Việc chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận/đầu kỹ thuật số của bạn đòi hỏi phải xem xét toàn diện về môi trường vận hành, tính chất cơ học, khả năng xử lý và kiểm soát chi phí. Dưới đây là các chiến lược lựa chọn có hệ thống cho các tình huống ứng dụng khác nhau:
1. Lựa chọn vật liệu dựa trên môi trường làm việc
Điều kiện chu trình nhiệt hoặc nhiệt độ-cao (ví dụ: đầu máy đùn, máy nén)
Ưu tiên thép hợp kim chịu nhiệt-(ví dụ: 40Cr, 42CrMo) hoặc thép không gỉ (316L). Những vật liệu này có độ bền-nhiệt độ cao và khả năng chống rão tốt, đồng thời có thể được làm cứng và tôi luyện để tăng độ cứng HRC lên 45–50, kéo dài tuổi thọ sử dụng.
Môi trường truyền thông ăn mòn (ví dụ: máy bơm hóa chất, máy chế biến thực phẩm)
Khuyến nghị: Thép không gỉ 304/316 hoặc hợp kim titan để tránh hư hỏng phốt do ăn mòn vật liệu. Nếu sử dụng gioăng cao su, có thể thêm fluororubber (FKM) để tăng cường khả năng kháng hóa chất.
Độ ẩm cao, Môi trường phun muối (ví dụ: thiết bị hàng hải, xử lý nước thải): Ngoài thép không gỉ, các bộ phận bằng thép cacbon có thể được làm xanh, mạ crom-hoặc phủ lớp phủ chống ăn mòn-để cải thiện khả năng chống gỉ.
2. Tính chất cơ học phù hợp dựa trên đặc tính ứng suất:
Tải trọng cao, tải trọng va đập (ví dụ: băng tải cạp, khuôn dập): Thép đúc hoặc thép-mangan cao (ZGMn13) được chọn vì độ bền kéo cao và độ dẻo dai tốt giúp hấp thụ năng lượng va đập một cách hiệu quả và ngăn ngừa hiện tượng gãy giòn.
Yêu cầu tốc độ cao, ma sát thấp (ví dụ: máy tiện loại CNC Thụy Sĩ-, máy may): Hợp kim nhôm (ví dụ: ZL104) được sử dụng để giảm quán tính của các bộ phận quay và giảm mức tiêu thụ năng lượng; trục truyền động chính có thể sử dụng thép cường lực 45#, cân bằng độ cứng và khả năng gia công.
Ứng suất tiếp xúc cao và rủi ro mài mòn (ví dụ: cụm trục bánh xích, vòng piston): Chọn thép được cacbon hóa (ví dụ: 20CrMnTi) hoặc thép thấm nitơ (38CrMoAl). Xử lý làm cứng bề mặt giúp cải thiện khả năng chống mài mòn, đạt được độ cứng bề mặt răng từ HRC58 trở lên.
3. Cân bằng giữa khả năng xử lý và tính kinh tế: Đối với các kết cấu phức tạp và sản xuất hàng loạt: Gang dẻo (QT500-7) được ưa chuộng hơn do hiệu suất đúc tuyệt vời, chi phí thấp và phù hợp để sản xuất các bộ phận có hình dạng bất thường như vỏ quạt và khung đầu.
Đối với các lô nhỏ hoặc tùy chỉnh không{0}}theo tiêu chuẩn: Nên sử dụng thép 45# có kết cấu hàn để xử lý và sửa đổi linh hoạt. Xử lý ủ loại bỏ căng thẳng và đảm bảo sự ổn định kích thước.
Đối với yêu cầu thiết kế nhẹ: Trong giới hạn cường độ, việc thay thế thép bằng hợp kim nhôm có thể giảm trọng lượng từ 30%–50%, phù hợp với thiết bị di động hoặc các bộ phận chuyển động-tần số cao.