Кіріспе 

Ыстық жүгіргіш жүйесінің құрамдас бөліктері үшін материалды таңдау жүйенің қызмет ету мерзімін, бөлшектердің сапасын және өндіріс тұрақтылығын тікелей анықтайтын ең маңызды шешімдердің бірі болып табылады. Көп жылдық тәжірибеге ие ыстық жүгіру техникі ретінде мен дұрыс емес материалды таңдаудан туындаған сансыз сәтсіздіктердің куәсі болдым - қақпаның тозуына, ол желіге әкелетін тозуға дейін, оптикалық бөліктерді ластайтын түрлі коррозияға дейін. Бұл техникалық нұсқаулық әртүрлі пластмасса материалдарын, өндіріс көлемін және жұмыс жағдайларын ескере отырып, қақпа кірістірулері (шырша втулкалар) мен коллекторлар үшін оңтайлы болат таңдауларымен таныстырады. 

1-бөлім: Қақпа кірістіру (Шырша втулкасы) материалын таңдау

Қақпа кірістіру (сонымен қатар шырша втулкасы немесе саптама ұшы ретінде белгілі) - ыстық жүгіру жүйесіндегі ең талап етілетін компонент. Ол ең жоғары ығысу жылдамдығын, ең жылдам температура ауытқуларын және қақпа тесігінде балқытылған полимермен тікелей жанасуды бастан кешіреді. Қақпа аймағы - бұл ыстық жүгірумен байланысты проблемалардың 80% -ы пайда болатын жер.

1.1 H13 / 1.2344 / SKD61 (ыстық жұмыс құралының болаты)

Жалпы мақсаттағы қолданбалардың 70% үшін H13 класындағы болаттар өнеркәсіптің жұмыс күші болып қала береді. Бұл хром-молибден-ванадий легирленген ыстық аспаптық болаттар тамаша тепе-теңдікті ұсынады:

• Ыстық қаттылық: 600°C дейін беріктігін сақтайды
• Жылулық шаршауға төзімділік: Қайталанатын қыздыру/салқындату циклдарына төтеп береді
• Қаттылық: Механикалық кернеу кезінде крекингке қарсы тұрады
• Тозуға төзімділік: толтырылмаған және орташа толтырылған материалдар үшін жеткілікті

Қаттылық:48-52 HRC дейін термиялық өңдеуден өтеді

Қолданбалар:PP, ABS, PS, PE, PC және 30%-ға дейін шыны талшықтары бар жалпы инженерлік пластмассаларға арналған қақпа кірістері.

Таңдау бойынша кеңес:Әрқашан көрсетіңізҚайта балқытылған электроқож (ESR)маңызды қолданбаларға арналған нұсқалар. ESR тазарту сульфидті қосындыларды азайтады және изотропияны жақсартады, құралдың қызмет ету мерзімін 30-40% ұзартады. 

1.2 S136 / 1.2316 (Тот баспайтын болат)

Коррозиялық немесе жоғары көрінетін материалдарды өңдеу кезінде баспайтын болат міндетті болып табылады. S136 және 1.2316 мартенситті тот баспайтын болаттар болып табылады:

• Коррозияға төзімділік:ПВХ, ПОМ, галогенді жалынға қарсы заттар және қышқылдық қоспалар үшін қажет
• Айнаның жылтыратылуы:Оптикалық бөлшектер үшін Ra 0,01μm төмен бетінің кедір-бұдырлығына қол жеткізеді
• Жақсы термиялық тұрақтылық:Әдеттегі өңдеу температурасында қасиеттерді сақтайды

Қаттылық:48-52 HRC дейін қатайтылған

Қолданбалар:ПВХ, тұрақтандырғыштары бар POM, медициналық құрылғылар, азық-түлікпен байланысатын қаптама және мөлдір оптикалық бөліктерге арналған қақпақтар -1

Техникалық ескерту:Тот баспайтын болаттан жасалған қақпаның кірістірулері қажетвакуумды термиялық өңдеутүйіршікаралық коррозияны болдырмау және коррозияға төзімділікті сақтау.

1.3 DC53 / вольфрам карбиді (тозуға төзімділігі жоғары материалдар)

Абразивтілігі жоғары материалдар үшін, әсіресе шыны талшықтары жоғары арматуралар үшін стандартты аспаптық болат бірнеше аптада тозады. Мұнда DC53 және вольфрам карбидтері жоғары:

DC53 (жоғары өнімді суық жұмыс болат):

• Қаттылық: 58-62 HRC
• SKD11 қарағанда жақсы беріктігі бар тамаша тозуға төзімділік
• >40% шыны талшықты арматураланған материалдарды өңдеуге арналған қақпақтар үшін өте қолайлы 

Вольфрам карбиді (мысалы, YG8/YG15):

• Қаттылық: >80 HRC (Rockwell C шкаласы бойынша)
• Тозуға төзімділік және коррозияға төзімділік
• Жоғары жылу өткізгіштік

Абайлаңыз:Сынғыш, өңдеу қиын, қымбат — тек маңызды тозу аймақтарында пайдаланыңыз

Қолданбалар:Жоғары шыныдан жасалған PPA, LCP, >50% шыны бар PET және ұзақ уақыт жұмыс істейтін автомобиль қосқыштарына арналған саптама ұштары -

Өнеркәсіптік түсінік:Кейбір жоғары сапалы ыстық жүгіргіш жеткізушілер енді абразивті полимерлерден қалыпты тозуға қарсы 5 жыл кепілдік берілген карбид кеңестерін ұсынады.

