Il mercato dell’auto sta vivendo uno dei momenti peggiori in assoluto della sia storia. Prima la crisi dei microchip, poi la pandemia ed infine, giusto per non farsi mancare nulla, una situazione geopolitica decisamente complicata. Tutte insieme, sono situazioni che hanno messo in crisi le forniture materie prime, in particolare quelle rare come il Cobalto.
Per quanto possa sembrare un elefante che si muove lentamente, l’industria dell’auto può correre ai ripari potendo contare su colossi della componentistica che sanno come trovare soluzioni per ridurre i disagi. Del resto, è risaputo che l’industria meccanica ha potenzialità superiori, dal punto di vista tecnologico e di efficienza. Spesso le soluzioni tecniche più avanzate sono tenute in naftalina solo per una questioni di rapporto costi/benefici. Ma quando il momento diventa critico, allora è la necessità rende impellente una soluzione che attinga a tutta la conoscenza dei centri ricerca dei colossi della componentistica.
La soluzione messa in campo da Tenneco
Il cobalto viene utilizzato negli elementi che vengono sollecitati alle alte temperature fornendo resistenza all’usura lavorando con intervalli di temperatura elevati. In campo motoristico si tratta di boccole per valvole wastegate del turbocompressore, valvole EGR e le sedi delle valvole di scarico.
In particolare, la Tenneco si è impegnata nel trovare una soluzione alla necessità di ridurre il cobalto nelle leghe sottoposte a stress meccanico e termico. Lo scopo è quello di creare un materiale che possa offrire maggiori prestazioni dal punto di vista della resistenza all’usura utilizzando un contenuto di cobalto notevolmente ridotto.
Tanti gli elementi coinvolti in un automobile
Elementi come le boccole nelle valvole EGR, o le valvole wastegate del turbocompressore come quelle dei gas di scarico possono possono essere soggette ad una variazione ti temperatura che va da meno di 0°C fino a 1000°C. Proprio questa ampia escursione rende difficile la progettazione in funzione dell’affidabilità nel tempo. Soprattutto nella gamma di temperature fino a ~400°C, i materiali ad alto contenuto di cobalto hanno reso al meglio. In questa fascia i progettisti di Tenneco sono andati oltre ridefinendo il quantitativo minimo di Cobalto per garantire un risultato efficace senza spreco.
La ricerca ha fuso elementi tipici della lega FM-8100, una lega a base ferrosa senza l’apporto di Cobalto, con la FM-T95A, invece sinterizzato con il 54% in peso di Cobalto. Queste due leghe si pongono agli stremi di una gamma di cinque materiali con contenuto di cobalto vario suddivisi in funzione delle prestazioni dell’usura e l’intervallo di temperatura a cui rendono al meglio.
Un risultato ottimale per costi ed affidabilità
La nuova variante FM-T88A è composto da un acciaio sinterizzato con il 17% di Cobalto. Una quantità che riesce a soddisfare i requisiti di produzione, la miscelazione delle polveri, il processo di sinterizzazione, la lavorabilità ed infine la garanzia della qualità ottimale. Le prove effettuate hanno evidenziato come la lega FM-T88A ha migliorato i risultato per l’utilizzo estremo in una boccola per la valvola wastegate del turbocompressore funzionante a temperature fino a 800°C migliorando le prestazioni rispetto all’originale pur con una percentuale di Cobalto più bassa.
Secondo i tecnici Tenneco, i risultati hanno mostrato che a 200°C la FM-T88A offre prestazioni e costi paragonabili alle leghe senza cobalto di una lega senza ridotta cobalto pur garantendo un livello di resistenza all’usura paragonabile ad un materiale ad alto contenuto di cobalto per tutto il range di temperature a cui può lavorare il componente.