Uutiset

Moottorin akselin materiaalit: 1045 vs 4140 vs ruostumaton teräs ja kuinka valita

1045 hiiltäOletus. Alhaisin kustannuksin, sopii useimpiin laitteisiin ja yleisiin teollisuusmoottoreihin.
4140 seosLisää vääntömomenttia ja väsymystä. Työhevonen sähköautoille ja raskaille akseleille.
RuostumatonVain silloin, kun korroosio on uhka. Maksaa enemmän ja koneet hitaampia.

Melkein jokainenmoottorin akselikysymys päätyy tähän: mikä teräs? Rehellinen vastaus on, että ei ole parasta arvosanaa, on vain paras ottelu. Märkässä ilmassa elävä pumpun akseli ja vääntömomenttia tuhat kertaa tunnissa kääntävä vetoakseli epäonnistuvat täysin eri tavoin. Tässä oppaassa verrataan Guanshuon todellisuudessa suorittamia arvosanoja ja annetaan sinulle polku valita yksi.

Aloita velvollisuudesta, älä arvosanasta

Ostajat avaavat usein arvosanan nimellä. Parempi avautuminen on epäonnistuminen, jota yrität estää. Akselit epäonnistuvat neljällä tavalla, ja jokainen osoittaa eri teräsperheeseen.

  • Väsymys.Akseli halkeilee miljoonien kuormituksen käännösten jälkeen. Seosteräs vastaa tähän.
  • Käyttää.Tasot, kiilaurat tai kiilareunat kuluvat löysästi. Pintakarkaisu vastaa tähän.
  • Korroosio.Ruoste aiheuttaa kuoppia akseliin ja tuhoaa tiivisteen pinnan. Ruostumaton vastaa tähän.
  • Taipuma.Akseli taipuu kuormituksen alaisena. Tämä on geometriaa, ei luokkaa, joten suurempi halkaisija vastaa siihen.

Tämä viimeinen kohta kannattaa pitää kiinni. Teräksen uusiminen ei estä akselin taipumista. Kaikilla teräksillä on käytännössä sama jäykkyys. Jos taipuma on ongelmasi, vaihda halkaisijaa, älä metalliseosta.

1045 hiiliteräs

1045 / C45 / 45# terästäKeskihiili, alan oletusarvo

1045 on paikka, josta useimmat akselit alkavat ja mihin useimpien niiden pitäisi jäädä. It has enough strength for general duty, it machines predictably, and it takes induction hardening on the journals when a bit of wear resistance is needed. Se on myös halvin vaihtoehto tällä sivulla selkeällä marginaalilla.

Karkaistu kovuusHB 220-260
InduktiokarkaistuHRC 40-50
Suhteellinen hintaPerustaso
Valitse milloinKuormat ovat tasaisia, moottori ei peruuta jatkuvasti ja ympäristö on kuiva. Laitteiden moottorit, tuulettimet, kuljettimet ja yleiset teollisuuskäytöt.
Vältä sitä milloinAkseli näkee voimakasta vääntömomenttia, erittäin suurta nopeutta tai kosteutta. Sen väsymisraja on katto, johon törmäät ensimmäisenä.

4140 ja 4340 seosterästä

4140 / 42CrMo4 / 40Cr perheKromi-molybdeeni, vastaus väsymykseen

4140 on arvosana, johon päästään, kun 1045 ei riitä. Kromi ja molybdeeni antavat sen kovettua korkealle lujuudelle säilyttäen samalla ytimen sitkeyden. Tämä yhdistelmä vastustaa väsymishalkeilua toistuvissa kuormituksen käännöksissä, mikä on juuri sähkö- tai servo-akselin tehtävä.

4340 lisää nikkeliä ja menee taas pidemmälle. Se on vahvempi ja kovettuu syvemmälle, millä on merkitystä suurihalkaisijaisilla akseleilla, joissa 4140 pysyisi pehmeänä keskeltä. It costs more, so it is reserved for the heaviest duty.

Tyypillinen viimeisteltyHRC 42-48
ReittiSammuta ja hillitse
Suhteellinen hintaKohtalainen
Valitse milloinVääntömomentti on suuri tai peruuttaa usein, nopeus on suuri tai väsymisikä on ilmoitettu vaatimus.EV roottorin akselit, servoakselit, vaihteiston sisäänmenoakselit.
Vältä sitä milloinTyö on kevyttä ja tasaista. Maksaisit väsymyksestä, jota sovellus ei koskaan käytä.