1.4 Арнайы қорытпалар: 41CrAlMo7 және DH2F

Өте жоғары температурада өңдеу (>350°C) немесе құралдың қызмет ету мерзімін ұзарту талаптары үшін:

41CrAlMo7 (азотталған болат):

• Қаттылықты 720°C температурада >46 HRC сақтайды
• Тотығу жылдамдығы өте төмен
• Өте жоғары температуралы инженерлік пластиктер мен термосеттер үшін өте қолайлы 

DH2F (алдын ала шыңдалған ыстық жұмыс болаты):

• 37-42 HRC дейін алдын ала қатайтылған, кейінгі термиялық өңдеуді болдырмайды
• Күрделі геометриялар үшін тамаша өңдеу мүмкіндігі
• Көбінесе автомобиль жарықтандыру қалыптарында қақпа кірістірулері үшін қолданылады

2-бөлім: алуан түрлі материалды таңдау

Коллектор балқытылған пластикті бірнеше саптамаларға тарататын ыстық жүгіргіш жүйесінің жүрегі ретінде қызмет етеді. Қақпа кірістірулерінен айырмашылығы, коллекторлар тұрақты күйдегі жылу жағдайларын бастан кешіреді, бірақ жоғары ішкі қысымдарға (180 МПа дейін) төтеп беруі және миллиондаған циклдар бойы ағын арнасының тұтастығын сақтауы керек. 

2.1 H13 / 1.2344 / SKD61 (Әмбебап таңдау)

Ыстық жүгіргіш коллекторларының 85%-ы үшін H13 класты болат таңдаулы материал болып қала береді. Негізгі ойлар:

• Теңгерімді қасиеттер:Беріктік, қаттылық және жылу өткізгіштіктің тамаша үйлесімі
• Өңдеу қабілеті:Жақсы түсінілген бұрғылау және фрезерлеу сипаттамалары
• Термиялық өңдеудің тұрақтылығы:Қатайту кезінде минималды бұрмалау
• Дәнекерлеу мүмкіндігі:Дизайнды өзгерту қажет болса, жөндеуге болады Қаттылық: Әдетте 48-52 HRC

Ағын арнасының аяқталуы:Қысымның төмендеуі мен ығысуын азайту үшін айнаны жылтырату (Ra 0,2-0,4 мкм). 

Ең жақсысы:Стандартты инженерлік пластмассалар, толтырылмаған және орташа толтырылған материалдар, өндіріс 1 миллион циклге дейін жұмыс істейді 

2.2 Тот баспайтын болаттан жасалған коллекторлар (1.2316 / 420SS)

Тот баспайтын болаттан жасалған коллекторлар арнайы қолданбалар үшін өте маңызды:

Тот баспайтын болаттан жасалған коллекторларды қашан көрсету керек:

1. Коррозиялық материалдар:ПВХ, POM, ECTFE, PVDF және отқа төзімді сорттар
2. Медициналық және тағамдық байланыс:FDA талаптары көбінесе коррозияға төзімді материалдарды талап етеді
3. Таза бөлме орталары:Тот бөлшектерінің балқыма ағынын ластау қаупі төмендейді
4. Жоғары жылтыратуға қойылатын талаптар:Оптикалық материалдар үшін жақсырақ бетті өңдеу 

Материалдық опциялар:

• 1.2316 / 420SS:Стандартты мартенситті тот баспайтын, 48-52 HRC
• 1,2085 / 420F:Күрделі геометрияларға арналған еркін өңдеу нұсқалары
• 17-4PH:Аса коррозияға төзімділік үшін жауын-шашынға төзімді тот баспайтын 

Техникалық есепке алу:Тот баспайтын болаттың жылу өткізгіштігі H13-ке қарағанда шамамен 50% төмен, бұл температура біркелкілігін сақтау үшін қыздырғыштың мұқият орналасуын талап етеді.

