耐磨零件选材 工艺方案举例 论文
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典型易损件耐磨材料的选择1.1 锤式破碎机锤头1.1.1 磨损机理:当物料与高速旋转的锤头撞击时,物料尖角压入锤面,形成撞击坑,其冲击力全部转为对锤面的压应力,此时锤头属于冲击凿削磨损。
当物料以一定角度撞击锤头或锤头与篦板相互搓磨时,冲击力分解为平行锤面的切向应力,对锤头表面进行切削,形成一道道切削沟槽,则为切削冲刷磨损。
1.1.2 影响锤头使用寿命的因素:锤头的磨损情况与诸多因素有关,如:物料性质(入机粒度、种类、硬度、水分、温度等)、锤头线速度、篦板篦缝的大小等,会有相当大的差异。
合理选材十分重要。
1.1.3 锤头材料的选择l 大型破碎机、进料粒度>400 mm、单重50-125 kg以上的大锤头,因为受冲击力大,应该使用安全为前提,主要选择高韧性的超高锰合金钢,也可选用合金化高锰钢。
l 中小型破碎机、入料粒度<200mm、单重50kg以下的锤头,受冲击力相对较小,普通高锰钢加工硬化能力不能充分发挥,因而不耐磨,应该选择含碳量为上限的合金高锰钢或中低碳合金钢。
l 小型破碎机、入料粒度<50mm、单重15kg以下的锤头,受冲击力更小,不适宜选用高锰钢,可选择中碳中合金钢,更适宜选用复合铸造锤头。
锤头顶部采用高铬铸铁,锤柄用35#钢或低合金钢,两种材料分别发挥各自的特点。
l 入料粒度<100mm 的细碎机锤头,受冲击力适中,应选用高韧性超高铬铸铁,硬度>HRC60,冲击韧性>ak8J/cm²,使用寿命可比高锰钢提高3-5倍。
l 破碎旋窑熟料或高硬度矿物的细碎机,高韧性超高铬铸铁的硬度不能无限度提高,应选择硬质合金与超高铬铸铁、结构钢组合的“三合一”组合锤头。
钴基硬质合金的硬度高HRC70以上,抵抗高硬度物料的磨损效果最好,使整体锤头的使用寿命大幅度提高。
例如:产量100t/h的PCX100型细碎机中一付组合锤头可破碎熟料15万吨。
1.2 单段锤破大锤头用于破碎500-1500mm大块石料的单段锤式破碎机,锤头单重80-220kg。
机械零部件的选材分析与案例分享1、选用材料应考虑的一般原则①使用性原则:保证零件完成规定功能的必要条件。
分析零件的工作条件,确定使用性能。
零件受力情况:拉、压、弯、扭环境状况:工作温度,介质特殊要求:热、电、磁进行失效分析,确定使用性能:磨损、断裂、变形从零件的使用性能要求,提出对零件的性能要求。
②材料的工艺性能应满足加工要求(也称工艺性能原则)③材料还应具有较好的经济性(也称经济性原则,不是越便宜越好)2、选材的一般步骤和应注意的问题①选材的一般步骤分析零件的工作条件及失效形式,提出关键的性能要求同时兼顾其他性能;与成熟产品相同类型的零件,采用经验类比法;确定零件应具有的主要性能指标值;初步选定材料牌号,并决定热处理和其它强化方法;关键部件批量生产要通过实验验证。
②选材应注意的问题实际性能和实验数据,考虑尺寸效应;加工工艺和热处理工艺,最大限度的发挥材料潜能;注意材料成分偏差引起相变点变化。
3、齿轮类零件的选材①齿轮的工作条件、失效形式及性能要求齿轮是机械工业中应用最广的零件之一,主要用于传递扭矩和调节速度。
工作时的受力情况1)由于传递扭矩,齿根承受较大的交变弯曲应力。
2)齿面相互滑动和滚动,承受较大的接触力,并发生强烈的摩擦。
3)由于换档、启动或啮合不良,齿部承受一定的冲击。
主要失效形式1)疲劳断裂。
主要发生在齿根。
它是齿轮最严重的失效形式。
2)齿面磨损。
3)齿面接触疲劳破坏。
