autoExpert » НОВОСТИ » Автозапчасти » В Tenneco разработали износостойкий сплав с пониженным содержанием кобальта для двигателей

В Tenneco разработали износостойкий сплав с пониженным содержанием кобальта для двигателей

Инновационный материал от подразделения Powertrain компании Tenneco обеспечивает износостойкость при значительно меньшем содержании кобальта. Он поможет производителям двигателей снизить зависимость от поставок кобальта, для которых характерны ограниченные объемы доступного сырья и сильные колебания цены. Новый материал будет применяться для изготовления компонентов двигателя, подверженных воздействию высоких температур, в которых с целью обеспечения надлежащей износостойкости, как правило, используется кобальт. Речь идет о таких элементах, как втулки перепускного клапана турбонагнетателя, клапаны EGR и седла клапанов высокофорсированных двигателей. Испытания деталей, изготовленных из спеченной стали нового состава, показали, что содержание кобальта в материалах компании Tenneco может быть значительно снижено без ущерба для противоизносных свойств.

В Tenneco разработали износостойкий сплав с пониженным содержанием кобальта для двигателей
Принимая во внимание ограниченную доступность кобальта и высокую волатильность его цены, подразделение Tenneco Powertrain разрабатывает износостойкие материалы со значительно сниженным содержанием кобальта. Новый материал будет применяться для изготовления компонентов двигателя, подверженных воздействию высоких температур, таких как втулки перепускного клапана турбонагнетателя и клапаны EGR, для обеспечения надлежащей износостойкости которых в настоящее время используется кобальт. Фото Tenneco Inc., 2020

«Потенциально низкие объемы сырья и неоднозначная ситуация в сфере добычи кобальта в сочетании с экстремальной волатильностью его цены заставляют нас снижать зависимость от поставок данного металла, — сказал Джан Мария Оливетти (Gian Maria Olivetti), вице-президент Tenneco Powertrain по международному проектированию. — Кобальт остается материалом, наиболее эффективно противостоящим износу седел клапанов в условиях сухого трения, а также износу других компонентов, подверженных воздействию высоких температур. Тем не менее мы использовали свой богатый опыт в области порошковой металлургии для разработки спеченного сплава с низким содержанием кобальта, который обладает противоизносными свойствами, сопоставимыми с таковыми у лучших из существующих в настоящее время материалов».

Рабочая температура для втулок клапанов EGR, перепускного клапана турбонагнетателя и выпускных клапанов может колебаться в диапазоне от минусовых значений до 1000 °C. По словам Дженса Уэлмана (Jens Wellmann), менеджера по продукту Tenneco Powertrain, ответственного за направление компонентов турбонагнетателя, столь широкий диапазон температур ставит перед конструкторами серьезные трибологические задачи: «В частности, в нижнем диапазоне температурных значений, до 400 °C, материалы с высоким содержанием кобальта могут превосходить по эффективности типичные аналоги, в составе которых кобальт отсутствует. Первый вопрос, на который мы должны ответить: чем объясняется высокая износостойкость материалов с высоким содержанием кобальта? Второй вопрос: каким должно быть содержание кобальта для получения такого эффекта?».

Исследования компании Tenneco начались с изучения двух хорошо зарекомендовавших себя спеченных сплавов: FM-8100, на основе железа и без содержания кобальта, и FM-T95A, на основе кобальта (содержание кобальта 54 % по массе), сопоставимого по характеристикам с литыми материалами, которые используются для изготовления деталей, подверженных фрикционному износу. Помимо двух данных материалов с радикально отличающимися свойствами при различных рабочих температурах была изучена износостойкость пяти составов с различным содержанием кобальта. Анализ изношенных образцов показал, что спеченные содержащие кобальт материалы Tenneco формировали снижающий износ фрикционный слой, эффективный при более низких температурах по сравнению с материалами, не содержащими кобальт. Это раннее образование стабильного фрикционного слоя дает ответ на первый вопрос.

Такой же эффект был отмечен при сравнении образцов с содержанием кобальта от 17 до 35 %. Это ответ на второй вопрос. С учетом полученных результатов был разработан новый материал — FM-T88A. Это спеченная сталь с содержанием кобальта 17 %, которая соответствует технологическим требованиям и стандартам качества, подходит для массового производства с использованием технологии порошковой металлургии и процесса спекания, а также для последующей машинной обработки. Кроме того, материал способен обеспечить высокий уровень качества конечного изделия.

В Tenneco разработали износостойкий сплав с пониженным содержанием кобальта для двигателей
Микроструктура новой спеченной стали FM-T88A от компании Tenneco с содержанием кобальта 17 % (500 кратное увеличение). Фото Tenneco Inc., 2020

Для подтверждения результатов предварительных исследований были проведены совместные испытания с участием ведущего мирового автопроизводителя, в ходе которых сравнивалась износостойкость материала FM-T88A и аналогов, применяемых в серийном производстве. Для этого использовался испытательный стенд, моделирующий нагружение втулки перепускного клапана турбонагнетателя при температурах до 800 °C.

«Результаты показали, что при 200 °C материал FM-T88A демонстрирует значительное уменьшение глубины износа по сравнению с материалом, не содержащим кобальт. Кроме того, его износостойкость сравнима с показателями материала, отличающегося высоким содержанием кобальта, — объяснил Уэлман. — При всех прочих температурах рабочие характеристики нового материала близки к свойствам материалов с высоким содержанием кобальта».

«С учетом того, что 50 % добываемого в мире кобальта сейчас используется в производстве аккумуляторных батарей для электрических автомобилей, спрос на этот металл с каждым годом возрастает,
— сказал Оливетти. — Снизив до минимума потребность в кобальте при изготовлении наших износостойких спеченных материалов, мы можем помочь нашим заказчикам смягчить последствия ограниченной доступности кобальта и волатильности цен на него, при этом по-прежнему предлагая надежные продукты».

О новой Tenneco — будущей компании направления Powertrain Technology
После разделения бизнеса и формирования двух независимых компаний — с фокусом на сегменте послепродажного обслуживания автомобилей у одной (DRiV™) и на производстве компонентов и решений для силовых агрегатов в сегменте оригинального оборудования у другой — новая Tenneco станет одним из крупнейших мировых производителей компонентов для бензиновых, дизельных и электрифицированных силовых агрегатов, а также поставщиком технических решений, помогающих автопроизводителям повышать мощность и топливную экономичность транспортных средств и соответствовать регуляторным требованиям, касающимся выбросов вредных веществ. Примерная выручка новой Tenneco за 2019 год составила 11,45 млрд долларов США и была сгенерирована продуктами и решениями для легкого коммерческого транспорта, грузового транспорта, внедорожных автомобилей и промышленного сегмента.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 (голосов: 0)






Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Спецвыпуски

Календарь

«    Март 2020    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Опрос

Направление вашего бизнеса

Продажа автомобилей
Автосервис
Оптовая торговля автокомпонентами
Автомагазин
Автоперевозки
Другое