Home Chuyên ngành CÁC VẬT LIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG CHẾ TẠO MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY

CÁC VẬT LIỆU THƯỜNG DÙNG TRONG CHẾ TẠO MÁY VÀ CHI TIẾT MÁY

by minhhoang
214 views

Vật liệu chế tạo chi tiết máy

1 .Những yêu cầu đối với vật liệu chế tạo chi tiết máy

Khi chọn vật liệu chế tạo chi tiết máy, cần thỏa mãn 6 yêu cầu sau:

  1. Vật liệu phải đảm bảo cho chi tiết máy có đủ khả năng làm việc: đủ bền, đủ cứng, đủ điều kiện chịu nhiệt, đủ điều kiện chịu dao động, w..
  2. Vật liệu phải thỏa mãn yêu cầu về khối lượng, kích thước của chi tiết máy và của toàn máy.
  3. Vật liệu phải có tính công nghệ thích ứng với hình dạng và phương pháp gia công chi tiết máy, để công sức gia công là ít nhất.
  4. Vật liệu dễ tìm, dễ cung cấp, líu tiên sử dụng vật liệu sẵn có ở địa phương, hoặc ở trong nước.
  5. Trong một máy cần sử dụng hạn chế số loại vật liệu, để dễ dàng cung cấp và bảo quản.
  6. Vật liệu được chọn có lợi nhất về giá thành sản phẩm, sao cho tổng cộng giá vật liệu, giá gia công, giá thiết kế và các phụ phí khác là thấp nhất.

2. Các vật liệu thường dùng trong ngành chế tạo máy

1.1. Hợp kim đen

Kim loại đen gồm thép và gang, là loại vật liệu được dùng phổ biến trong chế tạo máy. Tên gọi, ký hiệu, thành phần hóa học được quy định trong TCVN 1658-87.
Thép là hợp chất của sắt với các bon, hàm lượng các bon nhỏ hòn hoặc bằng 2,14%. Theo TCVN, thép được chia thành 4 nhóm:

  • Thép các bon thường, được ký hiệu bằng chữ CT và các chữ số chỉ trị số giới hạn bền kéo nhỏ nhất của thép. Ví dụ, thép CT34 có giới hạn bền kéo thấp nhất là σb= 340 MPa.
  • Thép các bon chất lượng cao, được ký hiệu bằng chữ c kèm theo các chữ số chỉ hàm lượng các bon trung bình theo phần vạn. Ví dụ, thép C45 có hàm lượng các bon trung bình là 0,45%.
  • Thép hợp kim, được ký hiệu bằng chữ số chỉ hàm lượng các bon theo phần vạn, sau đó là ký hiệu các nguyên tố hợp kim kèm theo chữ số chỉ hàm lượng % của nguyên tố đó. Ví dụ: thép 10Crl2Ni2 có 0,1% các bon, 12% crôm và 2% niken.
  • Thép dụng cụ, được ký hiệu là CD và các con số. Ví dụ: CD80; CD120; CD70A.
    Ghi chú:
  • Các nguyên tố hợp kim đưa vào thép để làm thay đổi các tính chất vật lý, cơ học, hóa học và tính công nghệ của thép. Ví dụ: Silic, crôm làm tăng tính đàn hồi; Niken làm tăng tính chịu va đập.
  • Nếu hàm lượng nguyên tố hợp kim nhỏ hơn 1,5% thì không ghi chỉ số sau ký hiệu của nguyên tố. Ví dụ: 40CrMoV.
  • Chữ A ghi ở cuối mác thép để chỉ thép có chất lượng cao (hàm lượng phốt pho và lưu huỳnh rất ít). Ví dụ: 40CrMoVA.
  • Chữ Mn ghi ổ cuối mác thép để chỉ thép có hàm lượng Mangan nâng cao. Ví dụ: C20Mn.
  • Chữ Đ ghi ở cuối mác thép để chỉ thép có thể dùng để đúc. ví dụ: C35.Đ.
  • Chỉ số s ghi ở cuối mác thép để chỉ thép sôi. Ví dụ: CIOs.
  • Chỉ số n ghi ở cuối mác thép để chỉ thép nửa lặng, ví dụ: C15n.

Gang là hợp chất của sắt và các bon, với hàm lượng các bon lớn hơn 2,14%. Gang cũng được chia làm 4 nhóm:

  • Gang xám, được ký hiệu bằng chữ GX và các con số chỉ giói hạn bền kéo thấp nhất, giới hạn bền uốn thấp nhất. Ví dụ: gang xám GX15 32 có giới hạn bền kéo thấp nhất là 150 MPa và giới hạn bền uốn thấp nhất là 320 MPa.
  • Gang cầu, được ký hiệu là GC và các con số chỉ giới hạn bền kéo thấp nhất, và độ dãn dài tương đối %. Ví dụ: GC42-12; GC120 04.
  • Gang hợp kim được ký hiệu bằng chữ G kèm theo ký hiệu nguyên tố hợp kim và hàm lượng tính theo % của nó. Ví dụ: gang GNil5Cu7Cr2 có chua 15% niken, 7% đồng và 2% crôm; GCr3; GA12Cr (nếu hàm lượng chất hợp kim nhỏ hơn 1% thì không cần ghi số kèm theo).
  • Gang chịu ma sát, được ký hiệu bằng chữ GXMS kèm theo số hiệu. Ví dụ: GXMS-1; GXMS 2; GXMS-3.