4)过载断裂。
齿轮用材性能要求1)高的弯曲疲劳强度2)高的接触疲劳强度、硬度和耐磨性3)齿轮心部要有足够的强度和韧性4)较好的工艺性能②机床齿轮性能要求:机床齿轮转速中等,载荷不大工作平稳,无强烈冲击,对齿轮心部强度和韧性要求不高。
选材:中等碳量的碳素钢或合金钢:45钢、40Cr热处理:正火-调质-高频淬火及回火加工工艺路线:下料-锻造-正火-粗加工-调质-精加工-高频淬火及回火-精磨③汽车拖拉机齿轮性能要求:工作条件比机床恶劣,受力较大,超载和受冲击频繁,对耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧度等方面比机床高。
机械设计中耐磨损材料的选择与使用摘要在机械设计过程中,对所用材料进行选择时需要对其经济价值、耐磨性、硬度等条件进行充分考虑,同时对恰当材料进行选用可以为机械的安全性与工作的高效性提供确切保障,避免机械出现故障而引起相应的安全问题。
本文对机械设计中耐磨材料的选择意义与分类进行分析,并对机械设计中耐磨材料选用的注意事项以及选择、应用进行探讨,望有效提升机械设计的安全性与使用性能。
关键词机械设计;耐磨损材料;选择;使用1 机械设计中材料选择的意义在机械设计过程中,通常会因为材料选择的不恰当,而使产品有效期明显缩短,所以怎样对相应材料进行恰当选择有着十分重要的作用。
为满足消费者的相应需求,提升其消费水平,机械设计行业对新型的材料选择方式进行了研究,在满足机械设计经济性与实用性要求的同时,还要满足行业的可持续发展要求,这样可以对有限资源进行充的利用,有效促进机械设计的良好发展。
2 注意事项2.1 经济与适用性理念在机械设计过程中,对相应材料进行选择时需要坚持经济性与适用性理念,同时还需要注意以机械设计、制作要求为依据,对相应焊接、铸造、切削等工艺制定有效的使用要求。
对制造工艺的效果进行判断时,可以对其偏折性、流动性等方面制定相应要求;在锻造工艺中需要材料能够锻后冷却,并且具备可锻性、冲压性等;焊接工艺中对焊接接头与零件所具备的使用性有着较高要求。
只有所选择的材料满足零件要求,才能够加工出符合标准的零件,并以此为基础,制造出更好的机械设备。
2.2 绿色环保在开展机械设计过程中注重采用绿色环保方式,这样不仅可以为生态环境的可持续发展贡献力量,而且可以最大限度地降低原材料的投入成本,以有效降低对能源的消耗。
此外,对新型空间进行有效研究,也可以对生态环境进行保护,使机械设计更好地满足环保要求[1]。
2.3 可持续发展理念对机械设计的耐磨性材料进行选择与使用过程中需要遵从可持续发展原则,因为只有这样才能够对机械设计与所用材料进行有效整合,并且能够对材料潜能进行充分挖掘。
零件选材与加工工艺分析一、引言在制造业中,零件的选材与加工工艺是非常重要的环节。
选材直接影响产品的质量和性能,而加工工艺则决定了产品的精度和成本。
因此,对零件选材与加工工艺的分析和研究具有重要的意义。
二、零件选材分析1. 材料选择的原则在零件选材过程中,需要考虑以下几个原则:(1)机械性能:包括强度、硬度、韧性等机械性能,不同的零件需要不同的机械性能来满足其使用要求。
(2)耐蚀性:一些零件需要具有良好的耐蚀性能,以保证其在恶劣环境下的使用寿命。
(3)加工性能:材料的加工性能直接影响到零件的加工工艺和成本,因此需要考虑材料的可加工性。
(4)成本:材料的选择还需要考虑到成本因素,选择性价比较高的材料。
2. 常用材料常用的零件材料包括金属材料、塑料材料、陶瓷材料等。
不同的材料具有不同的特性,需要根据具体的零件要求来选择合适的材料。
