©
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"


Учёные нашли способ уберечь сайты от «падений»

Специалисты из Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Кабардино-Балкарского государственного университета (КБГУ) разработали математические модели, которые позволяют предвидеть моменты пиковых нагрузок на интернет-ресурсах и автоматически предотвращать сбои.


Защита, которая сама себя лечит

Учёные Тольяттинского государственного университета улучшили защитные покрытия для магниевых сплавов, получаемые с помощью микродугового оксидирования. Теперь керамический слой, создаваемый на поверхности деталей, кратно повышает коррозионную и износостойкость и может «самовосстанавливаться» в агрессивных средах.


Физик из ТГУ предсказал необычные свойства квантовых вихрей

Профессор Тольяттинского государственного университета Сергей Талалов представил математическую модель поведения квантового вихревого кольца вблизи твёрдой стенки. Работа продолжает цикл его исследований по квантовым вихрям и квантовой турбулентности и приближает к пониманию того, как возникает турбулентность и сверхтекучесть на микроуровне.


В ТГУ создали лабораторию биорезорбируемых сплавов

Научно-исследовательский институт прогрессивных технологий Тольяттинского государственного университета (НИИПТ ТГУ) пополнился новым подразделением. Лаборатория биорезорбируемых сплавов начала работу после победы в конкурсе Министерства науки и высшего образования РФ.


ТГУ прошёл инспекцию Росздравнадзора

В Тольяттинском государственном университете завершилась инспекция производства в соответствии с требованиями к внедрению, поддержанию и оценке системы менеджмента качества (СМК) медицинских изделий. Биорезорбируемые магниевые имплантаты и полуфабрикаты для них выпускают в технопарке ТГУ с соблюдением всех требований нормативной документации.


В 74 года в третий раз стал студентом

1 октября в России отмечают День пожилого человека. В Тольяттинском государственном университете сейчас обучаются порядка 30 студентов в возрасте от 60 до 74 лет, которые осваивают новые профессии и повышают квалификацию. Один из них – москвич Михаил Ефремов.


Учёные научились «читать» историю обработки деталей по их поверхности

Специалисты Тольяттинского государственного университета (ТГУ) и Национального исследовательского университета (НИУ) «МИЭТ» предложили метод, позволяющий по микрорельефу поверхности детали точно определять технологический маршрут её изготовления. Разработка помогает инженерам выявлять скрытые технологические отклонения, невидимые для стандартных измерительных приборов, и предотвращать преждевременные поломки ответственных узлов в авиации и машиностроении.