Nieuws

Motorasmaterialen: 1045 versus 4140 versus roestvrij staal, en hoe te kiezen

1045 koolstofDe standaard. Laagste kosten, prima voor de meeste apparaten en algemene industriële motoren.
4140 legeringGa voor koppel en vermoeidheid. Het werkpaard voor EV- en heavy-duty-assen.
RoestvrijAlleen als corrosie een bedreiging vormt. Kost meer en machines langzamer.

Bijna elkemotor asvraag komt hier terecht: welk staal? Het eerlijke antwoord is dat er geen beste cijfer bestaat, alleen een beste match. Een pompas die in natte lucht leeft en een tractie-as die duizend keer per uur het koppel omkeert, falen op totaal verschillende manieren. Deze gids vergelijkt de cijfers die Guanshuo daadwerkelijk hanteert, en geeft je een pad om er een te kiezen.

Begin met de plicht, niet met het cijfer

Kopers openen vaak met een cijfernaam. Een betere opening is de mislukking die je probeert te voorkomen. Assen falen op vier manieren, en elk verwijst naar een andere staalfamilie.

  • Vermoeidheid.De as scheurt na miljoenen omkeringen van de belasting. Gelegeerd staal beantwoordt dit.
  • Dragen.Dagboeken, spiebanen of spiebaanflanken slijten los. Oppervlakteverharding beantwoordt dit.
  • Corrosie.Roest zet putjes in de as en vernietigt het afdichtingsvlak. RVS beantwoordt dit.
  • Doorbuiging.De as buigt onder belasting. Dit is geometrie, geen kwaliteit, dus een grotere diameter is het antwoord.

Dat laatste punt is de moeite waard om vast te houden. Het opwaarderen van het staal stopt het buigen van de as niet. Alle staalsoorten hebben vrijwel dezelfde stijfheid. Als doorbuiging uw probleem is, verander dan de diameter, niet de legering.

1045 koolstofstaal

1045 / C45 / 45# staalMiddelmatige koolstofuitstoot, de standaard van de industrie

1045 is waar de meeste schachten beginnen en waar de meeste moeten blijven. Het heeft voldoende kracht voor algemeen gebruik, het is voorspelbaar machinaal en er is inductieharding op de tappen nodig als er een beetje slijtvastheid nodig is. Het is ook met een duidelijke marge de goedkoopste optie op deze pagina.

Geharde hardheidHB 220 tot 260
Inductie gehardHRC 40 tot 50
Relatieve kostenBasislijn
Kies wanneerDe belasting is stabiel, de motor draait niet constant achteruit en de omgeving is droog. Apparaatmotoren, ventilatoren, transportbanden en algemene industriële aandrijvingen.
Vermijd het wanneerDe as krijgt te maken met zware koppelomkeringen, een zeer hoge snelheid of enig vocht. De vermoeidheidslimiet is het plafond dat u als eerste bereikt.

4140 en 4340 gelegeerd staal

4140 / 42CrMo4 / 40Cr-familieChroom-molybdeen, het antwoord op vermoeidheid

4140 is het cijfer dat moet worden bereikt als 1045 niet genoeg is. Het chroom en molybdeen laten het doorharden tot een hoge sterkte, terwijl de taaiheid in de kern behouden blijft. Die combinatie is wat bestand is tegen vermoeiingsscheuren bij herhaalde omkeringen van de belasting, wat precies de taak is die een EV- of servo-as moet vervullen.

4340 voegt nikkel toe en gaat weer verder. Het is sterker en hardt dieper uit, wat van belang is bij assen met een grote diameter, waarbij 4140 in het midden zacht zou blijven. Het kost meer, dus het is gereserveerd voor de zwaarste taken.

Typisch afgewerktHRC 42 tot 48
RouteAfschrikken en temperen
Relatieve kostenGematigd
Kies wanneerHet koppel is hoog of keert vaak om, de snelheid is hoog of de levensduur tegen vermoeiing is een vereiste.EV-rotorassen, servo-assen, ingaande assen van versnellingsbakken.
Vermijd het wanneerDe taak is licht en stabiel. U zou betalen voor de vermoeiingssterkte die de toepassing nooit gebruikt.