2.3 Арматураланған материалдардың тозуы жоғары коллекторлар

Жоғары күшейтілген материалдарды (шыны талшығы >40%, минералды толтырғыштар немесе көміртекті талшық) өңдеу кезінде стандартты коллекторлы болаттар ағын бағытының өзгеруі кезінде эрозиялық тозуға ұшырауы мүмкін:

DC53 коллекторлары:

• Жоғары қаттылық (58-62 HRC) абразивті тозуға төзімді
• Термиялық циклдарға төтеп беру үшін қаттылықты сақтайды
• >50% шыны толтырылған PPA, PPS немесе LCP -1 коллекторларын өңдеу үшін өте қолайлы

Абразивті материалдарға арналған дизайнды қарастыру:

1. Үлкенірек радиустар:Ағын бағытын өзгерту кезінде ең аз R = 5 мм пайдаланыңыз
2. Жылтыратылған ағын арналары:Үйкеліс пен талшықтың деградациясын азайтыңыз
3. Қатты жабындар:Төтенше жағдай үшін TiN немесе DLC жабынын қарастырыңыз

2.4 Мамандандырылған материалдар: бериллий мысы және Toolox

Бериллий мыс (CuCo2Be / C17510):

Толық коллекторлар үшін ортақ болмаса да, бериллий мыс кірістірулері кейде келесі жағдайларда қолданылады:

• Жылдам жылу беруді қажет ететін аймақтар
• Клапанның түйреуіш төлкелері
• Температураға сезімтал материалдарға арналған саптама ұштары

Артықшылықтары:Жылу өткізгіштігі болаттан 3-5 есе жоғары

Кемшіліктері:Өңдеу кезіндегі жоғары құн, уыттылық мәселелері -10

Toolox 33/44:

Алдын ала шыңдалған болаттар танымал бола бастады:

• Термиялық өңдеуден кейінгі бұрмалану алаңдаушылық тудыратын үлкен коллекторлар
• Ең аз өңдеу қадамдарын қажет ететін жылдам айналым жобалары
• Орташа тозу талаптары бар қолданбалар

3-бөлім: Құрамдас бөліктерге қатысты ұсыныстардың қысқаша мазмұны

Өңделетін пластмасса материалына сүйене отырып, мен ұсынған материал комбинациялары: 

4-бөлім: Сыни таңдау принциптері

Ыстық жүгіруші қызметінде 15 жыл жұмыс істегеннен кейін мен материалды таңдауды бес өзгермейтін принципке дейін тазарттым: 

1-принцип: Материалды пластикке сәйкестендіріңіз

• Стандартты пластмассалар → H13/SKD61
• Коррозиялық пластмассалар → Тот баспайтын болат (S136/1.2316)
• Абразивтілігі жоғары пластмассалар → DC53/Вольфрам карбиді
• Өте жоғары температуралы пластмассалар → 41CrAlMo7

2-қағида: Өндіріс көлемін ескеру

• Көлемі төмен (<100 000 цикл) → DH2F немесе P20 нұсқалары сияқты алдын ала шыңдалған сорттар
• Орташа көлем → ESR нақтылауы бар стандартты H13
• Жоғары көлем (>1 миллион цикл) → Премиум сорттар немесе қапталған нұсқалар

3-принцип: термиялық өңдеу келіспейді

• Ыстық жүгіргіштің барлық компоненттері тиісті термиялық өңдеуден өтуі керек:
• H13: 550-600°C екі рет шынықтыру
• Тот баспайтын: сенсибилизацияны болдырмау үшін вакуумдық термиялық өңдеу
• Әрбір құрамдас бөлікте қаттылық сертификатын тексеріңіз

4-қағида: Беттік әрлеу маңызды

• Ағын арналары: Ra ≤ 0,4μm минимум, маңызды материалдар үшін 0,2μm
• Қақпа аймақтары: тозуды азайту үшін ағын бағыты бойынша жылтыратылған
• Өлі нүктелер жоқ: деградацияға әкелетін ағын шектеулерін жойыңыз

5-қағидат: Сену, бірақ тексеру

Әрқашан жеткізушіден материал сертификаттары мен қаттылық сынағы есептерін сұраңыз. Маңызды қолданбаларда өзіңіздің нүктелік тексерулеріңізді орындаңыз.

Қорытынды 

Ыстық жүгіргіш қақпақтардың кірістірулері мен коллекторлары үшін дұрыс материалдарды таңдау тек диаграмманы орындау ғана емес, бұл полимер химиясы, жылу динамикасы және механикалық тозу арасындағы өзара әрекеттесу туралы түсіну. Оңтайлы таңдау тоқтау уақытын, техникалық қызмет көрсетуді және бөлшек сапасын ескере отырып, бастапқы шығындарды иеленудің жалпы құнымен теңестіреді.

K-SHOW-те біз циклден кейін сенімді жұмыс істейтін жүйелерді жеткізу үшін ондаған жылдар бойы материалтану тәжірибесін практикалық ыстық жүгіру тәжірибесімен біріктіреміз. Сіз тауарлық қаптаманы немесе жоғары температуралы инженерлік құрамдастарды қалыптасаңыз да, біздің команда сізге нақты қолданбаңыз үшін оңтайлы материал шешіміне нұсқау бере алады.

Техникалық кеңес алу немесе келесі жобаңызды талқылау үшін бүгін біздің инженерлік топқа хабарласыңыз.