniseoksesta valmistettu kiertokangas on edistynyt valmistustekniikka, jolla on korkea materiaalin käyttöaste, erinomainen suorituskyky, puhdas koneistus ja kiertokankien laadun vaihtelu. Tällä hetkellä kiertokankien jauhetaontatekniikka ulkomailla on kypsä. Vuonna 1995 Bridgefoot Engine Factoryn Iso-Britanniassa valmistaman Jaguar-moottorin AJ-8V jauhetaotut kiertokanget painoivat vain 605 g Tavallisiin takokappaleisiin verrattuna materiaalin käyttöaste nousi 48,3 prosentista 95,9 prosenttiin.
