การค้นหาวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเฟือง

ในการออกแบบและผลิตเฟือง วัสดุที่ใช้จะขึ้นอยู่กับประเภทของเฟืองที่กำลังผลิต รวมถึงวิธีการและสถานที่ที่จะนำไปใช้งาน

มีวัตถุดิบหลายชนิดที่นิยมใช้ในการผลิตโครงสร้างเฟือง โดยแต่ละชนิดจะมีคุณสมบัติทางกลที่ดีที่สุดและเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดแตกต่างกันไปวัสดุหลักๆ ได้แก่ โลหะผสมทองแดง โลหะผสมเหล็ก โลหะผสมอะลูมิเนียม และเทอร์โมพลาสติก

1. โลหะผสมทองแดง

⚙️เมื่อไรการออกแบบเฟืองสำหรับวัสดุที่จะต้องสัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อน หรือต้องการคุณสมบัติที่ไม่เป็นแม่เหล็ก โลหะผสมทองแดงมักเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด

⚙️โลหะผสมทองแดงที่ใช้กันทั่วไปในเฟืองมี 3 ชนิด ได้แก่ ทองเหลือง ฟอสฟอร์บรอนซ์ และอะลูมิเนียมบรอนซ์

⚙️เฟืองส่วนใหญ่มักทำจากโลหะผสมทองเหลืองเฟืองตรงและชั้นวาง และจะนำไปใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีภาระงานต่ำ

⚙️ทองแดงฟอสฟอรัสช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอและความแข็งแกร่งของโลหะผสม ความทนทานต่อการกัดกร่อนและการสึกหรอที่สูงขึ้นทำให้โลหะผสมทองแดงฟอสฟอรัสเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับชิ้นส่วนขับเคลื่อนที่มีแรงเสียดทานสูง ตัวอย่างเช่น:เฟืองตัวหนอน

⚙️อะลูมิเนียมบรอนซ์เป็นโลหะผสมทองแดงชนิดที่สามที่ใช้ในเฟือง โลหะผสมอะลูมิเนียมบรอนซ์มีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าโลหะผสมฟอสฟอรัสบรอนซ์ และยังมีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่เหนือกว่า เฟืองทั่วไปที่ผลิตจากโลหะผสมอะลูมิเนียมบรอนซ์ ได้แก่ เฟืองเกลียวไขว้ (เฟืองเกลียว) และเฟืองตัวหนอน

2. โลหะผสมเหล็ก

⚙️เมื่อการออกแบบเฟืองหากต้องการวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง โลหะผสมเหล็กจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด ในรูปดิบ เหล็กหล่อสีเทาสามารถหล่อและกลึงเป็นเฟืองได้

⚙️เหล็กอัลลอยมีสี่ประเภทหลัก ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กกล้าอัลลอย เหล็กกล้าไร้สนิม และเหล็กกล้าเครื่องมือ เหล็กกล้าคาร์บอนอัลลอยถูกนำมาใช้ในการผลิตเฟืองเกือบทุกประเภท เนื่องจากขึ้นรูปง่าย ทนทานต่อการสึกหรอได้ดี สามารถชุบแข็งได้ หาได้ง่าย และมีราคาค่อนข้างถูก

⚙️โลหะผสมเหล็กกล้าคาร์บอนสามารถจำแนกเพิ่มเติมได้เป็นเหล็กกล้าอ่อน เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง และเหล็กกล้าคาร์บอนสูง โลหะผสมเหล็กกล้าอ่อนมีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.30% โลหะผสมเหล็กกล้าคาร์บอนสูงมีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 0.60% และเหล็กกล้าที่มีปริมาณคาร์บอนปานกลางจะอยู่ระหว่างสองชนิดนี้ เหล็กกล้าเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับเฟืองตรง, เฟืองเกลียวแร็คเกียร์เฟืองเฉียง และเฟืองตัวหนอน.

3. โลหะผสมอะลูมิเนียม

⚙️โลหะผสมอะลูมิเนียมเป็นทางเลือกที่ดีแทนโลหะผสมเหล็กในการใช้งานที่ต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง การเคลือบผิวที่เรียกว่าการพาสซิเวชันช่วยปกป้องโลหะผสมอะลูมิเนียมจากการออกซิเดชันและการกัดกร่อน

⚙️โลหะผสมอะลูมิเนียมไม่สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูงได้ เนื่องจากจะเริ่มเสียรูปที่อุณหภูมิ 400°F โลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้กันทั่วไปในเฟือง ได้แก่ 2024, 6061 และ 7075

⚙️โลหะผสมอะลูมิเนียมทั้งสามชนิดนี้สามารถผ่านกระบวนการอบชุบความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งได้ เฟืองที่ทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียม ได้แก่เฟืองตรง, เฟืองเกลียว, เฟืองดอกจอกฟันตรงและชั้นวางอุปกรณ์

4. เทอร์โมพลาสติก

⚙️เทอร์โมพลาสติกเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับเฟืองในกรณีที่น้ำหนักเป็นเกณฑ์สำคัญที่สุด เฟืองที่ทำจากพลาสติกสามารถขึ้นรูปด้วยเครื่องจักรได้เช่นเดียวกับเฟืองโลหะ อย่างไรก็ตาม เทอร์โมพลาสติกบางชนิดเหมาะสมกว่าสำหรับการผลิตด้วยวิธีการฉีดขึ้นรูป เทอร์โมพลาสติกที่นิยมใช้ในการฉีดขึ้นรูปมากที่สุดชนิดหนึ่งคืออะซีทัล วัสดุนี้รู้จักกันในชื่อ (POM) เฟืองสามารถทำจากพอลิเมอร์ทั้งสองชนิดนี้ได้เฟืองตรง, เฟืองเกลียว, ล้อหนอน, เฟืองดอกจอกและชั้นวางอุปกรณ์