©
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 России может появиться «энергорубль»

Специалисты из Тольятти и Нальчика предложили объединить цифровые платежи и энергосбережение. Идея поможет жителям платить меньше, а компаниям – работать честнее и прозрачнее.


Из отходов – сырьё для аккумуляторов, красок и сорбентов

Учёные Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Саратовского государственного технического университета имени Ю.А. Гагарина создали комплекс методов переработки гальваношламов – высокоопасных отходов машиностроительных предприятий. Разработанные технологии позволяют извлекать из них соединения никеля, цинка и железа, которые можно использовать в производстве лакокрасочной продукции, электродов для щелочных аккумуляторов и композиционных сорбентов.


ТГУ на юбилейном съезде СоюзМаша

Ректор Тольяттинского государственного университета (ТГУ) Михаил Криштал стал участником X съезда Союза машиностроителей России (СоюзМаш), который состоялся в Москве в Национальном центре «Россия». На нём подводили итоги 5-летней работы организации, обсуждали системные вопросы промышленной политики, решали, какой будет промышленность завтра. Важнейшим событием дня стала речь Президента Российской Федерации Владимира Путина.


ТГУ на юбилейном съезде СоюзМаша

Ректор Тольяттинского государственного университета (ТГУ) Михаил Криштал стал участником X съезда Союза машиностроителей России (СоюзМаш), который состоялся в Москве в Национальном центре «Россия». На нём подводили итоги 5-летней работы организации, обсуждали системные вопросы промышленной политики, решали, какой будет промышленность завтра. Важнейшим событием дня стала речь Президента Российской Федерации Владимира Путина.


ТГУ участвует в системном развитии отрасли БАС в России

В Москве состоялось заседание комиссии Госсовета РФ по направлению «Промышленность» под председательством губернатора Самарской области Вячеслава Федорищева. Рассматривались вопросы развития беспилотных систем и химической промышленности. На заседание комиссии был приглашён и ректор Тольяттинского государственного университета (ТГУ) Михаил Криштал.


В ТГУ знают, как спасти энергосети от последствий магнитной бури

В Тольяттинском государственном университете (ТГУ) создана первая в России научно обоснованная система мониторинга геоиндуцированных токов для сетей 220 кВ и выше. Она позволит защитить электросети России от всплесков солнечной активности.