精密零部件加工中如何根據性能做好選材
精密零部(bù)件加工選材秘訣:性能為王,打造卓越品質
在精密零部(bù)件加工領域(yù),選材是一項至關重要的環節。材料的選擇直接關係到零部件的性能(néng)、壽命以及整體質量。因此,如何根據性能做好選(xuǎn)材,成為了每一個(gè)加工(gōng)企業都必須麵對的問題。本文將為您(nín)揭示精密零(líng)部件加工中選材的秘訣,助您打造卓越品質。
首先,我們要明確零(líng)部件的性能要求。不同的零部件(jiàn)在工作環境、承(chéng)載能力(lì)以及使(shǐ)用壽命等方麵有著不同的需求。因此,在選(xuǎn)擇材料時,必須充分考慮這些性能要求。例如,對於需要承受高壓力(lì)和高溫度的零部件,我們應選擇具有優(yōu)異耐(nài)高(gāo)溫、高壓性能的材料;而對於需要(yào)長時間(jiān)運行的零部(bù)件,則應選擇耐磨、耐腐蝕的材料。
其次,了解(jiě)材料的性能特點也是關鍵。不(bú)同的材料具有不同的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。例如,金屬材料具有較高的強度(dù)和硬度,但(dàn)可能(néng)存在重量大、易腐蝕等問(wèn)題;而非金屬材料則可(kě)能具有較輕的重量和較好的耐腐蝕性,但強度(dù)和硬(yìng)度可能相對較低。因此,在選擇材料時,我(wǒ)們需要綜合考慮這些性能特(tè)點,選擇最適合(hé)零部件性(xìng)能要(yào)求的材料(liào)。
此外,成(chéng)本因素也是不可忽視的。雖然優質的材料能夠帶來更好的性能,但過高的成本可能會增加企業的負擔。因(yīn)此,在選材過程中,我們需要根據企業的實際情況(kuàng)和市場需求,權衡性能與(yǔ)成本之間的關(guān)係,選擇性價比最高的材(cái)料。
在(zài)實際操作中,我們可以采取以下措施(shī)來提高選材的準確(què)性和有效性:一是建立完善的材料數據庫(kù),收集各種材(cái)料的(de)性能數據和使用經驗,為選材提供有力支持;二是加強與供應商的合作與溝通,了解(jiě)材料的最新發(fā)展和市場動態,確保選材的(de)及時(shí)性(xìng)和準確性;三(sān)是加強員工培訓和技術交流,提高員(yuán)工對材料性能的認識和選材能力。
精密零部件加工中如(rú)何根據性能做好選材
金屬是指具有良好的導電性和導熱性、有一定的強度和塑性、並具有特殊金屬光澤(zé)的物質。如鐵、鋁和銅等。金屬(shǔ)材料是(shì)由(yóu)金屬元素或以金(jīn)屬元素為(wéi)主(zhǔ),其他金屬或非金屬元素為輔構成的,並具有金屬特性的工程材料。它包括純金屬和合金。
金屬材料,尤其是鋼鐵材料在國民經濟及其他方麵都有重要作用,這是(shì)由於它具(jù)有比其他材料優越的性能,如物理性能、化(huà)學性能、力學性(xìng)能和工藝性能。金屬(shǔ)材料最(zuì)常見的分類方(fāng)法是(shì)按照其最高(gāo)價氧化物(wù)的顏色分為有色金屬和黑色金屬兩大類:
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黑(hēi)色金屬包括鐵、鉻、錳三種(zhǒng)。但後兩種在實際生產中很少單獨使用,故黑色(sè)金屬就泛(fàn)指鐵(tiě)或以鐵為主(zhǔ)而形成的物質,如鋼(gāng)和鐵。
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有色金屬除黑色金屬以外的其他金屬(shǔ)稱為有色會屬,如銅、鋁和鎂等。
碳素鋼
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碳(tàn)鋼的分類
碳素鋼簡稱碳鋼。是碳的質量分數(ωc)大於0.0218%小於2.1l%,並含有少量矽、錳、硫(liú)、磷等雜質元素的鐵碳合金。
