چرا برنج با استحکام بالا مواد اصلی اصلی برای آستین های مس گرافیت است؟

برنج با استحکام بالا (عمدتا ZCUZN25AL6FE3MN3 یا نمرات مشابه ، همچنین به عنوان "برنج با استحکام بالا" یا "برنج آلومینیومی" شناخته می شود) به ماده اصلی اصلی تبدیل شده است آستین های مس گرافیت به دلیل تعادل بهینه در استحکام ، سختی ، مقاومت در برابر سایش ، مقاومت در برابر خوردگی ، مقرون به صرفه بودن و تطبیق پذیری. در اینجا یک تحلیل دقیق از دلایل آورده شده است:

1. استحکام و سختی بالا (کلید ظرفیت بارگذاری)
مکانیسم های تقویت:

• آلومینیوم (AL): فاز β سخت (ترکیب بین فلزی cuznal) را تشکیل می دهد ، به طور قابل توجهی قدرت و سختی ماتریس را افزایش می دهد.
• آهن (آهن): ذرات غنی از آهن را تشکیل می دهد که مرزهای دانه را پین می کند ، دانه ها را تصفیه می کند و مانع از حرکت جابجایی می شود و از این طریق قدرت ، سختی و مقاومت در برابر سایش را بهبود می بخشد.
• منگنز (MN): تقویت راه حل جامد را تقویت می کند و عملکرد گرم را بهبود می بخشد.
  
• اثرات:

برنج با استحکام بالا دارای قدرت فشاری (معمولاً> 600 مگاپاسکال) و سختی برینل (HB> 150) است که به طور قابل توجهی بالاتر از برنج های معمولی (به عنوان مثال ، H62) و برخی از برنزهای سرب است.

این امر باعث می شود که در برابر بارهای بالاتر مقاومت کند و از برآمدگی ستون گرافیت بیش از حد یا عدم موفقیت در شرایط بالای PV (فشار × سرعت) به دلیل تغییر شکل ماتریس جلوگیری کند.

2. مقاومت در برابر سایش عالی (هم افزایی با گرافیت)

مقاومت در برابر سایش ماتریس: فاز غنی از آهن و فاز β مقاومت بسیار خوبی در برابر سایش ساینده و چسب ایجاد می کند و از ماتریس در برابر خراش یا شخم محافظت می کند.
نقش گرافیت: گرافیت جاسازی شده روغن کاری جامد را فراهم می کند و باعث کاهش ضریب اصطکاک و چسب می شود.
اثر هم افزایی: ماتریس سخت از ستون های گرافیت پشتیبانی می کند و از سقوط بیش از حد تحت فشار جلوگیری می کند ، در حالی که گرافیت باعث کاهش سایش در خود ماتریس می شود. این "ترکیب نرم و نرم" مزیت اصلی یاتاقان های خودآزمایی است و ماتریس سخت برنج با استحکام بالا برای موفقیت این طراحی بسیار مهم است.

3. مقاومت در برابر خوردگی خوب (اطمینان از تطبیق پذیری)

نقش آلومینیوم: یک فیلم اکسید آلومینیوم متراکم (Al₂o₃) روی سطح را تشکیل می دهد ، مقاومت قابل توجهی در برابر خوردگی از جوی ، آب دریا ، اسیدهای ضعیف و پایه های ضعیف را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
مقایسه: در حالی که مقاومت در برابر خوردگی آن نسبت به برنز مس خالص یا قلع پایین است ، بسیار فراتر از برنج معمولی (به عنوان مثال ، H62) است ، و آن را برای اکثر محیط های صنعتی (به استثنای اسیدهای قوی و پایه) ، خودروسازی ، ماشین آلات ساختمانی و کاربردهای دریایی مناسب می کند.
مقرون به صرفه بودن: در مقایسه با برنزهای قلع گران قیمت (به عنوان مثال ، ZCUSN5PB5ZN5) یا آلیاژهای مبتنی بر نیکل ، برنج با استحکام بالا در حالی که نیازهای مقاومت در برابر خوردگی را برآورده می کند ، هزینه های کمتری را ارائه می دهد.

4. اثربخشی برجسته (مزیت اصلی)
هزینه مواد اولیه کم:

عمدتا از مس (مس) و روی (روی) تشکیل شده است ، با روی به طور قابل توجهی ارزان تر از عناصر آلیاژ مانند قلع (SN) ، سرب (سرب) و نیکل (نیکل) است.
در مقایسه با برنزهای قلع (با محتوای قلع 5-10 ٪) و برنزهای سرب (با هزینه های بالای قلع) ، برنج با استحکام بالا هزینه های واحد قابل توجهی پایین را ارائه می دهد.

