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機械零件選材的原則及蘸火液

發布時間:2012-11-30 13:50:34
機械零件的選材是一項十分重要的工作。蘸火液與選材是否恰當,特別是一臺機器中關鍵零件的選材是否恰當,將直接影響到產品的使用性能、使用壽命及制造成本。選材不當,嚴重的可能導致零件的完全失效。 (1)使用性原則 使用性能是保證零件工作安全可靠、經久耐用的必要條件,因此是蘸火液與選材考慮的最主要依據。蘸火液與選材的首要任務是淮確地判斷所要求的主要使用性能,然后根據主要的使用性能指標選擇較為合適的材料。對于一般的機械零件和工程構件,則主要以其力學性能作為蘸火液和選材依據;對于一些特殊條件下工作的零件,則必須根據要求考慮到材料的物理性能、和化學性能。 ①以要求較高綜合力學性能為主的選材:在機械制造中有相當多的結構零件,在工作時均不同程度地承受著靜載荷、動載荷的作用,其失效形式可能為變形失效和斷裂失效,所以這類零件蘸火液要求具有較高的強度和較好的塑性與韌性,即良好的綜合力學性能。經過蘸火液淬火后,工件可達到上述要求。 ②以疲勞強度為主的選材:疲勞破壞是零件在交變應力作用下最常見的破壞形式,如滾動軸承等零件的失效,大多數是因疲勞破壞引起的。 ③以抗磨損為主的選材:可分為兩種情況:一是磨損較大、受力較小的零件,其主要失效形式是磨損,故要求材料蘸火液后具有高的耐磨性,選用高碳鋼或高碳合金鋼,進行蘸火液淬火和低溫回火處理,獲得高硬度的回火馬氏體和碳化物組織,即能滿足耐磨的要求。二是同時受磨損及交變應力作用的零件,主要失效形式是磨損、過量的變形與疲勞斷裂,如傳動齒輪、凸輪等。為了更準確地了解零件的使用性能,還必須分析零件的失效方式與蘸火液,從而找出對零件失效起主要作用的性能指標。 在對零件的工作條件、蘸火液、失效形式進行全面分析,并根據零件的幾何形狀和尺寸、工作中所受的載荷及使用壽命,通過力學計算確定出零件應具有的主要力學性能指標及其數值后,即可利用手冊選材。 (2)工藝性原則 工藝性原則是指所選用的材料與蘸火液能否保證順利加工制造成零件。蘸火液淬火工藝性好壞,對零件加工難易程度、生產成本、生產率影響很大。材料的蘸火液工藝性能包括以下內容:
 ?、勹T造性:如果用鑄造成形,最好選擇共晶成分或接近共晶成分的蘸火液合金;
 ?、阱懺煨裕喝绻缅懺斐尚?,最好選用組織呈固溶體的蘸火液合金;
 ?、酆附有裕喝绻呛附映尚?,最適宜的材料是低碳鋼或低碳蘸火液合金鋼;
 ?、芮邢骷庸ば阅埽簽楸阌谇邢骷庸?,可通過熱處理來調整其組織和性能,使金屬材料硬度控制在170-230HBS之間;
 ?、轃崽幚碚夯鹨汗に囆阅埽禾间摯阃感圆?,強度不是很高,加熱時易過熱而使晶粒長大,淬火液淬火時也易變形和開裂。
  因此,制造高強度、大截面、形狀比較復雜的零件,一般應選用合金鋼蘸火液淬火。與使用性能比較也會成為選材的主要零件的切削性能可成它的某些性能并不是最好的。
本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。
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