三、加工工艺分析1. 加工工艺选择的原则在选择加工工艺时,需要考虑以下几个原则:(1)精度要求:不同的零件对精度的要求不同,需要选择适合的加工工艺来满足精度要求。
(2)批量要求:不同的批量需要不同的加工工艺,小批量可以选择柔性加工工艺,而大批量可以选择自动化加工工艺。
(3)加工难度:一些复杂的零件需要选择复杂的加工工艺,而一些简单的零件可以选择简单的加工工艺。
2. 常用加工工艺常用的加工工艺包括铣削、车削、钻削、磨削等。
不同的加工工艺适用于不同的零件,需要根据零件的具体要求来选择合适的加工工艺。
四、零件选材与加工工艺的匹配1. 材料与加工工艺的匹配在零件设计过程中,需要考虑材料与加工工艺的匹配。
不同的材料适用于不同的加工工艺,需要根据材料的特性和加工工艺的要求来选择合适的匹配。
2. 举例分析以汽车零件为例,发动机缸体通常采用铸造工艺,因为铸造工艺可以生产大型、复杂的零件,而汽车轮毂通常采用铝合金材料,因为铝合金具有良好的强度和耐腐蚀性能,适合用于轮毂的制造。
五、结论零件选材与加工工艺是制造业中非常重要的环节,对产品的质量和成本有着直接的影响。
探讨制备钢铁基耐磨复合材料工艺1 概述近年来,全世界研发耐磨材料的一个热点是钢铁基这种复合型材料,广泛用于一些磨损严重的场合。
我国的耐磨型材料经过了几个时期,其中包括高铬铸铁-钢镶铸时期、双液双金属时期、高铬铸铁-钢机械复合时期。
最近几年,耐磨铸铁的标志是复合大锤头(质量上大于90kg),在工业上得以广泛应用,在寿命方面,与原来使用一般的高猛钢锤头相比,复合大锤头从30%提高到100%。
现阶段使用钢铁基这种材料铸造的时候,基于加工工艺的方法有所区别,采用的形式主要包括两种金属镶铸、双种液体一起浇铸和铸渗复合等。
2 钢铁基这种耐磨材料的加工工艺2.1 两种液体一起浇铸的钢铁基材料有一部分研究工作报道两种液体一起浇铸的材料,且逐步投入生产当中。
研究了铸钢和高铬白口铸铁组合这样的材料用于生产和加工工艺,基材采用ZG230-450,满足GB 5676-1985的要求,耐磨层使用高铬铸铁,且满足GB 8263-1987的要求,使用的方式是分层浇铸,金属型箱预热的温度处于250℃~350℃之间,将砂箱分隔成上下两层,且上下两层都设定了浇口,高铬铸铁浇铸的温度处于1330℃~1380℃之间,等温度降到1000℃~1100℃的时候,再把温度处于1460℃~1480℃的铸钢液注入其中,50~80微米之间的结合层就形成了。
能够和冶金相复合,破碎机的颚板就是采用的这种工艺,主要适合用于石矿的场合,高猛钢寿命的3~5倍之间就是这种材料的平均寿命。
利用1550℃浇灌低合金钢(0.6%~0.8%Cr,0.3%~0.45%C,Mo>0.2,0.6%~0.7%Mn,Si<0.4),等待金属冷凝之后,然后大概1540℃的时候注入到高铬铸铁里(20%~21%Cr,2.8%~3.1%C,Mo>0.2%,1.5%~1.8%Mn,Si<0.4%),这两种类型的金属界面熔合,形成界面结合的地方可以达到HV580的显微硬度,锤头制造使用的就是采用这种方法,取得了非常好的工程效果。
《高强耐磨黄铜的制备及其强化工艺研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展,对材料性能的要求越来越高,特别是在机械、汽车、航空航天等领域,对材料的高强度和耐磨性能有着严格的要求。
黄铜作为一种重要的金属材料,因其良好的加工性能、导电导热性能以及良好的耐磨、耐腐蚀性能,被广泛应用于各个领域。
