機(jī)械零件選材的原則及蘸火液
發(fā)布時(shí)間：2012-11-30 13:50:34
機(jī)械零件的選材是一項(xiàng)十分重要的工作。蘸火液與選材是否恰當(dāng)，特別是一臺(tái)機(jī)器中關(guān)鍵零件的選材是否恰當(dāng)，將直接影響到產(chǎn)品的使用性能、使用壽命及制造成本。選材不當(dāng)，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致零件的完全失效。
(1)使用性原則
使用性能是保證零件工作安全可靠、經(jīng)久耐用的必要條件，因此是蘸火液與選材考慮的最主要依據(jù)。蘸火液與選材的首要任務(wù)是淮確地判斷所要求的主要使用性能，然后根據(jù)主要的使用性能指標(biāo)選擇較為合適的材料。對(duì)于一般的機(jī)械零件和工程構(gòu)件，則主要以其力學(xué)性能作為蘸火液和選材依據(jù)；對(duì)于一些特殊條件下工作的零件，則必須根據(jù)要求考慮到材料的物理性能、和化學(xué)性能。
①以要求較高綜合力學(xué)性能為主的選材：在機(jī)械制造中有相當(dāng)多的結(jié)構(gòu)零件，在工作時(shí)均不同程度地承受著靜載荷、動(dòng)載荷的作用，其失效形式可能為變形失效和斷裂失效，所以這類零件蘸火液要求具有較高的強(qiáng)度和較好的塑性與韌性，即良好的綜合力學(xué)性能。經(jīng)過(guò)蘸火液淬火后，工件可達(dá)到上述要求。
②以疲勞強(qiáng)度為主的選材：疲勞破壞是零件在交變應(yīng)力作用下最常見(jiàn)的破壞形式，如滾動(dòng)軸承等零件的失效，大多數(shù)是因疲勞破壞引起的。
③以抗磨損為主的選材：可分為兩種情況：一是磨損較大、受力較小的零件，其主要失效形式是磨損，故要求材料蘸火液后具有高的耐磨性，選用高碳鋼或高碳合金鋼，進(jìn)行蘸火液淬火和低溫回火處理，獲得高硬度的回火馬氏體和碳化物組織，即能滿足耐磨的要求。二是同時(shí)受磨損及交變應(yīng)力作用的零件，主要失效形式是磨損、過(guò)量的變形與疲勞斷裂，如傳動(dòng)齒輪、凸輪等。為了更準(zhǔn)確地了解零件的使用性能，還必須分析零件的失效方式與蘸火液，從而找出對(duì)零件失效起主要作用的性能指標(biāo)。
在對(duì)零件的工作條件、蘸火液、失效形式進(jìn)行全面分析，并根據(jù)零件的幾何形狀和尺寸、工作中所受的載荷及使用壽命，通過(guò)力學(xué)計(jì)算確定出零件應(yīng)具有的主要力學(xué)性能指標(biāo)及其數(shù)值后，即可利用手冊(cè)選材。
(2)工藝性原則
工藝性原則是指所選用的材料與蘸火液能否保證順利加工制造成零件。蘸火液淬火工藝性好壞，對(duì)零件加工難易程度、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)率影響很大。材料的蘸火液工藝性能包括以下內(nèi)容：
?、勹T造性：如果用鑄造成形，最好選擇共晶成分或接近共晶成分的蘸火液合金；
?、阱懺煨裕喝绻缅懺斐尚危詈眠x用組織呈固溶體的蘸火液合金；
③焊接性：如果是焊接成形，最適宜的材料是低碳鋼或低碳蘸火液合金鋼；
④切削加工性能：為便于切削加工，可通過(guò)熱處理來(lái)調(diào)整其組織和性能，使金屬材料硬度控制在170-230HBS之間；
?、轃崽幚碚夯鹨汗に囆阅埽禾间摯阃感圆?，強(qiáng)度不是很高，加熱時(shí)易過(guò)熱而使晶粒長(zhǎng)大，淬火液淬火時(shí)也易變形和開裂。
因此，制造高強(qiáng)度、大截面、形狀比較復(fù)雜的零件，一般應(yīng)選用合金鋼蘸火液淬火。與使用性能比較也會(huì)成為選材的主要零件的切削性能可成它的某些性能并不是最好的。
本文參考《金屬工藝基礎(chǔ)與實(shí)踐》一書。
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