在鋼鐵生產中,碳(tàn)鋼占有的比例相當大,碳鋼具有良好的力學性能和工藝性能(néng),且冶煉方便,價格便宜,在(zài)一般情況下都能滿足使用要求,所以應(yīng)用十分廣泛。
碳鋼的分類(lèi)
碳鋼的分類方法很多,常用的方法(fǎ)有以下幾種(zhǒng):
(1)按鋼的含碳量分類按鋼的含碳量可分(fèn)為:
1)低碳鋼ωc<0.25%。
2)中碳鋼ωc=0.25%~0.60%。
3)高碳(tàn)鋼ωc>0.60%。
(2)按鋼的質量分類
碳鋼質量的高低,主要根據鋼中含有雜質硫、磷的多少來(lái)劃(huá)分,可分為普通碳素鋼、優質碳素鋼和高級優(yōu)質碳素鋼三類(lèi)。
1)普通碳(tàn)素鋼ωs≤0.050%,ωp≤0.045%。
2)優質碳素鋼ωs≤0.035%,ωp≤0.035%。
3)高級優質(zhì)碳(tàn)素鋼ωs≤0.030%,ωp≤0.035%。
(3)按用途分類
1)碳素結構鋼用於製造機械零件和工程結構件的碳鋼,碳含量大都在(zài)0.70%以下。
2)碳素(sù)工具鋼用於製造各種工具用鋼,如刃具、量具和(hé)模具等,一般碳含量都在0.70%以上。
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碳(tàn)素(sù)結構鋼
碳素結構鋼根(gēn)據鋼的質量(liàng),可分為碳素結構鋼和(hé)優質碳素結構(gòu)鋼(gāng)兩種。
碳(tàn)素結構鋼的(de)碳含量一(yī)般在0.06%~0.38%之間,硫、磷的含量(liàng)較高。一般在供貨狀態下(xià)使用,不需要進行熱(rè)處理,其價(jià)格便宜,產量較大,用途廣。經軋製成各種(zhǒng)型材,大量用於金屬結構和機械零件,在滿足(zú)性能(néng)的情況下優先(xiān)選用。
碳素結構鋼的鋼號表示方法是用表示屈服點的(de)拚音字母“Q”、屈(qū)服點數值、質(zhì)量等級符號和脫氧程度(dù)符號四個部分按順序組(zǔ)成。
如Q235-A·F,其中:
Q—鋼材屈(qū)服點“屈”的拚音首位字母;
235(數值(zhí))—表示屈服點大小(xiǎo)(MPa);
A(質量等級(jí)符號)—分A、B、C、D四個等級,其中A級質量最差,D級質量最好;
F(脫氧程度符號)—用漢語拚音的首位字母表示,“F”表示沸騰鋼,“Z”表(biǎo)示鎮靜(jìng)鋼(gāng),“B”表示(shì)半鎮靜鋼,“TZ”表示特殊鎮靜鋼。Z和TZ在鋼號中可(kě)以省略。
Q235-A·F表示屈服(fú)強度為(wéi)235MPa,沸騰鋼,質量等級為A的碳素結構(gòu)鋼。
2優質碳素結(jié)構鋼優質碳素結構鋼中(zhōng)的雜質元素比碳素結構鋼要少,表(biǎo)麵質量、組織結構均勻性要好,並可經過熱處理來進(jìn)一(yī)步改善力學性能,常用於各種重要的機(jī)械零件。
優質碳素結構(gòu)鋼的鋼號用兩位(wèi)數字表示,這兩位數字表示該鋼平均含碳量的萬分之(zhī)幾,例如(rú)45表示平均碳含量為0.45%的優質碳素結構鋼(gāng)。
優質碳索結構鋼(gāng)根據含錳量的不同,又可分為普(pǔ)通含錳量鋼(ωMn<0.80%)和較高含錳量鋼(ωMn=0.70%~l.20%)。較高含(hán)錳(měng)量鋼要在鋼號後(hòu)麵標出(chū)元素符號“Mn”或漢字“錳”,例如65Mn或65錳。若為沸(fèi)騰(téng)鋼或(huò)某(mǒu)種(zhǒng)專用鋼種,則(zé)在鋼號後麵(miàn)標出規定的符號,如10F表示平均碳含量為(wéi)0.10%的沸騰鋼;20g表示(shì)平均碳含(hán)量為0.20%的(de)鍋(guō)爐(用g表示)用鋼。
優質碳素結構鋼中08F、10F鋼的含碳量(liàng)低、塑(sù)性好,焊接性能好(hǎo)。主要(yào)用(yòng)於製造冷衝壓零件和焊接件。
