Tin tức

Vật liệu trục động cơ: 1045 so với 4140 so với thép không gỉ và cách chọn

1045 cacbonMặc định. Chi phí thấp nhất, tốt cho hầu hết các thiết bị và động cơ công nghiệp nói chung.
hợp kim 4140Tăng cường mô-men xoắn và sự mệt mỏi. Công cụ phù hợp cho trục EV và trục hạng nặng.
không gỉChỉ khi ăn mòn là mối đe dọa. Chi phí cao hơn và máy móc chậm hơn.

Hầu như mọitrục động cơcâu hỏi kết thúc ở đây: thép nào? Câu trả lời trung thực là không có điểm cao nhất, chỉ có điểm tốt nhất. Trục bơm sống trong không khí ẩm ướt và trục kéo đảo chiều mô-men xoắn một nghìn lần một giờ sẽ hỏng theo những cách hoàn toàn khác nhau. Hướng dẫn này so sánh các cấp độ mà Guanshuo thực sự chạy và cung cấp cho bạn đường dẫn để chọn một cấp độ.

Bắt đầu với nhiệm vụ chứ không phải điểm số

Người mua thường mở đầu bằng một tên hạng. Một sự mở đầu tốt hơn chính là thất bại mà bạn đang cố gắng ngăn chặn. Trục bị hỏng theo bốn cách và mỗi trục hướng vào một loại thép khác nhau.

  • Mệt mỏi.Trục bị nứt sau hàng triệu lần đảo tải. Thép hợp kim trả lời điều này.
  • Mặc.Các tạp chí, rãnh then hoặc các cạnh có rãnh bị mòn. Làm cứng bề mặt trả lời điều này.
  • Ăn mòn.Rỉ sét làm thủng trục và phá hủy mặt bịt kín. Không gỉ trả lời điều này.
  • Độ lệch.Trục uốn cong dưới tải. Đây là hình học, không phải cấp độ, vì vậy đường kính lớn hơn sẽ đáp ứng điều đó.

Điểm cuối cùng đó đáng được giữ chặt. Nâng cấp thép không ngăn được sự uốn cong của trục. Hầu như tất cả các loại thép đều có độ cứng như nhau. Nếu độ lệch là vấn đề của bạn, hãy thay đổi đường kính chứ không phải hợp kim.

thép cacbon 1045

Thép 1045 / C45 / 45#Carbon trung bình, mặc định của ngành

1045 là nơi hầu hết các trục bắt đầu và là nơi hầu hết chúng nên ở lại. Nó có đủ sức bền cho nhiệm vụ thông thường, khả năng gia công có thể dự đoán được và cần được gia công cứng cảm ứng trên các ổ trục khi cần một chút khả năng chống mài mòn. Đây cũng là lựa chọn rẻ nhất trên trang này với mức chênh lệch rõ ràng.

Độ cứng tôi luyệnHB 220 đến 260
Cảm ứng cứng lạiHRC 40 đến 50
Chi phí tương đốiĐường cơ sở
Chọn nó khiTải ổn định, động cơ không đảo chiều liên tục và môi trường khô ráo. Động cơ thiết bị, quạt, băng tải và các bộ truyền động công nghiệp nói chung.
Hãy tránh nó khiTrục nhìn thấy sự đảo chiều mô-men xoắn lớn, tốc độ rất cao hoặc bất kỳ độ ẩm nào. Giới hạn mỏi của nó là mức trần mà bạn sẽ chạm tới đầu tiên.

Thép hợp kim 4140 và 4340

Họ 4140 / 42CrMo4 / 40CrCrom-molypden, câu trả lời cho sự mệt mỏi

4140 là mức cần đạt khi 1045 là không đủ. Crom và molypden làm cho nó cứng lại đến độ bền cao trong khi vẫn giữ được độ dẻo dai ở lõi. Sự kết hợp đó là thứ chống lại hiện tượng nứt mỏi khi đảo chiều tải lặp đi lặp lại, đây chính xác là nhiệm vụ mà trục EV hoặc trục servo nhìn thấy.

4340 thêm niken và tiếp tục tiến xa hơn. Nó mạnh hơn và cứng hơn, điều này quan trọng đối với các trục có đường kính lớn trong đó 4140 sẽ mềm ở giữa. Nó có giá cao hơn, vì vậy nó được dành cho nhiệm vụ nặng nề nhất.

Điển hình đã hoàn thànhHRC 42 đến 48
Tuyến đườngLàm dịu đi và bình tĩnh
Chi phí tương đốiVừa phải
Chọn nó khiMô-men xoắn cao hoặc đảo chiều thường xuyên, tốc độ cao hoặc tuổi thọ mỏi là một yêu cầu đã nêu.Trục rôto EV, trục servo, trục đầu vào hộp số.
Hãy tránh nó khiCông việc nhẹ nhàng và ổn định. Bạn sẽ phải trả tiền cho độ bền mỏi mà ứng dụng không bao giờ sử dụng.

