La sélection du matériau à utiliser parmi une variété de matériaux est un travail limité par de nombreux facteurs. Par conséquent, le choix du matériau des pièces est une partie importante de la conception des pièces. Le principe de sélection des matériaux des pièces mécaniques est le suivant : les matériaux requis doivent répondre les exigences d'utilisation des pièces etavoir une bonne technologie et une bonne économie.
Exigence d'utilisation
Les exigences d'utilisation des pièces mécaniques sont les suivantes :
1) Conditions de travail et conditions de charge des pièces et exigences pour éviter les formes de défaillance correspondantes.
La condition de travail fait référence aux caractéristiques environnementales, à la température de travail et au degré de frottement et d'usure des pièces. Les pièces travaillant dans un environnement chaud et humide ou dans des milieux corrosifs, leurs matériaux doivent avoir une bonne résistance à la rouille et à la corrosion, dans ce cas, peuvent d'abord envisager l'utilisation d'acier inoxydable, alliage de cuivre. L'influence de la température de travail sur le choix des matériaux a principalement deux aspects : d'une part, il est nécessaire de considérer que le coefficient de dilatation linéaire des matériaux des deux pièces qui coopèrent ne doivent pas trop différer beaucoup, afin de ne pas produire de contraintes thermiques excessives ou d'ajustement lâche lorsque la température change ; d'autre part, le changement des propriétés mécaniques des matériaux avec la température doit également être pris en compte. Les pièces travaillant sous friction de glissement, pour améliorer la dureté de surface, en Afin d'améliorer la résistance à l'usure, vous devez choisir un traitement de surface approprié pour l'acier trempé, l'acier cémenté, l'acier au nitrure et d'autres variétés ou choisir la réduction du frottement et la résistance à l'usure de bons matériaux.
L'état de charge fait référence à l'ampleur et à la nature de la charge et de la contrainte exercée sur la pièce. Les matériaux fragiles ne conviennent en principe que pour la fabrication de pièces fonctionnant sous des charges statiques. En cas d'impact, les matières plastiques doivent être utilisées comme matériau principal. la surface des plus grandes pièces soumises à des contraintes de contact doit choisir le traitement de surface des matériaux, tels que l'acier de durcissement de surface ; Pour les pièces soumises à des contraintes, des matériaux résistants à la fatigue doivent être sélectionnés ; Pour les pièces soumises à une charge d'impact, des matériaux à haute résistance aux chocs doivent être sélectionnés ;Car la taille dépend de la résistance et la taille et la qualité des pièces sont limitées, il convient de choisir des matériaux à haute résistance ;Pour les pièces dont les dimensions dépendent de la rigidité, il convient de sélectionner des matériaux avec de grands modules élastiques.
Généralement, les propriétés des matériaux métalliques peuvent être améliorées et améliorées par traitement thermique.Par conséquent, il est nécessaire d'utiliser pleinement les moyens de traitement thermique pour développer le potentiel des matériaux. Pour l'acier modulé le plus couramment utilisé, l'ébauche avec des propriétés mécaniques différentes peut être obtenue en raison de la température de revenu différente. Plus la température de revenu est élevée. température, plus la dureté et la rigidité du matériau sont faibles et meilleure est la plasticité. Par conséquent, lors de la sélection de la variété de matériaux, les spécifications du traitement thermique doivent être stipulées en même temps et indiquées sur le dessin.
2) Limitations sur la taille et la qualité des pièces.
Taille des pièces et qualité de la taille et de la variété des matériaux et méthode de fabrication des ébauches. La production d'ébauches de coulée ne peut généralement pas être limitée par la taille et la taille de la masse ; Dans la production d'ébauches de forgeage, il est nécessaire de prêter attention à la capacité de production de forgeage. machines et équipements.En outre, la taille des pièces et la qualité du rapport de taille et de poids du matériau doivent être, dans la mesure du possible, choisir le rapport de poids élevé des gros matériaux, afin de réduire la taille et la qualité des pièces.
