總成本60%以上的加工成本是各國降低成本的研究重點。鈦材零部件在生產制作過程中不僅工藝復雜,同時在制作過程中產生了大量的殘鈦,且生產周期較長,導致部件制作成本提高,阻礙了鈦更為廣泛的推廣應用。
鑄造是經典的凈(近)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、渦輪增壓器等。
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,縮短了加工周期,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。目前鈦粉沫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末制備技術及其產業化;二是鈦粉末冶金的制備技術,同時在汽車工業推廣應用。
除此之外,激光成型技術(集成了激光技術、CAD/CAM技術和材料技術的最新成果)根據計算機模型,可直接用合金粉末一次成型形狀復雜的最終零件,制造出的鈦零件性能介于鑄造和鍛造之間,而成本降低15%~30%,交貨時間縮短50%~75%。金屬粉末注射成型技術(MIM)是發展較快的一種近(凈)成型粉末冶金技術,可制造高質量、高精度的復雜零件,被認為是目前最有優勢的成型技術之一;還有鈦涂層技術,也是一種能降低成本的新型工藝。
美國AlliedSignal公司制造出的本迪克斯牌表面鈦涂層汽車剎車片,已投放市場,預計每年產銷幾百萬件,美國兩大汽車公司(Ford和GM)還研究出新型γ-TiAl氣門,已用于汽車上。可見,降低鈦材料的價格必須從開發低成本的新合金系和改進生產工藝兩方面入手,才能從真正意義上解決汽車用鈦受價格制約的問題,也才能使汽車用鈦更具有競爭力和發展前景。
