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天纳克研发创新耐磨材料减少发动机应用对钴材料的依赖

文章来源：未知更新时间：2020-03-06 13:48:25

据外媒报道，美国天纳克（Tenneco Inc）公司动力总成业务部表示研发出一种创新材料，具备优越的耐磨性，可大大降低钴含量，帮助发动机制造商缓解钴量有限、钴价波动大等问题。

重型涡轮增压器排气泄压阀衬套、EGR阀和高性能发动机阀座等高要求的高温应用产品都需要依赖钴，使其能够在高温工作范围内具备耐磨性，因此此类产品就可以从该创新材料中受益。试验表明，采用另一种烧结钢配方，天纳克烧结材料中的钴含量可以显著降低，同时耐磨性也不会受影响。

天纳克动力总成全球工程部副总裁Gian Maria Olivetti表示：“围绕着钴矿开采的材料短缺和争议，以及钴的价格波动剧烈等问题，意味着必须减少对钴的依赖。虽然在空运转阀座和其他受温度影响的部件中，钴仍然是最有效的抗磨损材料，但我们在粉末冶金方面具有丰富经验，因此研发了一种替代产品，此种产品是一种含钴量低的烧结配方，其磨损性能与目前性能最好的材料类似。”

天纳克动力总成涡轮增压部件产品经理Jens Wellmann解释表示，在EGR阀门、涡轮增压排气泄压系统或废气阀门中，衬套应用的温度范围为零下0°C至1000°C，此种大范围的温度变化对材料的摩擦性能造成了挑战。特别是在400°C的低温范围内，含钴量高材料的性能优于典型的不含钴材料。因此，需要知道“含钴量高材料磨损率低的原因是什么？”以及“需要多少钴才可达到此种效果？”

天纳克首先研究了两种经过充分验证的现有烧结产品：FM-8100（基于钢的无钴烧结材料）以及FM-T95A（按重量算，含54%钴的烧结材料），可与用于摩擦应用的铸造材料相媲美。在这两种极端材料之间，天纳克总共评估了五种钴含量不同的材料在不同温度下的磨损性能。对磨损试样的研究表明，与不含钴的烧结材料相比，含钴的天纳克烧结材料在较低的温度下形成了耐磨摩擦层，回答了为什么含钴量高的材料磨损率低的问题。

通过对此类样品进行比较，研究人员对钴含量为17%至35%的材料进行了同样的测试，得出了需要多少钴才可达到此种效果问题的答案。基于测试结果，天纳克研发了一种新材料，名为FM-T88A，是一种钴含量达17%的烧结钢，还满足了生产和质量要求，包括可制造和混合金属粉末、实现烧结工艺、可加工材料，并符合质量保证。

为了验证最初测试的结果，天纳克与一家主流全球汽车制造商合作进行了试验，比较了FM-T88A与量产材料的耐磨性。该测试在一个测试平台上进行，而该平台模拟了涡轮增压器排气泄压衬套在温度最高达800°C时的安装过程。Wellmann表示：“结果表明，与不含钴的材料相比，在200°C时，FM-T88A的耐磨性显著降低，与钴含量高的材料的耐磨性相当。在其他温度条件下，新材料的性能与钴含量高的材料非常相似。”

Olivetti表示：“全球50%的钴矿目前都用于制造电动汽车的电池，对此种材料的需求正逐年增长。通过将用于耐高温烧结材料的钴含量降至最低，可以帮助缓解钴量有限、钴价波动大的问题，同时提供坚固的产品。”

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