1.2. Hợp kim màu:

Kim loại màu có cơ tính thấp, nên ít được dùng dưới dạng nguyên chất. Thường được dùng dưới dạng hợp kim màu, là hợp chất của nhiều kim loại màu, trong đó có một chất nền (hàm lượng rất lớn). Hợp kim màu đắt hơn kim loại đen, và cơ tính thấp hơn kim loại đen, nên chỉ dùng trong những trường hợp đặc biệt như: cần giảm khối lượng, giảm ma sát, chóng gỉ.

Một số loại hợp kim màu thường dùng trong chế tạo máy:

  • Babit thiếc và chì: được ký hiệu là B kèm theo các số và thành phần hợp kim. Ví dụ: B88, B83, B83Si, BNi, BSi6. Thành phần chủ yếu là thiếc và chì, có bổ sung một số hợp kim khác. Thường dùng để đúc tráng trong các ổ trượt và một số chi tiết khác nhằm giảm ma sát.
  • Đồng thanh, còn gọi là đồng Brông: được ký hiệu bắt đầu bằng chữ BCu sau đó là ký hiệu của các hợp kim cùng với hàm lượng hợp kim. Ví dụ: BCuSnlOPl; BCuSn6,5P0,4; BCuSi3Mnl; BCuA19Mn2. Thành phần nền là đồng, cùng với các nhóm hợp kim Thiếc Phót pho, Thiếc-Kẽm, Silic-Mangan. Đồng thanh thiếc có thể dùng làm bạc ổ trượt.
  • Đồng thau còn gọi là đồng Latông: được ký hiệu bắt đầu bằng chữ LCu, sau đó là các hợp kim và hàm lượng của nó. Ví dụ: LCuZn27A12,5; LCuZn38Mn2. Kim loại nền là đồng, hợp kim chính là kẽm. Đồng thau có khả năng chịu ăn mòn tốt.
  • Hợp kim kẽm chịu ma sát: được ký hiệu bắt đầu bằng chữ Zn, kèm theo các nguyên tố hợp kim và hàm lượng, chữ Đ ở cuối cùng để chỉ loại hợp kim có tính đúc tốt. Ví dư: ZnA110Cu5; ZnA19Cul,5.Đ.
    Hợp kim nhôm đúc: kim loại nền là nhôm, hợp kim chính là silic. Được ký hiệu bắt đầu bằng chữ Al, sau đó là ký hiệu các hợp kim và hàm lượng % của nó, hàm lượng hợp kim duoi 1% thi không cần ghi số. Ví dụ: AlSi9MgMn; AlSi6Cu7Mg.
  • Hợp kim nhôm dẻo: kim loại nền là nhôm, hợp kim chính là đồng và magie. Được ký hiệu bắt đầu bằng chữ Al, sau đó là các hợp kim và hàm lượng của nó. Ví dụ: AlCu4,4Mg2,2Mn; AlMg6Mn.

1.3. Kim loại gốm

Kim loại gốm, còn được gọi là hợp kim cứng thiêu kết, là hỗn hợp của bột kim loại và các chất phụ gia được nung lên nhiệt độ cao và ép với áp suất lớn trong khuôn. Kim loại gốm dùng các ký hiệu theo tiêu chuẩn rOCT: BK6, BK8, BK10, BK15, BK20, BK25, BK10 KC, BK20 KC, BK20K.
Chi tiết máy bằng kim loại gốm không cần qua gia công cắt gọt, và có các tính chất quan trọng như khó nóng chảy, nhẹ, hệ số ma sát thấp. Nhưng khá đắt tiền và kích thước của chi tiết không được lớn. Ví dụ: vật liệu gốm sắt graphit thường dùng chế tạo ổ trượt.

1.4. Vật liệu phi kim loại

Trong một số trường hợp đặc biệt, chi tiết máy được chế tạo bằng các vật liệu phi kim loại, ví dụ như: chất dẻo, amiăng, gỗ, da, cao su. Vật liệu phi kim loại có một số ưu điểm như: nhẹ, biến dạng lớn, dễ cắt gọt, cách điện, cách nhiệt, chống ăn mòn. Nói chung vật liệu phi kim loại có tính thấp.

Bài viết liên quan