Để có bức tranh đầy đủ về cách hoạt động của các cấp này trong động cơ kéo, hãy xem phầnDẫn hướng trục rôto EV.

Thép cứng vỏ 20CrMnTi

20CrMnTiCarbon thấp, được cacbon hóa cho làn da cứng

Lớp này giải quyết một xung đột cụ thể. Spline cần có bề mặt cứng để răng không bị mòn, nhưng lõi cứng sẽ giòn và gãy khi bị va đập. Carburising 20CrMnTi tạo nên một lớp vỏ giàu carbon cứng bên trên một lõi mềm và dẻo dai. Bạn có khả năng chống mài mòn ở bên ngoài và hấp thụ sốc bên dưới.

Nó là sự lựa chọn tiêu chuẩn cho các răng bánh răng và các trục chịu tải nặng. Sự đánh đổi là thời gian xử lý, vì quá trình cacbon hóa diễn ra chậm hơn và phức tạp hơn so với quá trình làm nguội và nóng nảy trực tiếp.

Trường hợpCứng, chịu mài mòn
Cốt lõiCứng cáp, hấp thụ sốc
Tuyến đườngCarburise và dập tắt
Chọn nó khiTrục mang răng bánh răng hoặc tải nặngđường dẫnphải chống mài mòn và va đập cùng nhau.
Hãy tránh nó khiTrục là đơn giản. Bạn chẳng thu được gì từ việc cacbon hóa một tạp chí trơn tru mà quá trình làm cứng cảm ứng sẽ xử lý ít hơn.

Thép không gỉ: 304, 316L và 420

Thép không gỉ không phải là một sự nâng cấp sức mạnh. Đó là một giải pháp ăn mòn và thường phải tốn sức lực để đạt được điều đó. Chỉ chọn loại không gỉ khi trục gặp nước, hơi nước, hóa chất hoặc chu trình rửa trôi. của Guanshuotrục trơn bằng thép không gỉchạy trong ba lớp.

304/SUS304Austenit đa dụng

Chống ăn mòn tốt, sạch sẽ và dễ giữ vệ sinh. Nó không thể cứng lại bằng cách xử lý nhiệt nên vẫn tương đối mềm. Tốt ở những nơi có tải trọng khiêm tốn và vấn đề sạch sẽ.

Chọn nó khiMáy móc thực phẩm, xử lý nước và môi trường ẩm ướt nói chung với tải trọng nhẹ đến trung bình.
Hãy tránh nó khiTạp chí cần phải cứng, nếu không có clorua.
316 / 316LMang molypden, cấp hàng hải và y tế

Việc bổ sung molypden cải thiện đáng kể khả năng chống lại clorua và rỗ. Đây là loại dành cho muối, nước biển, hóa chất khắc nghiệt hơn và thiết bị y tế nơi chu trình khử trùng được thực hiện thường xuyên.

Chọn nó khiClorua, không khí muối, hóa chất mạnh, hoặcthiết bị y tếđang tham gia.
Hãy tránh nó khiPlain 304 sẽ làm được. 316L có giá cao hơn đáng kể.
420/SUS420Martensitic, không gỉ cứng

420 là mức thỏa hiệp. Là martensitic, nó phản ứng với quá trình xử lý nhiệt và đạt HRC 48 đến 55, vì vậy nó tạo ra một tạp chí thực sự cứng trong khi vẫn chống ăn mòn. Khả năng chống ăn mòn của nó nằm ở mức dưới 304 và thấp hơn nhiều so với 316L, nhưng đối với ứng dụng ướt cũng cần bề mặt cứng, chống mài mòn thì đây thường là câu trả lời hợp lý duy nhất.

Độ cứng sau HTHRC 48 đến 55
Ăn mònVừa phải
cứng lạiĐúng
Chọn nó khiBạn cần có khả năng chống ăn mòn và một ổ trục cứng trên cùng một trục. Trục bơm và van là trường hợp cổ điển.
Hãy tránh nó khiĂn mòn nghiêm trọng. Hãy tìm tới 316L và giải quyết vấn đề hao mòn theo cách khác.
Ghi chú chính xácMáy không gỉ và mài khác với thép carbon. Nó cứng lại và di chuyển nhiều hơn trong quá trình hoàn thiện. Guanshuo giữ trục không gỉ có độ thẳng 0,03 mm, độ đồng trục 0,02 mm, độ tròn 0,01 mm và Ra 0,8 μm, với Ra 0,4 μm có thể đạt được. Đó là những con số không gỉ thực tế và chúng lỏng hơn một chút so với IT5 đến IT6 và Ra 0,4 μm được giữ trên trục thép hợp kim. Bất kỳ nhà cung cấp nào trích dẫn dung sai giống nhau cho cả hai đều nên được hỏi làm thế nào.