پردازش خوب:

مناسب برای متالورژی پودر (فرآیند تولید جریان اصلی): جریان پذیری پودر عالی ، تراکم پذیری و استیضاح ، قالب سازی آسان و تولید انبوه را تسهیل می کند.
همچنین برای ریخته گری و ماشینکاری مناسب است.
انطباق جامع عملکرد: با استحکام ، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر خوردگی بیشتر شرایط عملیاتی با هزینه های بهینه مطابقت دارد.

5. هدایت حرارتی خوب (برای اتلاف گرما بسیار مهم است)

آلیاژهای مبتنی بر مس ذاتاً دارای هدایت حرارتی عالی (بسیار برتر از یاتاقان های فولادی یا آهن) هستند.
اتلاف گرمای به موقع از اصطکاک مانع از گرم شدن بیش از حد موضعی می شود ، که می تواند منجر به خرابی روغنکاری (اکسیداسیون گرافیت) یا نرم شدن مواد شود ، برای حفظ عملکرد تحمل پایدار بسیار مهم است.

6. سازگاری با گرافیت و سازگاری فرآیند

تطبیق انبساط حرارتی: تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی بین برنج با استحکام بالا و گرافیت نسبتاً قابل کنترل است (در مقایسه با مواد مبتنی بر آلومینیوم یا مبتنی بر آهن) ، کاهش استرس رابط و خطرات جداشدگی در طی نوسانات دما.

7. تطبیق پذیری بالا (پوشش بیشتر شرایط بار متوسط ​​تا سنگین)

آستین های مس گرافیت مبتنی بر برنجی با استحکام بالا برای طیف گسترده ای از سناریوها مناسب هستند:

بارهای متوسط ​​تا بالا: ماشین آلات ساختمانی (بوش های پین بازوی بیل مکانیکی) ، ماشین آلات کشاورزی ، تجهیزات متالورژی ، دستگاه های قالب گیری تزریق و غیره.
سرعت متوسط ​​تا پایین: غلطک های نوار نقاله ، لولا ، مکانیسم های فرمان.
محیط های خورنده: سیستم های چرخدار دریایی ، ماشین آلات بندری ، تجهیزات تصفیه آب.
روغن کاری بدون روغن/کم روغن: مناطقی که چربی مکرر غیر عملی است (به عنوان مثال ، اتصالات سکوهای کار هوایی ، یاتاقان های پل).

مقایسه با سایر مواد مبتنی بر مس
برنز قلع (به عنوان مثال ، zcusn5pb5zn5):

مزایای: مقاومت در برابر خوردگی بهتر و مقاومت در برابر سایش عالی (به خصوص با سرب برای کاهش اصطکاک خوب).
مضرات: هزینه بالا (به دلیل قلع گران قیمت) ، به طور کلی مقاومت و سختی کمتری نسبت به برنج با استحکام بالا (به خصوص بدون تقویت آهن-مانگایی). مورد استفاده در برنامه های حق بیمه یا مقاوم در برابر خوردگی بیشتر.

برنز سرب (به عنوان مثال ، ZCUPB10SN10):

مزایای: قابلیت تعبیه استثنایی ، سازگاری و قابلیت ضد تشنج ، مناسب برای بارها و تأثیرات بسیار بالا.
مضرات: هزینه بالا ، تفکیک سرب ، محدودیت های محیطی و قدرت و سختی کمتری. در یاتاقان میل لنگ موتور سنگین و غیره استفاده می شود.

برنج معمولی (به عنوان مثال ، H62):

مزایای: کمترین هزینه
مضرات: مقاومت و سختی کم ، مقاومت در برابر سایش ضعیف و مقاومت متوسط ​​خوردگی ، قادر به برآورده کردن نیازهای بار متوسط ​​تا بالا نیست.

نتیجه گیری: دلیل اساسی برای محبوبیت برنج با استحکام بالا
برنج با مقاومت بالا به تعادل مهندسی تقریباً کامل در بین استحکام بالا ، سختی بالا ، مقاومت در برابر سایش/خوردگی خوب ، هدایت حرارتی عالی ، پردازش متالورژی پودر برتر و مزایای هزینه قابل توجهی دست می یابد.

این مقرون به صرفه ترین و قابل اطمینان ترین راه حل مواد پایه برای یاتاقان های خودآزمایی تحت بارهای متوسط ​​تا بلند ، سرعت متوسط ​​و محیط های خورنده مشترک ، برآورده کردن خواسته های اصلی برای عملکرد ، طول عمر و هزینه در اکثر کاربردهای صنعتی است.

بنابراین ، مگر اینکه شرایط عملیاتی شدید (به عنوان مثال ، اسیدها و پایه های قوی ، درجه حرارت فوق العاده بالا ، بارهای بسیار زیاد با ضربه) نیاز به آلیاژهای ویژه گران قیمت تر ، آستین های مس گرافیتی مبتنی بر برنجی با استحکام بالا ، با عملکرد جامع و استثنایی آنها ، بر بازار حاکم بر بازار. $ $ $