ملاحظات برای انتخاب مواد در ماشینکاری اجزای مکانیکی دقیق
I. ملاحظات بر اساس عملکرد خدمات
قدرت و سختی
انتخاب مواد بر اساس محیط سرویس و الزامات تحمل بار اجزاء است. به عنوان مثال، میل لنگ موتور، که تحت بارهای متناوب قابل توجهی قرار می گیرد، اغلب از فولادهای آلیاژی با استحکام بالا مانند 40Cr ساخته می شود تا از تغییر شکل یا شکستگی آنها در شرایط بارگذاری پیچیده طولانی مدت مطمئن شود. در مقابل، ابزارهای برشی که برای ماشینکاری مواد با سختی بالا استفاده میشوند، معمولاً از کاربیدهای سیمانی ساخته میشوند که سختی و مقاومت در برابر سایش بسیار بالایی دارند و به آنها اجازه میدهد لبههای برش تیز را حفظ کنند.
مقاومت در برابر سایش
برای قطعاتی که در محیط های اصطکاکی کار می کنند، مانند چرخ دنده ها و یاتاقان ها، مواد با مقاومت سایش خوب ضروری هستند. به عنوان مثال، چرخ دنده ها در گیربکس های خودرو معمولاً از فولادهای کربن دار مانند 20CrMnTi ساخته می شوند. این مواد پس از کربورسازی و خاموش کردن، به سختی سطح و مقاومت در برابر سایش بالایی دست مییابند که به طور موثر سایش دنده را در حین انتقال کاهش میدهد و عمر مفید را افزایش میدهد.
مقاومت در برابر خوردگی
قطعاتی که در معرض محیطهای خورنده مرطوب، اسیدی یا قلیایی هستند، مانند شیرها و لولههای تجهیزات شیمیایی، به مواد مقاوم در برابر خوردگی{0}}نیاز دارند. به عنوان مثال، فولاد ضد زنگ 316L، با مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای، می تواند عملکرد پایدار را در محیط های شیمیایی خشن حفظ کند.
پایداری حرارتی
قطعاتی که در محیطهای{0}در دمای بالا کار میکنند، مانند پرههای توربین در موتورهای هوا-، به موادی با پایداری حرارتی خوب نیاز دارند. سوپرآلیاژهای مبتنی بر نیکل، که دارای استحکام دمایی بالا، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر خوردگی داغ هستند، معمولاً برای پرههای توربین استفاده میشوند. این مواد شکل و عملکرد خود را در دماهای بالا حفظ می کنند و عملکرد طبیعی موتور را تضمین می کنند.
II. ملاحظات بر اساس ماشینکاری
ماشین کاری
برای بهبود کارایی و کیفیت ماشینکاری، مواد باید ماشین کاری خوبی داشته باشند. برای مثال، فولادهای برش آزاد (مانند Y12، Y15) به دلیل افزودن عناصری مانند گوگرد و سرب، قابلیت ماشینکاری را بهبود بخشیده اند. این مواد منجر به کاهش سایش ابزار، نیروهای برش کمتر و شکستن تراشهها در حین ماشینکاری میشوند و در نتیجه کارایی ماشینکاری و کیفیت سطح را افزایش میدهند.
جعل پذیری
برای قطعاتی که نیاز به آهنگری دارند، جعل پذیری مواد بسیار مهم است. به عنوان مثال، آلیاژ آلومینیوم 6061 قابلیت آهنگری خوبی دارد و به راحتی در حالت گرم تغییر شکل می دهد. می توان آن را به اشکال مختلف پیچیده تبدیل کرد و پس از آهنگری به خواص مکانیکی خوبی دست یافت.
قابلیت جوشکاری
هنگامی که اجزاء باید از طریق جوش مونتاژ شوند، باید مواد با قابلیت جوشکاری خوب انتخاب شوند. به عنوان مثال، فولاد Q235 جوش پذیری عالی دارد و کمتر در معرض عیوبی مانند ترک و تخلخل در حین جوشکاری است. این امر استحکام و آب بندی اتصالات جوش داده شده را تضمین می کند و به طور گسترده در اجزای ساختاری مختلف جوش داده شده استفاده می شود.
عملکرد عملیات حرارتی
برای دستیابی به خواص جامع خوب، بسیاری از اجزای مکانیکی دقیق نیاز به عملیات حرارتی دارند. به عنوان مثال، فولاد 45 می تواند ترکیب خوبی از استحکام و چقرمگی را از طریق کوئنچ و تمپر به دست آورد. با این حال، کنترل دقیق پارامترهای عملیات حرارتی برای جلوگیری از مسائلی مانند تغییر شکل و ترک ضروری است.