Täydellisen kuvan siitä, kuinka nämä laadut käyttäytyvät vetomoottorissa, katsoEV roottorin akselin ohjain.

20CrMnTi kotelokarkaiseva teräs

20CrMnTiVähähiilinen, hiiltynyt kovalle iholle

Tämä arvosana ratkaisee tietyn konfliktin. Kiila tarvitsee kovan pinnan, jotta hampaat eivät kulu, mutta kova ydin olisi hauras ja napsahtaisi iskun vaikutuksesta. Carburising 20CrMnTi rakentaa kovan hiiltä sisältävän kotelon pehmeän, kovan ytimen päälle. Saat kulutuskestävyyden ulkopuolelta ja iskunvaimennuksen alapuolelta.

Se on vakiovalinta hammaspyörien hampaille ja raskaasti kuormitetuille uralle. Kompromissi on prosessiaika, koska hiiletys on hitaampaa ja osallistuvampaa kuin suora jäähdytys ja temperointi.

AsiaKova, kulutusta kestävä
YdinKova, iskuja vaimentava
ReittiHiiletys ja sammutus
Valitse milloinAkseli kantaa hammaspyörän hampaita tai raskaasti kuormitettuasplinejoiden on kestettävä kulumista ja iskuja yhdessä.
Vältä sitä milloinVarsi on tasainen. Et saa mitään hyötyä sileän takin hiilettämisestä, jota induktiokarkaisu kestäisi halvemmalla.

Ruostumaton teräs: 304, 316L ja 420

Ruostumaton teräs ei ole vahvuus. Se on korroosiovastaus, ja sinne pääseminen yleensä maksaa voimaa. Valitse ruostumaton teräslaatu vain, kun akseli kohtaa veden, höyryn, kemikaalien tai pesuohjelman. Guanshuonruostumattomasta teräksestä valmistetut sileät akselitajetaan kolmella luokalla.

304 / SUS304Yleiskäyttöinen austeniittista

Hyvä korroosionkestävyys, puhdas ja helppo pitää hygieeninen. Sitä ei voi kovettaa lämpökäsittelyllä, joten se pysyy suhteellisen pehmeänä. Hienoa siellä, missä kuormat ovat vaatimattomia ja puhtaudella on väliä.

Valitse milloinElintarvikekoneet, vedenkäsittely ja yleiset märät ympäristöt kevyellä tai kohtalaisella kuormituksella.
Vältä sitä milloinLehden on oltava kova tai siinä on klorideja.
316 / 316LMolybdeenipitoinen, meri- ja lääketieteellinen laatu

Molybdeenin lisäys parantaa jyrkästi kloridien ja pistesyöpymisen kestävyyttä. Tämä on luokka suolalle, merivedelle, kovemmille kemikaaleille ja lääketieteellisille laitteille, joissa sterilointijaksot ovat rutiinia.

Valitse milloinKloridit, suolailma, aggressiiviset kemikaalit tailääketieteelliset laitteetovat mukana.
Vältä sitä milloinTavallinen 304 kelpaisi. 316L maksaa huomattavasti enemmän.
420 / SUS420Martensiittista, karkaistua ruostumatonta

420 on kompromissiarvosana. Martensiittisena se reagoi lämpökäsittelyyn ja saavuttaa HRC 48 - 55, joten se muodostaa aidosti kovan tapin samalla kun se kestää korroosiota. Its corrosion resistance sits below 304 and well below 316L, but for a wet application that also needs a hard, wear-resistant surface, it is often the only sensible answer.

Kovuus HT:n jälkeenHRC 48-55
KorroosioKohtalainen
KarkaistuKyllä
Valitse milloinTarvitset korroosionkestävyyden ja kovan laakeritapin samalle akselille. Pumppu- ja venttiiliakselit ovat klassinen tapaus.
Vältä sitä milloinKorroosio on vakavaa. Tartu 316 litraan ja ratkaise kuluminen toisella tavalla.
Tarkka huomautusRuostumaton koneistus ja jauhaminen eri tavalla kuin hiiliteräs. Se kovettuu ja liikkuu enemmän viimeistelyn aikana. Guanshuo holds stainless shafts to straightness ≤0.03 mm, coaxiality ≤0.02 mm, circularity ≤0.01 mm, and Ra≤0.8 μm, with Ra 0.4 μm achievable. Nämä ovat realistisia ruostumattomia lukuja, ja ne ovat hieman löysempiä kuin seosteräksissä pidetyt IT5-IT6 ja Ra≤0,4 μm. Jokaiselta toimittajalta, joka ilmoittaa molemmille samat toleranssit, tulee kysyä, miten.