本文旨在研究高强耐磨黄铜的制备工艺及其强化技术,以提高黄铜的性能,满足现代工业的需求。
二、高强耐磨黄铜的制备1. 材料选择制备高强耐磨黄铜的主要原材料为纯铜和锌。
其中,纯铜的纯度对黄铜的性能有重要影响,锌的加入量也会影响黄铜的性能。
选择高纯度的原料是制备高质量黄铜的基础。
2. 熔炼工艺黄铜的熔炼需要严格控制温度和时间。
通常采用感应炉进行熔炼,保证熔炼过程中温度的稳定性和均匀性。
熔炼时,需先将纯铜熔化,然后加入锌,并保持一定的搅拌速度,使锌与纯铜充分混合。
3. 铸造工艺铸造是制备黄铜的关键步骤。
采用合适的铸造方法,如连续铸造、模压铸造等,可以获得组织均匀、性能优良的黄铜材料。
在铸造过程中,需控制冷却速度和凝固时间,以获得理想的组织结构。
三、高强耐磨黄铜的强化工艺1. 合金化强化通过加入适量的合金元素,如铅、锡等,可以提高黄铜的强度和耐磨性能。
合金元素的加入可以改变黄铜的组织结构,提高其硬度和韧性。
2. 热处理强化热处理是提高黄铜性能的重要手段。
通过合理的热处理工艺,如固溶处理、时效处理等,可以进一步提高黄铜的强度和耐磨性能。
热处理过程中,需严格控制温度和时间,以获得理想的组织结构和性能。
3. 表面处理强化表面处理可以进一步提高黄铜的耐磨性能。
常见的表面处理方法包括喷丸强化、渗碳处理等。
这些方法可以在黄铜表面形成一层硬质层,提高其耐磨性能。
同时,表面处理还可以提高黄铜的耐腐蚀性能和美观性。
四、实验结果与分析通过制备和强化工艺的研究,我们获得了具有高强度和耐磨性能的黄铜材料。
实验结果表明,合理的原料选择、熔炼和铸造工艺以及强化工艺可以提高黄铜的性能。
机械设计中的材料耐磨性评估论文素材材料耐磨性在机械设计中起着至关重要的作用。
它涉及到材料的选择、加工方法的确定以及产品的使用寿命等方面。
本文将探讨机械设计中的材料耐磨性评估,并提供相关的论文素材。
一、背景介绍材料的耐磨性是指材料在与其他物体摩擦、磨损或接触过程中能否保持稳定的性能和形态。
在机械设计中,耐磨性评估是一个重要的环节,它关系到机械产品的寿命、可靠性以及性能等方面。
二、耐磨性评估方法1. 磨损试验法磨损试验法是一种常见的耐磨性评估方法。
它通过模拟实际使用条件下的磨损过程,在实验室中进行试验。
常用的磨损试验方法包括滑动磨损试验、腰形磨损试验等。
2. 表面硬度测试法材料的硬度对其耐磨性能有着直接的影响。
表面硬度测试法是通过测量材料表面的硬度来评估其耐磨性能。
常用的表面硬度测试方法包括洛氏硬度测试、维氏硬度测试等。
3. 磨损机理分析法磨损机理分析法通过对磨损过程中的物理、化学、力学等因素进行分析,解释磨损的原因和机理。
它可以帮助设计师了解材料的磨损特点,为材料的选择和设计提供依据。
三、材料耐磨性评估的影响因素1. 材料的硬度硬度是影响材料耐磨性的重要因素之一。
一般来说,硬度越高的材料耐磨性越好。
2. 材料的组织结构材料的组织结构对其耐磨性能也有一定影响。
晶粒细小、组织均匀的材料一般具有较好的耐磨性能。
3. 润滑条件润滑条件是指工作时的润滑方式和润滑介质等因素。
良好的润滑条件可以降低磨损程度,提高材料的耐磨性。
四、论文素材1. 材料A和材料B的耐磨性评估对比通过滑动磨损试验对材料A和材料B的耐磨性进行对比评估,实验结果显示材料A的耐磨性较材料B优秀。
2. 基于磨损机理分析的材料选择通过对材料C和材料D的磨损机理分析,确定了材料C具有较好的耐磨性能,并在某一特定应用场景中将其应用于机械产品设计中。
3. 表面硬度对材料耐磨性的影响通过对材料E和材料F的表面硬度测试,研究了硬度对材料耐磨性能的影响,结果显示表面硬度越大,材料的耐磨性能越好。