Con đường quyết định, theo thứ tự

Hãy thực hiện năm câu hỏi này từ đầu. Người đầu tiên trả lời có thường quyết định điểm.

1. Nó có gặp nước, hơi nước hay hóa chất không?Có, và nó cần nhật ký cứng, số 420. Có, với clorua hoặc sử dụng trong y tế, số 316L. Có, nhưng công việc nhẹ nhàng và sạch sẽ, hãy đi 304.
2. Nó có mang răng bánh răng hoặc thanh nẹp nặng không?Đi 20CrMnTi và cacbon hóa. Vỏ cứng bên ngoài lõi cứng là thứ mà răng cần.
3. Mô-men xoắn có đảo chiều thường xuyên hay tốc độ cao không?Đi tới 4140. Bước lên 4340 nếu trục có đường kính lớn hoặc nhiệm vụ quá cao.
4. Đó có phải là một nhiệm vụ thường xuyên, thường xuyên và thường xuyên không?Đi 1045, với cảm ứng cứng trên các tạp chí nếu vấn đề mài mòn là đáng lo ngại. Đừng chi tiêu quá mức ở đây.
5. Có bị cong quá không?Đừng thay đổi lớp chút nào. Tăng đường kính. Độ cứng là hình học, không phải hợp kim.

Đọc số độ cứng

Bản vẽ trục thể hiện độ cứng theo hai thang đo và việc trộn lẫn chúng sẽ gây ra sự nhầm lẫn thực sự trong việc trích dẫn. Brinell, viết là HB, được sử dụng cho các điều kiện ôn hòa, nhẹ nhàng hơn. Rockwell C, viết tắt HRC, được sử dụng cho các bề mặt cứng. Đại khái, thang đo HB đã hết khi thang đo HRC trở nên hữu ích.

Tình trạng Độ cứng điển hình Những gì nó mang lại
Cường lực 1045 hoặc 4140 HB 220 đến 260 Sức mạnh cân bằng, vẫn có thể gia công được
Tạp chí cứng cảm ứng HRC 40 đến 50 Chỉ chống mài mòn trên bề mặt
Hợp kim tôi và tôi luyện HRC 42 đến 48 Sức bền và tuổi thọ mỏi qua mặt cắt
Thép không gỉ cứng 420 HRC 48 đến 55 Tạp chí cứng cộng với khả năng chống ăn mòn
Bề mặt cấp trục chính HRC 60 đến 65 Khả năng chống mài mòn tối đa cho trục chính tốc độ cao

Một quy tắc tiết kiệm rất nhiều phế liệu. Chỉ định độ cứng trên tính năng, không phải trên bộ phận. Một bản vẽ có nội dung "làm cứng theo HRC 55" mà không nói rõ ở đâu mời một cửa hàng thực hiện quá trình làm cứng một trục mà chỉ cần một tạp chí cứng. Chi tiết về cách tương tác giữa quá trình làm cứng và mài được đề cập tronghướng dẫn gia công trục chính xác.

Điểm tương đương theo tiêu chuẩn

Cùng một loại thép mang những tên gọi khác nhau tùy thuộc vào nơi bản vẽ được viết. Đây là những cặp xuất hiện nhiều nhất trong công tác xuất khẩu.

Trung Quốc GB AISI/SAE Hoa Kỳ VN / DIN JIS Nhật Bản
45 # 1045 C45/1.0503 S45C
40Cr 5140 41Cr4 / 1.7035 SCr440
42CrMo 4140 42CrMo4 / 1.7225 SCM440
40CrNiMoA 4340 34CrNiMo6 / 1.6582 SNCM439
20CrMnTi 8620 (gần) 20MnCr5 / 1,7147 SCM420 (gần)
0Cr18Ni9 304 1.4301 SUS304
00Cr17Ni14Mo2 316L 1.4404 SUS316L
4Cr13 420 1.4034 SUS420J2
Lưu ý chung của ngànhCác chất tương đương là các loại thép gần giống nhau, không giống nhau. Phạm vi hóa học hơi khác nhau giữa các tiêu chuẩn và điều đó có thể thay đổi cách lớp phản ứng với độ cứng. Đối với bất kỳ thứ gì quan trọng về an toàn hoặc ô tô, hãy xác nhận cấp chính xác dựa trên chứng chỉ của nhà máy thay vì dựa vào bảng tham chiếu chéo.

