Соображения по выбору материала при прецизионной механической обработке деталей
I. Соображения, основанные на производительности услуги
Прочность и твердость
Выбор материала зависит от условий эксплуатации и требований к нагрузке-компонентов. Например, коленчатые валы двигателей, которые подвергаются значительным переменным нагрузкам, часто изготавливаются из высокопрочных-легированных сталей, таких как 40Cr, чтобы они не деформировались и не ломались в условиях длительной-сложной нагрузки. Напротив, режущие инструменты, используемые для обработки материалов высокой-твердости, обычно изготавливаются из твердых сплавов, которые обладают чрезвычайно высокой твердостью и износостойкостью, что позволяет им сохранять острые режущие кромки.
Износостойкость
Для компонентов, работающих в условиях трения, таких как шестерни и подшипники, необходимы материалы с хорошей износостойкостью. Например, шестерни в автомобильных трансмиссиях обычно изготавливаются из науглероженной стали, такой как 20CrMnTi. После цементации и закалки эти материалы достигают высокой поверхностной твердости и износостойкости, что эффективно снижает износ шестерен во время трансмиссии и продлевает срок службы.
Коррозионная стойкость
Для компонентов, подвергающихся воздействию влажной, кислотной или щелочной агрессивной среды, таких как клапаны и трубы химического оборудования, требуются материалы,-стойкие к коррозии. Например, нержавеющая сталь 316L, обладающая превосходной коррозионной стойкостью и устойчивостью к межкристаллитной коррозии, может сохранять стабильные характеристики в агрессивных химических средах.
Термическая стабильность
Компоненты, работающие в условиях высоких-температур, например лопатки турбин в авиационных-двигателях, требуют материалов с хорошей термической стабильностью. Для изготовления лопаток турбин обычно используются суперсплавы-на основе никеля, которые обладают превосходной жаропрочностью-температурой, стойкостью к окислению и горячей коррозии. Эти материалы сохраняют свою форму и работоспособность при высоких температурах, обеспечивая нормальную работу двигателя.
II. Соображения, основанные на обрабатываемости
Обрабатываемость
Для повышения эффективности и качества обработки материалы должны иметь хорошую обрабатываемость. Например, автоматные-стали (такие как Y12, Y15) обладают улучшенной обрабатываемостью благодаря добавлению таких элементов, как сера и свинец. Эти материалы снижают износ инструмента, уменьшают силы резания и облегчают стружкоотделение во время обработки, тем самым повышая эффективность обработки и качество поверхности.
Подделываемость
Для компонентов, требующих ковки, решающее значение имеет ковкость материала. Например, алюминиевый сплав 6061 обладает хорошей ковкостью и легко деформируется в горячем состоянии. Ему можно придавать различные сложные формы, и после ковки он приобретает хорошие механические свойства.
Свариваемость
Если компоненты необходимо соединить с помощью сварки, следует выбирать материалы с хорошей свариваемостью. Например, сталь Q235 обладает превосходной свариваемостью и менее склонна к появлению таких дефектов, как трещины и пористость во время сварки. Это обеспечивает прочность и герметичность сварных соединений и широко применяется в различных сварных элементах конструкций.
Производительность термообработки
Для достижения хороших комплексных свойств многие прецизионные механические компоненты требуют термической обработки. Например, сталь 45 может обеспечить хорошее сочетание прочности и ударной вязкости за счет закалки и отпуска. Однако строгий контроль параметров термообработки необходим для предотвращения таких проблем, как деформация и растрескивание.