耐磨焊材磨损试样制备大家好,今天咱们聊聊一个可能听起来有点专业,但其实非常有意思的话题——耐磨焊材磨损试样的制备。
先别着急走神,这可不是什么枯燥的材料科学课程,相反,它有点像是在“烹饪”中做的那种精细准备,讲究技巧和细节,不容忽视。
说到“耐磨焊材”嘛,大家肯定都知道,它们可不是普通的铁铁钢钢,而是专门为承受高强度摩擦和磨损的场合设计的。
比如说,一些重型机械、矿山设备这些地方,咱们就需要这些耐磨焊材来“撑场面”。
这些焊材的主要作用就是提高这些设备的耐用性,避免它们在长时间工作后就像“老掉牙”的机器一样,磨损严重,提前报废。
那怎么才能检测这些耐磨焊材的耐磨性呢?就是得做磨损试样了。
磨损试样嘛,简单来说,就是把这些焊材放在特定的环境里,模拟它们在实际使用中的磨损状态。
别看它名字挺简单,做起来可不容易。
你想啊,光是准备好试样,手艺可得好啊!首先得选材,要选那些性能好、表面平整的焊材。
这就像挑选做菜的食材,材料选好了,后面做起来就能游刃有余;如果一开始选得不对,那结果也很难让人满意。
好了,选材完成,接下来就是切割了。
你得根据要求把这些焊材切成规定的形状,常见的有圆形、方形或者矩形之类的。
咱们这里就不做过多的数学推理,简单点说,就是要保证这些样本大小合适、表面平整。
要是尺寸不标准,那磨损试验一开始就得“画蛇添足”,怎么测试得出精准的结果?切割完之后,还得对这些试样进行焊接。
这一步可不能马虎,因为焊接技术不好,试样的性能就会大打折扣。
焊接过程中要保持温度的稳定,这样才能确保焊接部分跟原始材料结合得紧密,才能最大限度地避免焊接过程中产生的裂纹或者缺陷。
要是焊接不当,磨损试样就会像“马路上掉链子”的自行车,根本无法达到预期的效果。
焊接完之后,别急着测,得把这些试样做个表面处理,确保表面光滑、无杂质,避免有瑕疵影响测试结果。
就像你做面包一样,面团揉好了,表面也得光滑,才能做出好吃的面包。
焊接和表面处理都搞定了之后,就可以进行磨损试验了。
耐磨零件的选材与工艺方案举例摘要:目前各种汽车零部件,特别是传动、转向系统中普遍需要安装一些结构简单但是需要有较好耐磨性能的垫片等零件。
本文将通过列举方案进行对比的形式分析耐磨垫片的材料选择及热处理、表面处理的工艺。
关键词:耐磨热处理材料
首先,假设我们需要的是一种垫片。
因为需要与持续旋转的轴或齿轮配合,所以需要垫片表面有一定的硬度,很好的耐磨性能和光洁度。
根据零件的要求,我们列举一下五种选材及热处理的方案:
1 方案一
低碳钢冲压成型→渗碳处理→表面磨削
这里所指的低碳钢主要是st12、q235、08al等容易冲压成型的材料,这些材料应用比较普遍,成本低容易采购、强度低、韧性好容易冲压成型。
渗碳是工艺成熟,已经被广泛采用的热处理方法,成本低、容易控制,可以很大程度上提高垫片表面的硬度和耐磨性。
表面经过平磨后,提高了垫片的平面度,保证有很好的配合精度。
但是方案一有其工艺本身难以克服的难点!首先,因为热处理工艺本身的限制,渗碳层的厚度一般单边≥0.5mm.也就是说,如果零件的厚度在1mm以下的话将很容易被渗透。
一旦零件整体被渗透,那零件整体将变得很脆,当受到大的压力或冲击力时会碎裂。
再者,比较薄或小的零件在渗碳的过程中会发生变形。
拿一个垫片为例,如果渗碳过程中垫片变形的话,唯一的办法就是在后续的磨削过程
中加大磨削量。
但是这样一来就会导致渗碳层与越磨越薄或者不能保证需要的零件厚度。
这样看来,方案一主要适用于厚度≥2mm的零件的加工。
2 方案二
低碳含铝合金钢冲压成型→表面平磨→渗氮处理
