高性能輕質(zhì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用TiAl基合金進(jìn)/排氣閥

傳統(tǒng)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥材料主要為耐熱鋼等，因比重大，高溫耐磨性及抗氧化、抗疲勞性能較差，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣壓縮比降低，比油耗大。同時(shí)，燃料不充分燃燒造成排放污染。實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)環(huán)保型TiAl基合金汽車氣閥的產(chǎn)業(yè)化對(duì)于我國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和促進(jìn)節(jié)能減排具有重要的社會(huì)意義和實(shí)用價(jià)值。高性能輕質(zhì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用TiAl基合金汽車氣閥，在不改變?cè)袔缀纬叽绲臈l件下可減重50%，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率，降低噪音。主要應(yīng)用于高端汽車、賽車、轎車和跑車等多種車型，市場(chǎng)前景十分廣闊。可應(yīng)用在汽車、卡車或重載車輛等先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。

技術(shù)特點(diǎn)(包含主要技術(shù)指標(biāo)）

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所采用CaO耐火材料坩堝熔煉TiAl基合金，坩堝的熱力學(xué)穩(wěn)定性好，可有效控制合金的增氧。發(fā)明了一種TiAl基合金的熔煉方法，使合金成分均勻，熔煉出合金的氧含量可控制在1000wt.ppm以下。發(fā)明了TiAl基合金氣閥鑄造工藝和熔模鑄造TiAl基合金氣閥的殼型，殼型穩(wěn)定性好，可有效控制鑄造過(guò)程的增氧，氣閥成型率能達(dá)到85%，無(wú)內(nèi)部缺陷，組織均勻。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所2003年以來(lái)就開展了納米疊層梯度膜的制備、性能及其應(yīng)用方面的研究，目前已經(jīng)制備出納米疊層TiN梯度膜，并涂層于氣閥上，鍍膜與基體、鍍膜各層之間具有良好的結(jié)合。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所制備的TiAl基合金氣閥在德國(guó)TRW公司機(jī)械加工后由英國(guó)伯明翰大學(xué)進(jìn)行表面涂層，德國(guó)TRW公司經(jīng)過(guò)200小時(shí)苛刻條件下臺(tái)架試車和200小時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)試車，結(jié)果金屬所制備的氣閥幾乎沒(méi)有任何磨損和其它缺陷產(chǎn)生，性能優(yōu)異。