10、20、25鋼屬於滲碳鋼。這類鋼強度低,塑性、韌(rèn)性好,可加工(gōng)性和焊(hàn)接性好,可以製造各種受力不(bú)大但要求高韌性的零件,還可用於冷衝(chōng)壓件和焊接件。作為滲碳鋼經滲碳淬火後,表麵硬度可以達(dá)到(dào)60HRC,耐磨性好,而(ér)心部又具有一定的強度(dù)和韌性,可用於製(zhì)造表麵要求硬度高,耐(nài)磨(mó),並承受衝擊載荷的零件(jiàn)。
30、35、40、45、50等鋼屬於調質鋼,這類鋼具有較(jiào)高的強度,硬(yìng)度。其塑(sù)性和韌性隨含碳量的增加而降低,經過調質處理後,具有良好(hǎo)的綜合力學性(xìng)能。主要用於要求強度、塑(sù)性韌性都較高的零件,如齒輪、套筒、軸(zhóu)類零件等。
60鋼以上都屬於高碳鋼。這類鋼具有較高的強度,硬度和彈性,但是焊接性不好,可加工性能差,冷變形塑性低(dī)。主要用(yòng)來(lái)製作具有(yǒu)較高(gāo)強度,耐磨性和彈性(xìng)的零件,如彈簧墊圈,板(bǎn)簧等彈性元件(jiàn)和耐磨件。
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碳素工件鋼
碳素工具鋼碳含量(liàng)在(zài)0.65%~1.35%之間,根據硫含量的不同,分為優質碳素工具鋼和高級(jí)優(yōu)質碳素工件鋼。其鋼號(hào)以“T加數字(zì)”組成,T是“碳”拚音首字母,數字表示平均含碳量的千分之(zhī)幾。含錳量較高的鋼要(yào)在數字後麵標注“Mn”,高級優質(zhì)碳素工(gōng)具鋼在鋼號(hào)後麵標注“A”。例如T10A表示碳含量(liàng)在1.0%的(de)高級優質碳(tàn)素工具鋼。
碳素工件鋼隨著碳含量的增加,其(qí)硬度和耐磨性增加,而韌性(xìng)下降,應用場合也隨之不(bú)同(tóng)。T7、T8一般用於韌性稍高的工具,如:衝頭、簡單磨具、木工工具等。T8、T9、T10、T11用於中等韌性(xìng)高硬度的工具,如手工鋸條,絲錐,板(bǎn)牙(yá)等,也可以用於要求不高的模具。T12、T13具有高的硬度和耐(nài)磨性(xìng),但韌性(xìng)很低,用(yòng)於製造量具、銼刀(dāo)等。高級碳素工具鋼用於製造形狀複雜、精度要(yào)求較高的工具等。
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鑄(zhù)鋼
鑄造用鋼一般用於製造形狀複雜、力(lì)學(xué)性能要求較高的機械零件。由於零件形狀複雜,很難(nán)用鍛造或機械加工的方法(fǎ)製造。又由於力學性能要求較高,不能用(yòng)鑄鐵來(lái)鑄造(zào)。鑄造碳鋼廣(guǎng)泛用於製造重型機械設備的某些零件,如軋(zhá)鋼機支架、起承(chéng)運輸機(jī)齒輪等。
鑄造碳鋼的碳含量一般在0.20%~0.60%之間,含碳量過高,鋼的塑性變(biàn)差,而且鑄造時易(yì)產生裂紋。
鑄造碳鋼的鋼號(hào)用鑄鋼兩(liǎng)字的漢語拚音字母字(zì)頭“ZG”後麵加兩組數字(zì)表示,兩組數字分別代表(biǎo)最低屈服強度和最低的抗拉強度值。單位是MPa。如ZG200—400表示屈服強度不小於200MPa,抗拉強度不小於400MPa的鑄造碳鋼。
合金鋼(gāng)
所謂合金鋼就是在碳素鋼的基礎(chǔ)上,為了改善鋼的性能,在冶煉時有目的的加入一些元(yuán)素的鋼。加入的(de)元素稱為合金元素。合金鋼中常加入的元素有(yǒu)Si、Mn、Ni、Mo、W、V、Ti、Al、B、Nb、Zr和(hé)稀土元素(sù)等。
1.合金鋼的分類
(1)按化學成分分類(lèi)按合金元素總的質量分數可分為:
1)低(dī)合金鋼合金元素的總質量分數(shù)小於(yú)等於5%。
2)中合金鋼合金元素的總質量分數大於5%,小於10%。
3)高(gāo)合金鋼合金元素的總質量分數大於等於10%。
(2)按用途分(fèn)類
1)合金結(jié)構鋼用做重要機器零件和工程結構的鋼。
2)合金工具鋼用於製造各種刃具(jù)、模具、量具的鋼。
3)特殊性能鋼作特殊用途和具有特(tè)殊性能的鋼。如不(bú)鏽鋼、耐(nài)熱鋼、耐磨鋼和磁鋼等。
