©
P-Reliz.ru - агрегатор пресс-релизов

Срок службы деталей КПП может увеличиться

Исследователи из Тольяттинского государственного университета (ТГУ) предложили режим термической обработки латуни, который более чем в два раза повышает износостойкость материала, используемого для изготовления колец синхронизаторов коробки переключения передач (КПП). Главный секрет – закалка в водополимерном растворе с изменяемой скоростью охлаждения за счёт подбора его концентрации, что отличается от традиционного охлаждения на воздухе после штамповки.

В коробке переключения передач (КПП) любого автомобиля есть детали, которые работают в крайне жёстких условиях. Кольца синхронизаторов – одни из них: они отвечают за то, чтобы передачи включались мягко и без хруста, но при этом испытывают колоссальные нагрузки, трение и нагрев. Обычно такие кольца делают из специальных износостойких латуней. Учёные Тольяттинского госуниверситета нашли способ увеличить прочность и износостойкость латуни для колец синхронизаторов за счёт термической обработки.

Объектом исследования стала многокомпонентная латунь марки ЛМцАЖКС 70 - 7 - 5 - 2 - 2 - 1 – именно из неё изготавливают синхронизаторы переднеприводных автомобилей LADA. Эта латунь представляет собой сложный сплав на основе меди с добавлением цинка, марганца, алюминия, кремния, железа и свинца. Каждый из этих элементов влияет на свойства материала, но решающую роль играет то, как именно деталь нагревалась и охлаждалась в процессе производства.

– Мы провели эксперименты, меняя условия закалки, чтобы понять, как получить максимальную износостойкость, – пояснил один из авторов исследования, доцент кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» института машиностроения, химии и энергетики ТГУ Алексей Святкин. – Традиционно латунь после штамповки охлаждается сама на воздухе, так как закаливать её до недавних пор было бесперспективно: от воды возникают критические деформации, а масло пожароопасно и требует дальнейшей промывки. Мы пошли другим путём и испытали водополимерные растворы разной концентрации.

Специалисты нагревали образцы до 750–800 градусов С°, а затем охлаждали их в разных средах: на воздухе, в воде, в масле и в растворах полимера концентрацией 5, 10 и 15%. Часть образцов после закалки дополнительно «состаривали», то есть выдерживали при 320 градусах, чтобы запустить процессы дисперсионного упрочнения.

– Результаты порадовали. Лучшие показатели продемонстрировали образцы, закалённые в десятипроцентном водополимерном растворе. Их износостойкость выросла почти в 2,6 раза по сравнению с исходным состоянием, а твёрдость после закалки увеличилась более чем в два раза. Кроме того, нам удалось избежать проблемы, которая постоянно сопровождает закалку в воде: детали не деформировались за счёт промежуточного состояния микроструктуры сплава, – подчеркнул Алексей Святкин.

Специалист добавил, что при охлаждении в полимерном растворе латунь переходит в особое промежуточное состояние. Последующее старение формирует смешанную сдвигово-диффузионную микроструктуру, что даёт высокое упрочнение за счёт выделения мельчайших частиц (дисперсионное упрочнение) и почти не вызывает деформаций. Дополнительный плюс — измельчение зёрен до 2–10 микрон, что также повышает прочность материала.

– Мы не просто подобрали режим, мы описали механизм, – отметил Алексей Святкин. – Необходимо отметить, что структуры переходного типа более устойчивы к силовому и термическому воздействию при износе. В итоге материал обеспечивает условия для более длительной и надёжной работы детали.

Для автопрома это означает, что кольца синхронизаторов можно делать, не меняя химический состав сплава, а лишь корректируя технологию термообработки. Хотя закалка – это дополнительные затраты, достигнутый уровень техники способствует значимому повышению ресурса уже известной и доступной латуни. Водополимерная закалка уже давно применяется для сталей, но для сложных латуней её использовали впервые. Теперь у производителей есть научно обоснованные рекомендации по термообработке латуни, позволяющие повысить её износостойкость и твёрдость.

Результаты исследования опубликованы в рецензируемом журнале Russian Journal of Non-Ferrous Metals. Это авторитетное научное издание, посвященное развитию области цветной металлургии и материаловедения.

P-Reliz.ru - аггрегатор пресс-релизов

Другие пресс-релизы Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Тольяттинский государственный университет"


В ТГУ улучшают сплавы магния и алюминия

Российский научный фонд (РНФ) поддержал грантами исследования двух учёных Тольяттинского государственного университета (ТГУ). Цель одного из проектов – управлять скоростью растворения биорезорбируемых магниевых сплавов, используемых в производстве медицинских имплантатов, второй проект посвящён улучшению свойств сплавов из алюминия, применяемых в авиации и машиностроении.


В клиниках РФ идёт активное внедрение имплантатов MgSorb

В НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского состоялась научно-практическая конференция «MgSorb: клинический опыт и перспективы применения магниевых имплантов. От импорта к технологическому суверенитету». Одним из центральных событий стала презентация разработок Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и ООО «Медицинская Торговая Компания» (МТК) – первых в России биорезорбируемых (растворяющихся) имплантатов из сплава магния MgSorb.


«Магнитная губка» очистит арктические воды от разливов нефти

Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина (СГТУ) нашли способ сделать ликвидацию нефтяных аварий в Арктике быстрой и управляемой. Они разработали сорбенты, которые не только впитывают нефть при экстремально низких температурах, но и благодаря магнитным свойствам легко извлекаются после очистки.


Опыт ЦМХ ТГУ признан одним из самых перспективных в России

Образовательную модель Центра медицинской химии (ЦМХ) Тольяттинского государственного университета (ТГУ) для подготовки кадров в сфере разработки новых лекарственных препаратов необходимо тиражировать в других вузах страны. Такое предложение на заседании Научного Совета по медицинской химии Российской академии наук (РАН) озвучил ведущий учёный-химик Константин Балакин. По его мнению, это позволит системно решить проблему кадрового дефицита в отечественной фармацевтической отрасли.


Как измерить износ деталей, не останавливая машину?

Исследователи из Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали метод акустической диагностики, который на 45% повышает вероятность обнаружения опасного износа деталей по сравнению с известными решениями. Cистема, в основе которой алгоритмы машинного обучения, «слушает» работающий механизм, анализирует его акустические сигналы и заранее предупреждает о поломке.


ТГУ локализовал высокотехнологичную линию контроля на АВТОВАЗе

Тольяттинский государственный университет завершил масштабный проект глубокой модернизации линии автоматического контроля блоков цилиндров производства компании Marposs (Италия) на АО «АВТОВАЗ». Расширение функциональности линии позволит защитить продукцию от контрафакта и значительно повысить ресурс двигателей 1,8 л для новой LADA Niva. Проект выполнен передовой инженерной школой ТГУ «Гибридные и комбинированные технологии» (ПИШ «ГибридТех»).


Учёные доказали пользу стресса для паралимпийцев

Российские исследователи нашли способ ускорить реабилитацию этой категории спортсменов с помощью интервальных гипокси-гипероксических тренировок. Метод уже доказал свою эффективность для атлетов с поражением опорно-двигательного аппарата.