Voor een volledig beeld van hoe deze kwaliteiten zich gedragen in een tractiemotor, zie deEV-rotorasgeleider.

20CrMnTi-gehard staal

20CrMnTiLaag koolstofgehalte, gecarbureerd voor een harde huid

Deze graad lost een specifiek conflict op. Een spiebaan heeft een hard oppervlak nodig zodat de tanden niet slijten, maar een harde kern zou broos zijn en breken bij schokken. Door het carbureren van 20CrMnTi wordt een harde, koolstofrijke behuizing opgebouwd over een zachte, taaie kern. Je krijgt slijtvastheid aan de buitenkant en schokabsorptie aan de onderkant.

Het is de standaardkeuze voor tandwieltanden en zwaarbelaste spiebanen. De wisselwerking is de procestijd, aangezien het carboneren langzamer en ingewikkelder is dan het direct blussen en temperen.

GevalHard, slijtvast
KernSterk, schokabsorberend
RouteCarbureren en afschrikken
Kies wanneerDe as draagt ​​tandwieltanden of is zwaar belastspiedie samen slijtage en schokken moeten weerstaan.
Vermijd het wanneerDe schacht is effen. U wint niets bij het carboneren van een gladde tap die inductieharden voor minder zou kunnen verwerken.

Roestvrij staal: 304, 316L en 420

Roestvrij is geen krachtupgrade. Het is een corrosie-antwoord, en het kost meestal kracht om daar te komen. Kies alleen een roestvrij staalsoort als de as in aanraking komt met water, stoom, chemicaliën of een spoelcyclus. Guanshuo'sroestvrijstalen gladde assenloopt in drie klassen.

304 / SUS304Austenitisch voor algemeen gebruik

Goede corrosiebestendigheid, schoon en gemakkelijk hygiënisch te houden. Het kan niet worden uitgehard door een warmtebehandeling, waardoor het relatief zacht blijft. Prima als de lading bescheiden is en netheid belangrijk is.

Kies wanneerVoedselmachines, waterbehandeling en algemene natte omgevingen met lichte tot matige belasting.
Vermijd het wanneerHet dagboek moet hard zijn, anders zijn er chloriden aanwezig.
316 / 316LMolybdeenhoudend, van maritieme en medische kwaliteit

De toevoeging van molybdeen verbetert de weerstand tegen chloriden en putjes aanzienlijk. Dit is de kwaliteit voor zout, zeewater, agressievere chemicaliën en medische apparatuur waarbij sterilisatiecycli routine zijn.

Kies wanneerChloriden, zoute lucht, agressieve chemicaliën, ofmedische apparatenzijn betrokken.
Vermijd het wanneerGewoon 304 zou voldoende zijn. 316L kost merkbaar meer.
420 / SUS420Martensitisch, hardbaar roestvrij staal

420 is het compromiscijfer. Omdat het martensitisch is, reageert het op warmtebehandeling en bereikt het een HRC van 48 tot 55, dus het geeft een echt harde tap en is toch bestand tegen corrosie. De corrosieweerstand ligt onder de 304 en ruim onder de 316L, maar voor een natte toepassing die ook een hard, slijtvast oppervlak nodig heeft, is dit vaak het enige verstandige antwoord.

Hardheid na HTHRC 48 tot 55
CorrosieGematigd
UithardbaarJa
Kies wanneerJe hebt corrosiebestendigheid en een harde lagertap op dezelfde as nodig. Pomp- en klepschachten zijn het klassieke geval.
Vermijd het wanneerCorrosie is ernstig. Grijp naar 316L en los slijtage op een andere manier op.
Precisie opmerkingRoestvrij machines en maalt anders dan koolstofstaal. Het wordt hard en beweegt meer tijdens het afwerken. Guanshuo houdt roestvrijstalen assen tot een rechtheid ≤0,03 mm, coaxialiteit ≤0,02 mm, rondheid ≤0,01 mm en Ra≤0,8 μm, waarbij Ra 0,4 μm haalbaar is. Dat zijn realistische roestvrijstalen cijfers, en ze zijn iets losser dan de IT5 tot IT6 en Ra≤0,4 μm op gelegeerde stalen assen. Elke leverancier die voor beide identieke toleranties opgeeft, moet worden gevraagd hoe.

