機械製造常用材料及選擇

2021-09-21 16:20:19 字數 1814 閱讀 2509

機械製造中最常用的材料是鋼和鑄鐵,次是有色金屬合金。金屬材料如塑料、橡膠等。在機械製造中也是具有獨特的使用價值。

一、 金屬材料

鑄鐵和鋼都是鐵碳合金,它們的區別主要在於含碳量的不同。含碳量小於2%的鐵鑄合金稱為鋼,含碳量大於2%稱為鑄鐵。

1、鑄鐵與鋼的功能區別:

鑄鐵具有適當的易熔性、良好的液態流動性,因而可鑄成形狀複雜的零件。它的減震性、耐磨性、切削性(指灰鑄鐵)均較好且成本低廉,因此在機械製造中應用甚廣。

鋼具有高的強度,、韌性和塑性,並可用熱處理方法改善其力學效能和加工效能。鋼製零件的毛坯可用鑄造、沖壓、焊接或鑄造等方法取得,因此其應有極為廣泛。

2、鑄鐵與鋼的分類:

鑄鐵:常用的鑄鐵:灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。

其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵是脆性材料,不能進行輾壓和鍛造。灰鑄鐵應用的最廣泛,其次球墨鑄鐵次之。

鋼:按照用途鋼可分為:結構鋼、工具鋼和特殊鋼。

結構鋼用於製造各種機械零件和工程結構鋼的構件。

工具鋼主要用於製造各種刃具、模具和量具。

特殊鋼(如不鏽鋼、耐熱鋼、耐酸鋼等)用於製造在特殊環境下工作的零件。

按照化學成分鋼又可分為:碳素鋼和合金鋼。

碳素鋼的性質主要取決於含碳量,含碳量越高則鋼的強度越高,但塑性越低。

合金鋼為了改善鋼的效能,特意加入了一些合金元素的鋼。

3、一部分鋼的效能

碳素結構鋼(q235)的含碳量一般不超過0.7%,也屬於低碳鋼。常用來製造建築構件、車輛、不重要的軸類、螺釘、螺母、沖壓件、鍛件、焊接件等。

低碳鋼(08、10、15、20、25)含碳量低於0.25%,它的強度極限和屈服極限較低,塑性很高,且具有良好的焊接性,適於沖壓、焊接,常用來製作螺釘、螺母、墊圈、軸、氣門導桿和焊接構件等。含碳量在0.

1%~0.2%的低碳鋼還用以製作滲碳的零件,如齒輪、活塞銷、鏈輪等。通過滲碳淬火可使零件表面硬度而耐磨,心部韌而耐衝擊。

如果要求有更高強度和耐衝擊效能時,可採用低碳合金鋼。

中碳鋼(30、35、40、45、50、55)含碳量在0.3%~0.5%的中碳鋼,它的綜全力學效能較好,既有較高的強度,又有一定的塑性和韌性,常用作受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。

高碳鋼(60、65、70、75)含碳量在0.55%~0.7%,具有高的強度和彈性,多用來製作普通的板彈簧、螺旋彈簧或鋼絲繩等。

4、合金結構鋼鋼中新增合金元素的作用在於改善鋼的效能。例如:

鎳能提高強度而不降低鋼的韌性。

鉻能提高硬度、高溫強度、耐腐蝕性和提高高碳鋼的耐磨性。

錳、鉬能提高鋼的耐磨性、強度和韌性。

釩能提高韌性及強度。

矽可提高彈性極限和耐磨性,但會降低韌性。

如表常用鋼鐵材料的牌號及力學效能

5、鋼合金

銅合金有青銅與黃銅之分。黃銅是銅和鋅的合金,並含有少量的錳、鋁、鎳等,它具有很好的塑性及流動性,故可進行輾壓和鑄造。青銅可分為含錫青銅和不含錫青銅兩類,它們的減摩性和抗腐性均較好,也可輾壓和鑄造。

此外,還有軸承合金(或稱巴氏合金),主要用於製作滑動軸承的軸承襯。

二、非金屬材料

1、橡膠

橡膠富於彈性,能吸收較多的衝擊能量,常用作聯軸器或減震器的彈性元件、帶傳動的膠帶等。硬橡膠可用於製造用水潤滑的軸承襯。

2、塑料

塑料的比重小,易於製成形狀複雜的零件,而且各種不同塑料具有不同的特點。如耐蝕性、絕緣性、減震性、摩擦係數大等,所以近年來在機械製造中其應用日益廣泛。

以木屑、石棉纖維等作填充物,用熱固性樹脂壓結而成的塑料稱為結合塑料。可用來製作儀表支架、手柄等受力不大的零件。

以布、石棉、薄木板等層狀填充物為基體,用熱固性樹脂壓結而成的塑料稱為層壓塑料,可用來製作無聲齒輪、軸承襯和摩擦片等。

齒輪常用材料及選擇原則

2 應考慮齒輪尺寸的大小 毛坯成型方法及熱處理和製造工藝。大尺寸的齒輪一般採用鑄造毛坯,可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯,可選擇鍛鋼製作。尺寸較小而又要求不高時,可選用圓鋼作毛坯。齒輪表面硬化的方法有 滲碳 氨化和表面淬火。採用滲碳上藝時,應選用低碳鋼或低...

幫浦常用材料及特點

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軸的常用材料及其機械效能

抗拉屈服彎曲疲扭轉疲 材料牌號 熱處理毛坯直徑 mm 硬度hb強度強度勞極限勞極限 b s 1 q235 a 1 mpa 備註許用彎曲應力 1 0 1 125125 7070 4040 正火 25 100 100 300 300 500 500 70025 100 156 4404204003803...