Apsvērumi materiālu izvēlei precīzijas mehānisko komponentu ražošanā
Apsvērumi, kas balstīti uz pakalpojumu veiktspēju
Stiprums un cietība: atlase ir balstīta uz komponenta pakalpojumu vidi un slodzes{0}}prasībām. Piemēram, dzinēja kloķvārpstas, kas iztur ievērojamas mainīgas slodzes, bieži tiek izgatavotas no augstas -leģētā tērauda, piemēram, 40 Cr, lai novērstu deformāciju un lūzumu sarežģītos ilgtermiņa{4}}sprieguma apstākļos. Turpretim augstas -cietības materiālu apstrādei paredzēti griezējinstrumenti parasti ir izgatavoti no cementētiem karbīdiem, kas nodrošina īpaši augstu cietību un nodilumizturību, nodrošinot asu griešanas malu.
Nodilumizturība: Komponentiem, kas darbojas berzes vidē, piemēram, zobratiem un gultņiem, būtiski ir materiāli ar labu nodilumizturību. Piemēram, automobiļu transmisiju zobrati parasti ir izgatavoti no karburējošā tērauda, piemēram, 20CrMnTi. Pēc karburizācijas un dzēšanas šie zobrati sasniedz augstu virsmas cietību un nodilumizturību, samazinot nodilumu transmisijas laikā un pagarinot kalpošanas laiku.
Izturība pret koroziju: komponentiem, kas pakļauti mitrai, skābai vai sārmainai videi, piemēram, vārstiem un caurulēm ķīmiskajās iekārtās, ir nepieciešami pret koroziju izturīgi{0} materiāli. Piemēram, 316L nerūsējošais tērauds ar izcilu izturību pret koroziju un izturību pret starpkristālu koroziju var uzturēt stabilu veiktspēju skarbās ķīmiskās vidēs.
Termiskā stabilitāte: komponentiem, kas darbojas augstas -temperatūras vidē, piemēram, aviācijas-dzinēju turbīnu lāpstiņām, ir nepieciešami materiāli ar labu termisko stabilitāti. Turbīnu lāpstiņām parasti izmanto niķeļa-supersakausējumus, kas ir pazīstami ar izcilu augstas-temperatūras izturību, oksidācijas izturību un izturību pret karsto koroziju. Šie materiāli saglabā savu formu un veiktspēju augstā temperatūrā, nodrošinot normālu dzinēja darbību.
Apsvērumi, kas balstīti uz apstrādājamību
Griešanas veiktspēja: Lai uzlabotu apstrādes efektivitāti un kvalitāti, materiāliem jābūt labām griešanas īpašībām. Piemēram, brīvās-griešanas tēraudi (piemēram, Y12 un Y15) tiek uzlaboti, pievienojot tādus elementus kā sērs un svins, kas samazina instrumenta nodilumu, griešanas spēkus un uzlabo skaidu lūzumu apstrādes laikā, tādējādi uzlabojot efektivitāti un virsmas kvalitāti.
Kalšanas veiktspēja: Detaļām, kurām nepieciešama kalšana, materiāla kalšanai ir izšķiroša nozīme. Piemēram, alumīnija sakausējumam 6061 ir laba kalšanas spēja, un to var viegli deformēt karstā stāvoklī, veidojot sarežģītas -formas sastāvdaļas ar uzlabotām mehāniskajām īpašībām pēc kalšanas.
Metināšanas veiktspēja: Ja sastāvdaļas ir jāsamontē ar metināšanu, jāizvēlas materiāli ar labu metināmību. Piemēram, Q235 tēraudam ir lieliskas metināšanas īpašības, un tas ir mazāk pakļauts tādiem defektiem kā plaisas un porainība metināšanas laikā, nodrošinot metināto savienojumu izturību un hermētiskumu. To plaši izmanto dažādās metinātās konstrukcijas detaļās.