Päätöspolku järjestyksessä

Suorita nämä viisi kysymystä ylhäältä. Ensimmäinen, joka vastaa kyllä, päättää yleensä arvosanan.

1. Tapaako se vettä, höyryä tai kemikaaleja?Kyllä, ja se vaatii kovaa päiväkirjaa, mene 420. Kyllä, klorideja tai lääketieteellistä käyttöä varten, mene 316L. Kyllä, mutta kevyt ja puhdas, mene 304.
2. Onko siinä hammaspyörän hampaat tai raskas ura?Käytä 20CrMnTi:tä ja hiiletä. Kova kotelo kovan ytimen päällä on se, mitä hampaat tarvitsevat.
3. Vaihteleeko vääntömomentti usein vai onko nopeus suuri?Siirry kohtaan 4140. Siirry kohtaan 4340, jos akseli on halkaisijaltaan suuri tai kuormitus on äärimmäinen.
4. Onko se tasainen, kuiva, tavallinen työ?Go 1045, jossa induktiokarkaisu tapeissa, jos kuluminen on huolestuttavaa. Älä kuluta liikaa täällä.
5. Taipuuko se liikaa?Älä vaihda arvosanaa ollenkaan. Suurenna halkaisijaa. Jäykkyys on geometriaa, ei metalliseosta.

Kovuuslukujen lukeminen

Akselipiirrokset lainaavat kovuutta kahdessa asteikossa, ja niiden sekoittaminen aiheuttaa lainauksessa todellista sekaannusta. Brinelliä, kirjoitettu HB, käytetään pehmeämpiin, läpikuultaviin olosuhteisiin. Rockwell C:tä, kirjoitettu HRC, käytetään kovetetuille pinnoille. Karkeasti ottaen HB-asteikko loppuu siellä, missä HRC-asteikko tulee hyödylliseksi.

Kunto Tyypillinen kovuus Mitä se tarjoaa
Karkaistu 1045 tai 4140 HB 220-260 Tasapainoinen lujuus, edelleen koneistettavissa
Induktiokarkaistu tappi HRC 40-50 Kulutuskestävyys vain pinnalla
Karkaistu ja karkaistu seos HRC 42-48 Voimaa ja väsymyselämää osion läpi
Karkaistu 420 ruostumaton HRC 48-55 Kova tappi plus korroosionkestävyys
Karalaatuinen pinta HRC 60-65 Suurin kulutuskestävyys nopeille karille

Yksi sääntö säästää paljon romua. Specify hardness on the feature, not on the part. A drawing that says "harden to HRC 55" without saying where invites a shop to through-harden a shaft that only needed a hard journal. Details of how hardening and grinding interact are covered in thetarkkuusakselin työstön läpikäynti.

Arvosanavastineet eri standardeissa

Samalla teräksellä on erilaiset nimet riippuen siitä, missä piirustus on kirjoitettu. Nämä ovat vientityössä eniten esiin tulevat parit.

Kiina GB Yhdysvaltain AISI/SAE FI / DIN Japani JIS
45# 1045 C45 / 1,0503 S45C
40Cr 5140 41Cr4 / 1,7035 440 SCr
42CrMo 4140 42CrMo4 / 1,7225 SCM440
40CrNiMoA 4340 34CrNiMo6 / 1,6582 SNCM439
20CrMnTi 8620 (lähellä) 20MnCr5 / 1,7147 SCM420 (lähellä)
0Cr18Ni9 304 1.4301 SUS304
00Cr17Ni14Mo2 316 litraa 1.4404 SUS316L
4Cr13 420 1.4034 SUS420J2
Yleinen alan huomautusVastaavat ovat läheisiä otteluita, eivät identtisiä teräksiä. Kemialliset vaihteluvälit vaihtelevat hieman standardien välillä, ja tämä voi muuttaa sitä, miten laatu reagoi kovettumiseen. Kaikessa turvallisuuskriittisessä tai autoteollisuudessa, varmista tarkka luokka tehtaan sertifikaatista sen sijaan, että luotat ristiviittaustaulukkoon.

