美國(guó)廠家利用鈦合金制作進(jìn)、排氣閥較普遍，進(jìn)氣閥使用Ti-6Al-4V鈦合金。利用鈦合金制作汽車(chē)閥，不僅可減輕重量，延長(zhǎng)使用壽命，而且可靠性高，還可節(jié)省燃油。日本日立公司制造的燒結(jié)進(jìn)氣閥門(mén)已供應(yīng)日本的汽車(chē)工業(yè)市場(chǎng)。

 

在高溫下的排氣閥使用的代表性合金是Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo-0.1Si(6242S)。但摩托車(chē)較四輪車(chē)閥更易長(zhǎng)期暴露在高溫區(qū)，所以又選用了耐熱性更好的TIMETAL@1100(Ti-2.7Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si)。該合金在實(shí)用鈦合金中是耐熱性最好合金之一，但其耐用溫度約為600℃，而二輪排氣閥則要求要有800℃左右的耐熱性，所以必須選擇最佳的熱處理?xiàng)l件，再探討是否適用。因此在不同的熱處理?xiàng)l件下，評(píng)價(jià)了在室溫~800℃下的拉伸特性、耐高溫蠕變特性，沖擊特性及疲勞特性，以把握最好的材料特性匹配，并在合適的條件下制作發(fā)動(dòng)機(jī)閥。施以最佳熱處理的TIMETAL@1100在室溫~700℃的溫度范圍，其0.2%屈服強(qiáng)度高于普通鋼制排氣閥材SUH35，在800℃附近兩者基本相同。該合金在800℃下的疲勞性能與SUH35也相同。最擔(dān)心的抗高溫蠕變性能也優(yōu)于SUH35。也就是說(shuō)對(duì)該合金處理以適當(dāng)?shù)臒崽幚?，就可確保閥的各種特性。大家已經(jīng)知道，含Al鈦合金在600℃溫度區(qū)若長(zhǎng)時(shí)間暴露則會(huì)生成α2規(guī)則相，致使延性降低。但本合金在該溫度區(qū)長(zhǎng)時(shí)間暴露仍保留有足夠的延性。

 

各汽車(chē)公司紛紛進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)閥用廉價(jià)鈦材開(kāi)發(fā)，并有一部分已達(dá)到批量化。鈦材的制造成本中占材料1/3以上的價(jià)格是海綿鈦，若用等外海綿鈦生產(chǎn)加工材，這樣價(jià)格自然就會(huì)降低。在這種情況下開(kāi)發(fā)了廉價(jià)的Ti-6Al-4V鈦合金。即使用制造閥坯料時(shí)也應(yīng)以降低成本為主。一般說(shuō)來(lái)，閥的鍛造坯料將傘部鐓鍛，采用軸徑略相同的絲材。但在制造絲材時(shí)，要重復(fù)軋制、拉絲、退火工藝，再除取表面氧化層，這樣材料的成品率較不好，與棒材相比價(jià)格較高。這里所指的閥采用廉價(jià)的棒材到鍛坯采用的是擠壓鍛造法。耐磨處理時(shí)采用的是廉價(jià)的OD法。再加之前處理工藝的省略，可大幅度實(shí)現(xiàn)零件成本的降低。