轴类锻件因其广泛应用于机械、造船、化工、核工业、电力等领域,具有重要的经济和社会意义。对于制造一款优异的轴类锻件而言,材料的选择至关重要。本文将从材料选择和特点方面着手,并举例说明。
- 材料的选择
轴类锻件常采用高强度合金钢、低碳合金钢、不锈钢以及耐高温钢等材料制造。其选择要考虑到工件的作用、运行环境以及加工性能。
(1)高强度合金钢常用于重载和大型轴类件。该钢具有优秀的强度,硬度和塑性,适合承受较高载荷和复杂工况。例如,大型锻造螺杆、锻造轴类被广泛应用于航空航天、海洋平台、核电站等领域。采用45 钢和40 断裂韧性等高强度优良的高速简化调质精密制造加工而成的超大规格巨型压缩机轴,承受着高温、高压、重载和强震荡等恶劣工况。
(2)低碳合金钢常用于焊接件、机架和轻载等部位。低碳合金钢具有优秀的可焊性、加工性能和韧性,适合承受计算轻载,采用45 #、20 # 等硬度小且延展性强的低碳合金钢多次加热、锻造成型的生产模具定位轴,其表面硬度小、内部具有足够的韧性,能有效保证生产模具的精度和长寿命。
(3)不锈钢具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能,主要用于制造要求密封性和润滑性好的机械部件。例如,不锈钢轴类产品被广泛应用于食品加工、医疗器械、航空航天等高端领域。
(4)耐高温合金轴类锻件主要用于航空航天发动机、热电站、锅炉、气轮机等高温环境下工作的应用。通过大量的实验验证,超高压空气增压机浸有电子封装的紫铜合金轴比传统的40Cr材质耐高温有了显著提升,而且可靠性较好,具有更长的使用寿命。
- 特点
轴类锻件具有以下几个特点:
(1)优异的抗疲劳性能:轴类锻件所承受的各种应力状态下的循环应力作用多,因此要求其在循环载荷下具有优异的抗疲劳性能。
(2)良好的加工性:在材料选择上,对于制造难度大的轴类锻件,通常采用高温热加工方法,比如锻造、轧制等,为了保证良好的加工性,需要选用具有良好塑性、延展性和加工性的材料。
(3)优秀的强度与硬度性能:对于机械元件来说,强度和硬度都是必须具备的要素,因此在材料选择上,要选择具有高强度和硬度的材料。
(4)较好的机械性能与性价比表现:在实际应用时轴类锻件要求良好的机械性能,比如刚度、耐磨、耐久性、阻尼性以及自动平衡等。同时,由于成本因素的存在,轴类锻件也要求性价比表现优异,即在综合显示出各项优良的机械指标同时价格要合理。
综上所述,轴类锻件的材料选择必须考虑到不同的工况,以保证其具有良好的机械性能和可靠性。同时,轴类锻件也具有较好的加工性,能够满足不同客户的需求和要求。