Miltä tämä näyttää tuotannossa

Guanshuo käyttää vakiolaatuisina 45# hiiliterästä, 40Cr- ja 4140-seosta, 20CrMnTi-kotelokarkaiseva teräs ja 304, 316L, 316 ja 420 ruostumaton teräs. Jokainen tanko tarkastetaan sen myllysertifikaatin mukaan saapuessa ennen yksittäistä lastuamista, koska lajien sekoittuminen havaitaan vasta karkaisuvaiheessa, kun työstötunnit ovat jo kuluneet.

Lämpökäsittely tapahtuu talon sisällä, joten reitti voidaan sovittaa mieluummin luokkaan kuin mitä tahansa alihankkijan tarjoamaa. Valmiit akselit on tasapainotettu arvoon ISO G2.5 tai parempaan, jos sovellus sitä vaatii, ja G0.1 - G0.4:een nopeassa työssä.

Usein kysytyt kysymykset

Onko 4140 aina parempi kuin 1045 moottorin akselille?

No. 4140 on vahvempi ja sen väsymiskesto on parempi, mutta se maksaa enemmän ja sitä on vaikeampi työstää. Jos akseli käy tasaisella kuormituksella kuivassa paikassa, 1045 tekee työn halvemmalla. 4140 ansaitsee hintansa, kun vääntömomentti kääntyy usein, nopeus on suuri tai väsymisikä on määritetty. Sovita laatu käyttötarkoitukseen sen sijaan, että valitset vahvempaa terästä.

Mikä ruostumaton teräs sopii parhaiten moottorin akseliin?

Se riippuu siitä, mitä tarvitset korroosionkestävyyden lisäksi. 304 sopii puhtaaseen, märkään ja kevyeen käyttöön. 316L on valinta, jossa käytetään klorideja, suolaa tai lääketieteellistä sterilointia. 420 on martensiittista, joten se kovettuu HRC 48 - 55:een ja muodostaa kovan tapin alhaisemman korroosionkestävyyden kustannuksella kuin 304 tai 316L.

Estääkö vahvempi teräs akselini taipumisen?

No. All steels have almost the same stiffness, so changing grade barely changes deflection. Taivutusta ohjaa geometria. Increase the shaft diameter, shorten the unsupported span, or move the bearing positions. Save the alloy upgrade for fatigue and wear problems.

Mihin 20CrMnTi:tä käytetään akselissa?

Se on kotelokarkaisua terästä, jota käytetään hammaspyörien hampaiden tai raskaasti kuormitettujen urien leikattaessa akseliin. Hiiletys rakentaa kovan, kulutusta kestävän kotelon kovan ytimen päälle, joten hampaat kestävät kulumista, vaikka runko vaimentaa iskuja. Tavallisessa tappissa induktiokarkaistu 1045 tai 4140 on yleensä parempi arvo.

Voiko Guanshuo neuvoa arvosanaa, jos tiedän vain hakemuksen?

Kyllä. Send the torque, speed, environment, and any wear or corrosion concerns. The engineering team will propose a grade and heat-treat route, then confirm it on the drawing before production. Guanshuo stocks 45#, 40Cr, 4140, 20CrMnTi, and 304, 316L and 420 stainless as standard.

Etkö ole varma, mitä laatua akselisi tarvitsee?

Lähetä velvollisuus, ei vain piirustus. Vääntömomentti, nopeus, ympäristö ja odotettu käyttöikä ovat riittävät, jotta Guanshuon suunnittelutiimi voi ehdottaa laatua, lämpökäsittelyreittiä ja hintaa.

Kysy insinööriltä Tai tavoittaa joukkueenyhteydenottosivu.
Aiheeseen liittyviä uutisia
Jätä minulle viesti
X
Käytämme evästeitä tarjotaksemme sinulle paremman selauskokemuksen, analysoidaksemme sivuston liikennettä ja mukauttaaksemme sisältöä. Käyttämällä tätä sivustoa hyväksyt evästeiden käytön. Tietosuojakäytäntö
HylätäHyväksyä