Điều này trông như thế nào trong sản xuất

Guanshuo sử dụng thép carbon 45#, hợp kim 40Cr và 4140, thép cứng vỏ 20CrMnTi và thép không gỉ 304, 316L, 316 và 420 làm loại tiêu chuẩn. Mỗi thanh đều được kiểm tra dựa trên giấy chứng nhận của nhà máy khi đến nơi, trước một lần cắt, bởi vì sự trộn lẫn cấp độ chỉ được phát hiện ở giai đoạn đông cứng khi đã sử dụng hết số giờ gia công.

Quá trình xử lý nhiệt được tiến hành nội bộ nên lộ trình có thể được điều chỉnh phù hợp với cấp độ thay vì bất cứ điều gì mà nhà thầu phụ đưa ra. Trục hoàn thiện được cân bằng theo tiêu chuẩn ISO G2.5 hoặc cao hơn khi ứng dụng yêu cầu và từ G0.1 đến G0.4 khi làm việc ở tốc độ cao.

Câu hỏi thường gặp

Có phải 4140 luôn tốt hơn 1045 đối với trục động cơ?

Số 4140 bền hơn và có tuổi thọ mỏi tốt hơn, nhưng giá thành cao hơn và khó gia công hơn. Nếu trục chạy với tải ổn định ở nơi khô ráo thì 1045 sẽ thực hiện công việc với chi phí thấp hơn. 4140 có giá khi mô-men xoắn đảo chiều thường xuyên, tốc độ cao hoặc tuổi thọ mỏi được xác định. Hãy chọn loại phù hợp với nhiệm vụ thay vì mặc định là loại thép chắc chắn hơn.

Thép không gỉ nào tốt nhất cho trục động cơ?

Nó phụ thuộc vào những gì bạn cần bên cạnh khả năng chống ăn mòn. Bộ quần áo 304 sạch sẽ, ẩm ướt, sử dụng nhẹ nhàng. 316L là sự lựa chọn có liên quan đến clorua, muối hoặc khử trùng y tế. 420 là martensitic nên độ cứng đạt HRC 48 đến 55 và tạo ra tạp chí cứng, với chi phí chống ăn mòn thấp hơn 304 hoặc 316L.

Liệu một loại thép mạnh hơn có ngăn được sự uốn cong của trục của tôi không?

Không. Tất cả các loại thép đều có độ cứng gần như giống nhau, do đó việc thay đổi cấp độ hầu như không làm thay đổi độ võng. Uốn được điều khiển bằng hình học. Tăng đường kính trục, rút ​​ngắn nhịp không được đỡ hoặc di chuyển các vị trí ổ trục. Lưu nâng cấp hợp kim cho các vấn đề mệt mỏi và mài mòn.

20CrMnTi dùng để làm gì trên trục?

Nó là một loại thép làm cứng vỏ được sử dụng để cắt các răng bánh răng hoặc các trục chịu tải nặng vào trục. Quá trình thấm cacbon tạo ra một lớp vỏ cứng, chống mài mòn bên trên một lõi cứng, do đó răng chống mài mòn trong khi cơ thể vẫn hấp thụ sốc. Đối với nhật ký đơn giản, 1045 hoặc 4140 được tôi cứng bằng cảm ứng thường là giá trị tốt hơn.

Guanshuo có thể tư vấn điểm nếu tôi chỉ biết ứng dụng không?

Đúng. Gửi mô-men xoắn, tốc độ, môi trường và bất kỳ mối lo ngại nào về hao mòn hoặc ăn mòn. Đội ngũ kỹ thuật sẽ đề xuất cấp độ và lộ trình xử lý nhiệt, sau đó xác nhận trên bản vẽ trước khi sản xuất. Guanshuo dự trữ 45 #, 40Cr, 4140, 20CrMnTi và 304, 316L và 420 không gỉ theo tiêu chuẩn.

Bạn không chắc trục của mình cần loại nào?

Gửi nhiệm vụ, không chỉ là bản vẽ. Mô-men xoắn, tốc độ, môi trường và tuổi thọ dự kiến ​​là đủ để nhóm kỹ thuật Guanshuo đề xuất cấp độ, lộ trình xử lý nhiệt và giá cả.

Hỏi một kỹ sư Hoặc liên hệ với nhóm trêntrang liên hệ.
Tin tức liên quan
Để lại cho tôi một tin nhắn
X
Chúng tôi sử dụng cookie để cung cấp cho bạn trải nghiệm duyệt web tốt hơn, phân tích lưu lượng truy cập trang web và cá nhân hóa nội dung. Bằng cách sử dụng trang web này, bạn đồng ý với việc chúng tôi sử dụng cookie. Chính sách bảo mật
Từ chốiChấp nhận