שיקולים לבחירת חומרים בעיבוד רכיבים מכניים מדויקים
I. שיקולים המבוססים על ביצועי השירות
חוזק וקשיות
בחירת החומר מבוססת על סביבת השירות ודרישות-נושאת העומס של הרכיבים. לדוגמה, גלי ארכובה של מנוע, הנתונים לעומסים מתחלפים משמעותיים, עשויים לעתים קרובות מפלדות סגסוגת חוזק- גבוה כגון 40Cr כדי להבטיח שהם לא מתעוותים או נשברים בתנאי העמסה מורכבים-לטווח ארוך. לעומת זאת, כלי חיתוך המשמשים לעיבוד חומרים בעלי קשיות- גבוהה עשויים בדרך כלל מקרבידים מוצקים, בעלי קשיות גבוהה במיוחד ועמידות בפני שחיקה, המאפשרים להם לשמור על קצוות חיתוך חדים.
התנגדות ללבוש
עבור רכיבים הפועלים בסביבות חיכוך, כגון גלגלי שיניים ומסבים, חומרים בעלי עמידות בפני שחיקה הם חיוניים. לדוגמה, גלגלי שיניים בתיבת הילוכים לרכב עשויים בדרך כלל מפחמימות פלדות כמו 20CrMnTi. לאחר קרבור וריבוי, חומרים אלה משיגים קשיות משטח גבוהה ועמידות בפני שחיקה, מפחיתים ביעילות את בלאי הציוד במהלך ההולכה ומאריכים את חיי השירות.
עמידות בפני קורוזיה
רכיבים החשופים לסביבות קורוזיביות לחות, חומציות או אלקליות, כגון שסתומים וצינורות בציוד כימי, דורשים חומרים עמידים בפני קורוזיה-. לדוגמה, נירוסטה 316L, עם עמידות בפני קורוזיה מעולה ועמידות בפני קורוזיה בין-גרגירית, יכולה לשמור על ביצועים יציבים בסביבות כימיות קשות.
יציבות תרמית
רכיבים הפועלים בסביבות-טמפרטורות גבוהות, כגון להבי טורבינה במנועי אוויר-, זקוקים לחומרים בעלי יציבות תרמית טובה. סגסוגות על מבוססות-ניקל, המציעות חוזק מעולה בטמפרטורה-, עמידות חמצון ועמידות בפני קורוזיה חמה, משמשות בדרך כלל עבור להבי טורבינה. חומרים אלו שומרים על צורתם וביצועיהם בטמפרטורות גבוהות, ומבטיחים את פעולתו הרגילה של המנוע.
II. שיקולים המבוססים על יכולת עיבוד
יכולת עיבוד
כדי לשפר את יעילות העיבוד והאיכות, חומרים צריכים להיות בעלי יכולת עיבוד טובה. לדוגמה, לפלדות חיתוך חופשיות-(כגון Y12, Y15) יש יכולת עיבוד משופרת עקב תוספת של יסודות כמו גופרית ועופרת. חומרים אלה מביאים לבלאי מופחת של הכלים, כוחות חיתוך נמוכים יותר, ושבירת שבבים קלה יותר במהלך העיבוד, ובכך משפרים את יעילות העיבוד ואיכות פני השטח.
זיוף
עבור רכיבים הדורשים פרזול, כושר הזיוף של החומר הוא קריטי. לדוגמה, לסגסוגת אלומיניום 6061 יש יכולת חישול טובה וניתן לעוות בקלות במצב חם. ניתן לזייף אותו לצורות מורכבות שונות ומשיג תכונות מכניות טובות לאחר חישול.
רְתִיכוּת
כאשר יש צורך להרכיב רכיבים באמצעות ריתוך, יש לבחור חומרים בעלי יכולת ריתוך טובה. לדוגמה, לפלדת Q235 יכולת ריתוך מצוינת והיא פחות חשופה לפגמים כמו סדקים ונקבוביות במהלך הריתוך. זה מבטיח את החוזק והאיטום של המפרקים המרותכים ונמצא בשימוש נרחב ברכיבים מבניים מרותכים שונים.
ביצועי טיפול בחום
כדי להשיג תכונות מקיפות טובות, רכיבים מכניים מדויקים רבים דורשים טיפול בחום. לדוגמה, פלדה 45 יכולה להשיג שילוב טוב של חוזק וקשיחות באמצעות מרווה וחיסום. עם זאת, יש צורך בשליטה קפדנית על פרמטרים של טיפול בחום כדי למנוע בעיות כגון דפורמציה וסדקים.
