اعتبارات لاختيار المواد في تصنيع المكونات الميكانيكية الدقيقة
I. الاعتبارات المبنية على أداء الخدمة
القوة والصلابة
يعتمد اختيار المواد على بيئة الخدمة -ومتطلبات تحمل المكونات. على سبيل المثال، غالبًا ما يتم تصنيع أعمدة الكرنك للمحرك، التي تتعرض لأحمال متناوبة كبيرة، من سبائك فولاذية عالية القوة مثل 40Cr لضمان عدم تشوهها أو كسرها تحت ظروف التحميل المعقدة طويلة الأمد. وفي المقابل، فإن أدوات القطع المستخدمة في تصنيع المواد ذات الصلابة العالية{6}}يتم تصنيعها عادةً من الكربيدات الأسمنتية، التي تتمتع بصلابة عالية للغاية ومقاومة للتآكل، مما يسمح لها بالحفاظ على حواف القطع الحادة.
ارتداء المقاومة
بالنسبة للمكونات التي تعمل في بيئات احتكاكية، مثل التروس والمحامل، تعتبر المواد ذات المقاومة الجيدة للتآكل ضرورية. على سبيل المثال، عادةً ما يتم تصنيع التروس في ناقل حركة السيارات من الفولاذ المكربن مثل 20CrMnTi. بعد الكربنة والتبريد، تحقق هذه المواد صلابة سطحية عالية ومقاومة للتآكل، مما يقلل بشكل فعال من تآكل التروس أثناء النقل ويطيل عمر الخدمة.
مقاومة التآكل
تتطلب المكونات المعرضة لبيئات رطبة أو حمضية أو قلوية مسببة للتآكل، مثل الصمامات والأنابيب في المعدات الكيميائية، مواد مقاومة للتآكل-. على سبيل المثال، يمكن للفولاذ المقاوم للصدأ 316L، بمقاومته الممتازة للتآكل ومقاومته للتآكل الحبيبي، الحفاظ على أداء مستقر في البيئات الكيميائية القاسية.
الاستقرار الحراري
تحتاج المكونات التي تعمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية-، مثل شفرات التوربينات في المحركات الهوائية-، إلى مواد ذات ثبات حراري جيد. تُستخدم السبائك الفائقة القائمة على النيكل-، والتي توفر قوة فائقة في درجات الحرارة-عالية، ومقاومة الأكسدة، ومقاومة التآكل الساخن، بشكل شائع في ريش التوربينات. تحافظ هذه المواد على شكلها وأدائها عند درجات حرارة عالية، مما يضمن التشغيل الطبيعي للمحرك.
ثانيا. اعتبارات على أساس Machinability
القدرة على التصنيع
لتحسين كفاءة التصنيع وجودته، يجب أن تتمتع المواد بقابلية تصنيع جيدة. على سبيل المثال، يتمتع الفولاذ-القطع الحر (مثل Y12 وY15) بقابلية تصنيع محسنة نتيجة إضافة عناصر مثل الكبريت والرصاص. تؤدي هذه المواد إلى تقليل تآكل الأدوات، وانخفاض قوى القطع، وتسهيل كسر الرقاقة أثناء المعالجة، وبالتالي تعزيز كفاءة المعالجة وجودة السطح.
قابلية التزوير
بالنسبة للمكونات التي تتطلب تزويرًا، فإن قابلية تزوير المادة أمر بالغ الأهمية. على سبيل المثال، سبائك الألومنيوم 6061 لديها قابلية جيدة للتشكيل ويمكن أن تتشوه بسهولة في الحالة الساخنة. يمكن تشكيله في أشكال معقدة مختلفة ويحقق خصائص ميكانيكية جيدة بعد التشكيل.
قابلية اللحام
عندما تحتاج المكونات إلى التجميع من خلال اللحام، يجب اختيار المواد ذات قابلية اللحام الجيدة. على سبيل المثال، يتمتع الفولاذ Q235 بقابلية لحام ممتازة وأقل عرضة للعيوب مثل الشقوق والمسامية أثناء اللحام. وهذا يضمن قوة وقابلية الغلق للوصلات الملحومة ويستخدم على نطاق واسع في مختلف المكونات الهيكلية الملحومة.
أداء المعالجة الحرارية
لتحقيق خصائص شاملة جيدة، تتطلب العديد من المكونات الميكانيكية الدقيقة المعالجة الحرارية. على سبيل المثال، يمكن أن يحقق الفولاذ 45 مزيجًا جيدًا من القوة والمتانة من خلال التبريد والتلطيف. ومع ذلك، فإن التحكم الصارم في معاملات المعالجة الحرارية ضروري لمنع حدوث مشكلات مثل التشوه والتشقق.