3) L'importance des pièces dans l'ensemble de la machine et des composants.
4) Autres exigences particulières (telles que l'isolation, le diamagnétique, etc.).
Exigences technologiques
Afin de rendre les pièces faciles à fabriquer, la complexité de la structure, de la taille et du type d'ébauche des pièces doit être prise en compte lors de la sélection des matériaux. Pour les pièces de forme complexe et de grande taille, si l'ébauche de coulée est prise en compte, de bonnes performances de coulée doivent être sélectionnées ; l'ébauche de soudage est prise en compte, un acier à faible teneur en carbone avec de bonnes performances de soudage doit être sélectionné. Pour une forme simple, une petite taille, un grand lot de pièces, adapté à l'estampage et au forgeage, il convient de choisir de bonnes matières plastiques. Pour les pièces nécessitant un traitement thermique, le le matériau doit avoir de bonnes performances de traitement thermique. De plus, l'ouvrabilité du matériau lui-même et l'ouvrabilité après traitement thermique doivent également être prises en compte.
Exigence économique
1) Le prix relatif du matériau lui-même
Dans la mesure du possible, afin de répondre aux exigences d'utilisation, des matériaux peu coûteux doivent être sélectionnés. Ceci est particulièrement important pour les pièces fabriquées en série.
2) Frais de traitement des matériaux
Lorsque la qualité de la pièce n'est pas grande et que la quantité de traitement est importante, le coût de traitement représentera une grande proportion du coût total de la pièce. Bien que la fonte soit moins chère que la tôle d'acier, il est plus coûteux de souder la fonte. le fer plutôt que la tôle d'acier pour certaines pièces de caissons uniques ou de faible volume car cette dernière permet d'économiser le coût de fabrication des moules.
3) Économisez du matériel
Afin d'économiser des matériaux, un traitement thermique ou un renforcement de surface (grenaillage, laminage, etc.) peuvent être utilisés pour exploiter pleinement et exploiter les propriétés mécaniques potentielles des matériaux ; Revêtement de surface (chromage, cuivrage, noircissement, bleuissement, etc.) peut également être utilisé pour réduire le degré de corrosion et d’usure, prolonger la durée de vie des pièces.
4) Taux d'utilisation des matériaux
Afin d'améliorer le taux d'utilisation des matériaux, aucune découpe ou moins de découpe ne peut être utilisée, comme le forgeage, le moulage de précision, l'estampage, etc., ce qui peut non seulement améliorer le taux d'utilisation des matériaux, mais également réduire les heures de travail de Coupe.
5) Économisez des matériaux précieux
Grâce à l'utilisation d'une structure combinée, vous pouvez économiser le prix de matériaux plus élevés, tels qu'une bague d'engrenage à vis sans fin à structure combinée avec une bonne réduction du frottement mais un bronze à l'étain coûteux, et le noyau de la roue est en fonte bon marché.
6) Économisez les matériaux rares
À cet égard, les aciers alliés au manganèse-bore dotés de ressources abondantes en Chine peuvent être utilisés pour remplacer les aciers alliés au chrome-nickel dotés de moins de ressources, et le bronze d'aluminium peut être utilisé pour remplacer le bronze d'étain.
7) La fourniture des matériaux
Lors de la sélection des matériaux, il convient de choisir des matériaux disponibles localement et faciles à fournir, afin de réduire les coûts d'approvisionnement, de transport et de stockage ; Du point de vue des variétés de matériaux simplifiées du point de vue de l'approvisionnement et du stockage, pour la production de pièces en petits lots, il convient réduire autant que possible sur la même machine les variétés et spécifications de matériaux, afin de simplifier l'approvisionnement et la gestion, et dans le processus d'usinage et de traitement thermique, il est beaucoup plus facile de maîtriser la méthode de fonctionnement la plus raisonnable, améliorant ainsi la qualité de fabrication, réduisant ferraille, améliorer la productivité du travail.
Heure de publication : 22 février 2022