Het beslissingspad, op volgorde

Voer deze vijf vragen vanaf de bovenkant uit. De eerste die een ja teruggeeft, bepaalt meestal het cijfer.

1. Zal het voldoen aan water, stoom of chemicaliën?Ja, en er is een hard dagboek voor nodig, ga 420. Ja, met chloriden of medisch gebruik, ga dan 316L. Ja, maar licht en schoon, ga voor 304.
2. Heeft het tandwieltanden of een zware spie?Ga naar 20CrMnTi en carbureer. Een harde behuizing over een harde kern is wat tanden nodig hebben.
3. Wordt het koppel vaak omgekeerd of is het toerental hoog?Ga naar 4140. Ga naar 4340 als de as een grote diameter heeft of als de belasting extreem is.
4. Is het een vaste, droge, gewone taak?Ga voor 1045, met inductieverharding van de tappen als slijtage een probleem is. Geef hier niet teveel uit.
5. Buigt het te veel?Verander helemaal niet van niveau. Vergroot de diameter. Stijfheid is geometrie, geen legering.

Het lezen van de hardheidsgetallen

Schachttekeningen vermelden de hardheid in twee schalen, en het door elkaar halen ervan veroorzaakt echte verwarring bij het citeren. Brinell, geschreven HB, wordt gebruikt voor zachtere, opvliegende omstandigheden. Rockwell C, geschreven HRC, wordt gebruikt voor verharde oppervlakken. Grofweg eindigt de HB-schaal waar de HRC-schaal nuttig wordt.

Voorwaarde Typische hardheid Wat het oplevert
Gehard 1045 of 4140 HB 220 tot 260 Evenwichtige sterkte, nog steeds bewerkbaar
Inductiegehard dagboek HRC 40 tot 50 Slijtvastheid alleen op het oppervlak
Geharde en getemperde legering HRC 42 tot 48 Sterkte en vermoeiingslevensduur door de sectie
Gehard roestvrij staal 420 HRC 48 tot 55 Harde astap plus corrosiebestendigheid
Oppervlak van spindelkwaliteit HRC 60 tot 65 Maximale slijtvastheid voor hogesnelheidsspindels

Eén regel bespaart veel afval. Specificeer de hardheid op het kenmerk, niet op het onderdeel. Een tekening met de tekst "uitharden tot HRC 55", zonder te zeggen, nodigt een winkel uit om een ​​as door te harden die alleen een harde tap nodig had. Details over de interactie tussen harden en slijpen vindt u in dewalkthrough voor precisie-asbewerking.

Graadequivalenten voor alle standaarden

Hetzelfde staal draagt ​​verschillende namen, afhankelijk van waar de tekening is geschreven. Dit zijn de paren die het meest naar voren komen in exportwerk.

China GB Amerikaanse AISI/SAE EN / DIN Japan JIS
45# 1045 C45 / 1.0503 S45C
40Cr 5140 41Cr4 / 1,7035 SCr440
42CrMo 4140 42CrMo4 / 1,7225 SCM440
40CrNiMoA 4340 34CrNiMo6 / 1,6582 SNCM439
20CrMnTi 8620 (dichtbij) 20MnCr5 / 1,7147 SCM420 (dichtbij)
0Cr18Ni9 304 1.4301 SUS304
00Cr17Ni14Mo2 316L 1.4404 SUS316L
4Cr13 420 1.4034 SUS420J2
Algemene branchenotaEquivalenten zijn nauwe overeenkomsten, geen identieke staalsoorten. De chemiebereiken verschillen enigszins per standaard, en dat kan de manier waarop een kwaliteit reageert op verharding veranderen. Voor alles wat van cruciaal belang is voor de veiligheid of voor de automobielsector, bevestig het exacte cijfer aan de hand van het fabriekscertificaat in plaats van te vertrouwen op een kruisverwijzingstabel.

