©
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 налаживают акустический контроль имплантата

Учёные Тольяттинского госуниверситета нашли способ проверять качество магниевых имплантатов по звуку, который металл издаёт при сжатии. Метод позволит контролировать сплавы прямо на производстве, без дорогих лабораторных анализов. Исследование поддержано грантом Российского научного фонда.


Учёные Тольятти и Минска будут вместе создавать материалы и технологии

Тольяттинский государственный университет и Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси (ИПФ НАН Беларуси) заключили соглашение о сотрудничестве. Договор и дорожная карта партнёрства были подписаны в Минске в рамках XIII Форума регионов Беларуси и России. Подписи под документами поставили ректор ТГУ Михаил Криштал и директор ИПФ НАН Беларуси Михаил Хейфец. Соглашение вступает в силу с момента подписания, а дорожная карта рассчитана на реализацию до 2035 года.


ТГУ показал в Москве быструю сварку полимеров ультразвуком

В Московском выставочном центре «Крокус Экспо» прошла крупнейшая международная экспозиция «Rosmould | Rosplast | 3D-TECH 2026». Тольяттинский госуниверситет стал единственным вузом среди 336 организаций, представивших на ней свою продукцию. Передовые разработки в области ультразвуковой сварки полимерных материалов продемонстрировали специалисты Передовой инженерной школы «Гибридные и комбинированные технологии» (ПИШ «ГибридТех») ТГУ.


В ТГУ просто и недорого продлили жизнь деталям из меди

Учёные Тольяттинского государственного университета разработали технологию упрочнения поверхности медных изделий – с помощью купридов магния. Процесс отличается низкой трудоемкостью, не требует сложного оборудования, а полученное покрытие в несколько раз твёрже исходной меди. Это особенно важно в электротехнике и машиностроении, где продление срока службы детали напрямую снижает себестоимость производства.


Химики ТГУ заставили старый метод работать по-новому

Исследовательская группа профессора Центра медицинской химии Тольяттинского государственного университета Виталия Осянина использовала классическую реакцию Дильса-Альдера для создания хроменов – одного из перспективных классов лекарственных соединений, с помощью которых можно синтезировать новые лекарства от онкологических заболеваний, диабета и тяжелых воспалений.


Диплом вуза перестаёт быть единственным пропуском в профессию

Международная группа учёных опубликовала работу, которая меняет привычный взгляд на высшее образование. Результаты нового исследования, вышедшего в журнале Journal of Institutional Studies, показывают: монополия вузовских дипломов заканчивается. И дело не в кризисе университетов, а в глубоких системных изменениях, вызванных искусственным интеллектом (ИИ), микросертификатами* и постковидной реальностью.


Продлить жизнь нефтяным насосам и предотвратить аварии

Учёные Самарской области нашли способ продлить срок работы дорогостоящего оборудования на глубинных скважинах. Разработанный ими метод позволяет в три раза снизить резонансные скачки напряжения в погружных насосах и на 40–50% увеличить межремонтный период нефтяных скважин.