2.合金鋼的牌號
合金結構鋼的牌號原則上(shàng)用(yòng)“兩位數字+化學元(yuán)素符(fú)號+數字的方法”。前麵的(de)數字(zì)表示鋼的平均含碳量的萬分之幾,合金元素直接(jiē)用化學符號(或(huò)漢字)表示,後麵的(de)數字表示合金元素平均含量的百分(fèn)之幾(為名(míng)義含量,不代表(biǎo)實際含量)。當合金元素質量分數少於1.5%時,牌號中隻標明元素的化學符號,而(ér)不標明(míng)含(hán)量,如果平均質量分數大於1.5%、2.5%、3.5%則(zé)相應的以2、3、4…等表示。
如:40 Cr
40—表示(shì)鋼中碳含量平均質量(liàng)分數為0.40%,
Cr—合金(jīn)元(yuán)素锘平均質量分(fèn)數小於1.5%
60Si2Mn
60—表(biǎo)示平(píng)均含(hán)碳量為(wéi)0.60%
Si2—表示含(hán)矽(guī)並且(qiě)質量(liàng)分數為2%(1.5%~2.5%)
Mn—表(biǎo)示錳(měng)平均質量分數<1.5%
如果(guǒ)為高級優(yōu)質鋼,則在鋼號後麵加“A”,特級優質鋼在鋼號後麵加“E”。例如:18Cr2Ni4WA。
鋼中的釩、鈦、鋁、硼、稀土等(děng)合金(jīn)元素的含(hán)量雖然很低,但他們在鋼中的作(zuò)用非常重要,也(yě)應(yīng)在鋼號中標出。如20MnVB,表示平均(jun1)碳含量0.20%,平均錳含量(liàng)1.5%,釩含量(liàng)0.07%~0.12%,硼(péng)含量(liàng)為0.0005%~0.0035%。
合(hé)金工具鋼的牌號原則(zé)與合金結構鋼大致相同,但(dàn)含碳量的表(biǎo)示方法不同,平均含碳量小於1.0%時,則在鋼號前(qián)以千分之幾表示,合金元(yuán)素含量的表示方法與合金結構鋼完全(quán)相同。例如:9Mn2V
9—表示平均含碳量為0.9%
Mn2—表示(shì)平均含錳量2%(1.5%~2.5%)。
V—釩,表示釩的平均質量(liàng)分數<1.5%。
Cr12MoV
前麵沒有(yǒu)數字表示碳平均質量分數(shù)≥1.0%
Cr12—表示鉻平均質量分數為(wéi)12%。
MoV—表示鉬、釩的平均質量分數分別小於(yú)1.5%。
高速鋼的(de)含碳量為0.7%~1.5%,但(dàn)在高速鋼的(de)鋼(gāng)號中一般不標出(chū)含(hán)碳量,隻標出合金元素平(píng)均含量的百分之幾。例如:W18Cr4V等。
特殊鋼的編號方法基本上與合(hé)金工具鋼相同,隻是當碳含量小於(yú)0.10%,大於0.03%時,碳含量用0表示(shì),碳含量不大於0.03%用00表示。合金元素及含量的表示方法與合金工具鋼相同。例(lì)如不(bú)鏽鋼2Cr13、0Cr18Ni9、00Cr30Mo2.
除此之外,還有一些特殊專業鋼,為了表示鋼的用途,在鋼(gāng)號前麵冠以漢語(yǔ)拚音字母字頭,而不標出含碳量,合金元素的標準(zhǔn)也特殊。例如,滾動軸承鋼前麵加“G”如GCr15,注(zhù)意這裏麵的鉻(gè)元素後麵的數字是(shì)表示(shì)平均含鉻量的千(qiān)分之幾,而其他元素仍然按照(zhào)百分之幾表示。如GCr15SiMn,表示平均含鉻量為1.5%,矽錳含量分別小於1.5%的滾動軸承鋼。
總(zǒng)之,精密零部件加工中的(de)選材工作是一項複雜而重要的任務。隻有充分了解零部件的(de)性能要求(qiú)、掌握材料的性能特點、權衡(héng)成本與性能(néng)之(zhī)間的關係,並(bìng)采取有效的措施提高選材的準確性和有效性,才能(néng)打造出具有卓越品質的精(jīng)密零部件。在未來的發展中,隨著科技的不斷進步和(hé)市場的不斷變化,我們還需要不斷探索和創新(xīn),以更(gèng)好地滿足客(kè)戶需求和市場挑戰。
精密零(líng)部件加工(gōng)中如何根據性能做好選(xuǎn)材
06-13-2024