Hoe dit er in productie uitziet

Guanshuo gebruikt 45 # koolstofstaal, 40Cr- en 4140-legeringen, 20CrMnTi-gehard staal en 304, 316L, 316 en 420 roestvrij staal als standaardkwaliteiten. Elke staaf wordt bij aankomst, vóór een enkele snede, gecontroleerd aan de hand van het freescertificaat, omdat een verwisseling van de kwaliteit pas wordt ontdekt in de hardingsfase, wanneer de bewerkingsuren al zijn verstreken.

De warmtebehandeling wordt in eigen huis uitgevoerd, zodat het traject kan worden afgestemd op de kwaliteit en niet op wat een onderaannemer aanbiedt. Afgewerkte assen zijn gebalanceerd volgens ISO G2.5 of beter waar de toepassing dit vereist, en volgens G0.1 tot G0.4 bij werk op hoge snelheid.

Veelgestelde vragen

Is 4140 altijd beter dan 1045 voor een motoras?

Nr. 4140 is sterker en heeft een betere levensduur tegen vermoeiing, maar kost meer en is moeilijker te bewerken. Als de as op een droge plaats onder constante belasting draait, doet 1045 het werk voor minder. De 4140 verdient zijn prijs wanneer het koppel vaak wordt omgekeerd, de snelheid hoog is of de levensduur tegen vermoeidheid wordt gespecificeerd. Zorg ervoor dat de kwaliteit overeenkomt met het gebruik, in plaats van in gebreke te blijven bij het sterkere staal.

Welk roestvast staal is het beste voor een motoras?

Het hangt af van wat u naast corrosiebestendigheid nodig heeft. 304 is geschikt voor schoon, nat en licht gebruik. 316L is de keuze als er sprake is van chloriden, zout of medische sterilisatie. 420 is martensitisch, dus het hardt uit tot HRC 48 tot 55 en geeft een harde tap, ten koste van een lagere corrosieweerstand dan 304 of 316L.

Zal een sterker staal het buigen van mijn as voorkomen?

Nee. Alle staalsoorten hebben vrijwel dezelfde stijfheid, dus het veranderen van de kwaliteit verandert nauwelijks de doorbuiging. Buigen wordt gecontroleerd door geometrie. Vergroot de asdiameter, verkort de niet-ondersteunde overspanning of verplaats de lagerposities. Bewaar de upgrade van de legering voor vermoeidheids- en slijtageproblemen.

Waar wordt 20CrMnTi voor gebruikt op een as?

Het is een gehard staal dat wordt gebruikt waar tandwieltanden of zwaarbelaste spiebanen in de as worden gesneden. Bij het carbureren wordt een harde, slijtvaste behuizing over een stevige kern gebouwd, zodat de tanden bestand zijn tegen slijtage terwijl het lichaam nog steeds schokken absorbeert. Voor een gewone astap is inductiegehard 1045 of 4140 meestal een betere waarde.

Kan Guanshuo een cijfer geven als ik alleen de toepassing ken?

Ja. Stuur het koppel, de snelheid, de omgeving en eventuele problemen met slijtage of corrosie. Het technische team zal een sorteer- en warmtebehandelingstraject voorstellen en dit vervolgens vóór productie op de tekening bevestigen. Guanshuo heeft standaard 45#, 40Cr, 4140, 20CrMnTi en 304, 316L en 420 roestvrij staal op voorraad.

Weet u niet zeker welke kwaliteit uw as nodig heeft?

Stuur de plicht, niet alleen de tekening. Koppel, snelheid, omgeving en verwachte levensduur zijn genoeg voor het technische team van Guanshuo om een ​​kwaliteit, een warmtebehandelingsroute en een prijs voor te stellen.

Vraag het aan een ingenieur Of bereik het team op decontactpagina.
Gerelateerd nieuws
Laat een bericht achter
X
We gebruiken cookies om u een betere browse-ervaring te bieden, het siteverkeer te analyseren en de inhoud te personaliseren. Door deze site te gebruiken, gaat u akkoord met ons gebruik van cookies. Privacybeleid
AfwijzenAccepteren