Termiskās apstrādes veiktspēja: Daudzām precīzijas mehāniskajām sastāvdaļām nepieciešama termiskā apstrāde, lai sasniegtu vēlamās īpašības. Piemēram, 45 tērauds var sasniegt labu stiprības un stingrības kombināciju, izmantojot rūdīšanu un rūdīšanu. Tomēr, lai novērstu deformāciju un plaisāšanu, ir nepieciešama stingra termiskās apstrādes parametru kontrole.
Apsvērumi, pamatojoties uz izmaksām
Materiālu izmaksas: Apkalpošanas un apstrādes prasību izpildes ierobežojumu ietvaros materiālu izmaksas ir būtisks faktors. Vispārējiem mehāniskiem komponentiem ar zemākām veiktspējas prasībām, piemēram, mehāniskiem kronšteiniem un korpusiem, var izmantot zemākas cenas-oglekļa tēraudus, piemēram, Q235. Turpretim kritiskiem komponentiem augstas veiktspējas lietojumprogrammās, piemēram, kosmosa detaļām, ir nepieciešami augstas veiktspējas īpaši materiāli, neskatoties uz to augstajām izmaksām.
Apstrādes izmaksas: Dažādiem materiāliem ir dažādas apstrādes grūtības un izmaksas. Augstas veiktspējas-materiāli, piemēram, titāna sakausējumi, lai gan tiem ir izcila veiktspēja, to apstrāde ir sarežģīta un dārga. Izvēloties materiālus, vispusīgi jāizvērtē gan materiālu, gan apstrādes izmaksas. Lieliem ražošanas apjomiem rentabli materiāli- ar optimizētiem apstrādes procesiem var samazināt kopējās izmaksas.
Dzīves{0}}cikla izmaksas: Izvēloties materiālus ar labu veiktspēju un ilgu kalpošanas laiku, var būt augstākas sākotnējās izmaksas, taču laika gaitā var samazināties nomaiņas biežums un apkopes izmaksas, tādējādi samazinot kopējās kalpošanas{0}}cikla izmaksas. Piemēram, augstas-kvalitatīvas gultņu materiālu izmantošana liela mēroga-iekārtās var radīt augstākas iegādes izmaksas, taču var ievērojami pagarināt apkopes intervālus un uzlabot darbības efektivitāti, tādējādi samazinot kopējās izmaksas.
Citi apsvērumi
Materiālu pieejamība: Dodiet priekšroku materiāliem, kas ir viegli pieejami tirgū, lai nodrošinātu nepārtrauktu ražošanu. Īpašiem materiāliem, piemēram, dažiem retiem metālu sakausējumiem, var būt ierobežoti piegādes kanāli un gari iepirkuma cikli, kas ietekmē ražošanas grafikus. Izvēloties materiālus, apsveriet to pieejamību un izvēlieties alternatīvas, kas ir vieglāk pieejamas un stabilākas.
Vides prasības: Pieaugot vides apziņai, materiālu ekoloģiskie raksturlielumi kļūst arvien svarīgāki. Izvēloties materiālus, ņemiet vērā to ietekmi uz vidi ražošanas, lietošanas un likvidēšanas laikā. Piemēram, izvairieties no materiāliem, kas satur kaitīgas vielas, piemēram, svinu, dzīvsudrabu un kadmiju, un izvēlieties pārstrādājamus materiālus, lai samazinātu vides piesārņojumu.
Materiālu standartizācija un vispārināšana: Lai atvieglotu komponentu projektēšanu, ražošanu un apkopi, priekšroka jādod materiāliem ar augstu standartizāciju un vispārināšanu. Tas samazina materiālu daudzveidību un specifikācijas, samazina krājumu izmaksas un uzlabo ražošanas efektivitāti. Standartizētiem materiāliem ir arī nobriedušākas apstrādes metodes un kvalitātes standarti, kas palīdz nodrošināt produktu kvalitāti.