细心的朋友可能已经注意到,该方案把渗氮处理和表面磨削加工的顺序前后进行了对调。
这主要是因为渗氮处理的两大特点!首先,渗氮是一种钢件的化学处理,可以大大提高零件表面的耐磨性能。
但是,渗氮层的厚度一般只有单边0.1mm左右。
所以,如果先进行渗氮处理再磨平的话,很容易将薄薄的渗氮层磨掉。
其次,渗氮不同于渗碳,它对零件表面的光洁度影响很小,所以可以把渗氮放到最后一道工序!但是,渗氮处理对低碳钢的要求是最好用低碳含铝合金钢,因为铝和氮的结合效果最好,所以,在各种冲压用低碳钢中08al的渗氮效果是比较理想的。
但是,08al相对其他几种低碳钢成本较高,而且磨削效果欠佳,磨削过程中容易拉丝,影响零件表面的光洁度,还请各位朋友选材时综合考虑。
这样看来,方案二适于加工2mm以下的薄零件,工艺简单,容易实现,但是要求最好使用含铝低碳钢。
如果所需零件对渗氮效果要求不是很高的话,一般低碳钢也是可以的。
3 方案三
低碳钢冲压成型→表面平磨→碳氮共渗处理
碳氮共渗又称氰化,也属于一种钢件的化学处理。
碳氮共渗可以
提高零件表面硬度、耐磨性和疲劳强度,碳氮共渗要求温度低,零件变形小。
与渗氮一样,碳氮共渗的渗透层厚度一般也只有单边0.1mm 左右,且对零件的光洁度影响甚小。
碳氮共渗与渗氮的不同点在于对低碳钢含铝的要求更低,一般的低碳钢也可以达到较好的效果。
这样看来,方案三也适于加工2mm以下的薄零件,且对材料的要求更低。
目前,在国内一些工业基础较好的地区,碳氮共渗工艺已经广泛应用于模具、齿轮的表面处理,用来进行垫片的表面处理当然很简单了!
4方案四
中碳钢冲压成型→调质处理→表面磨削
这里所说的中碳钢是指45钢或35钢的冷轧退火板,因为只有冷轧退火的薄板才容易冲压成型而且在冲压的过程中不会碎裂。
众所周之,中碳钢调质处理是非常成熟,已经被普遍应用的热处理工艺,能够满足零件的硬度和耐磨要求。
方案四的缺点,也是限制其推广的因素是材料。
目前,市场上的45钢或35钢冷轧退火板非常少,采购困难且成本较高。
我们做过大量的市场调查,现在国内各大钢厂只有在有顾客大量订货的情况下才会生产45钢或35钢冷轧退火板。
倒退十几二十几年,这种材料在市场上属于大路货,很容易采购,这种工艺也被广泛采用。
但是,现在市场上更多的是厂家为满足顾客的特殊要求而加工的特种钢材,像45钢或35钢冷轧退火板则很少有人在做。
这样看来,如果你的零件产量不大的话,根本不适合采用第四种方案。
5方案五
使用粉末冶金材料直接烧结成型
粉末冶金烧结工艺是近年来才逐渐兴起的一种材料和加工工艺,主要是使用铁或铜粉末为基材再添加其他金属或非金属粉末一起
烧结成型。
粉末冶金烧结成型工艺再经过热处理可以制造诸如垫片、档套、齿轮等许多需要一定强度、硬度、耐磨性的零件。
用粉末冶金加工零件,可以保证很好的精度和光洁度,一致性好。
对于本文举例的垫片,可以使用牌号f0121j、f0122j、f0123j
的烧结碳钢。
该牌号的粉末冶金材料强度与硬度较高,耐磨性较好,可以进行热处理,适于制造一般结构零件和耐磨零件。
除了上述几种方案之外,还有比如软氮化(低温碳氮共渗)、渗硫、硫氮共渗等许多钢件化学处理的方法。
当然每种化学处理方法都有其对材料的特殊要求,我们在这里就不再一一介绍。
6 结束语
以上是以加工耐磨垫片为例列举了五种方案,这五种方案在成本、工艺等方面各有各的优点和制约因素。
综合看来,目前第二、三两种方案被采用的较多,第五种方案被采用的也越来越多。
希望朋友们能够在了解自己产品的基础上,根据自己的实际要求,确定
合理的方案来制造自己需要的产品。