Khi thiết kế một bánh răng hoặc hệ thống bánh răng, việc lựa chọn vật liệu là yếu tố chính quyết định dạng hình học của bánh răng, hoặc hiệu suất của bánh răng quyết định việc lựa chọn vật liệu chính xác cho bánh răng. Có nhiều loại vật liệu thô thường được sử dụng trong sản xuất bánh răng, và mỗi loại vật liệu thô đều có sự lựa chọn tốt và cơ tính của nó là lý tưởng. Các loại vật liệu chính là hợp kim đồng, hợp kim sắt và hợp kim nhôm.
Thông qua hợp kim và xử lý thích hợp, bánh răng hợp kim nhôm có thể đạt được các độ mạnh khác nhau. Vật liệu hợp kim nhôm thường được sử dụng để sản xuất bánh đai thời gian, giá đỡ và các thành phần ứng suất thấp khác. Công nghệ gia công bánh răng hợp kim nhôm cũng giống như công nghệ gia công bánh răng thép hợp kim (như phay, dao phay bánh răng, tạo hình bánh răng, v.v.).
Hợp kim nhôm có thể nói là một trong những kim loại phổ biến nhất của chúng ta. Trọng lượng nhẹ và độ bền cao của hợp kim nhôm làm cho nó trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng. Sau thép, hợp kim nhôm được ca ngợi về khả năng chống ăn mòn và trọng lượng nhẹ. Đặc tính này của nhôm làm cho nó đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng điện và điện tử khác nhau, chẳng hạn như phần cứng điện áp cao, phôi bánh răng, ăng ten parabol, đĩa máy tính, v.v.
Đặc điểm của bánh răng hợp kim nhôm là gì
Hợp kim nhôm là một sự thay thế tốt hơn cho các hợp kim sắt và thích hợp cho các ứng dụng có tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao. Trọng lượng của hợp kim nhôm nặng hơn một phần ba so với các hợp kim thép có cùng kích thước. Bánh răng hợp kim nhôm có đặc tính chống ăn mòn và trọng lượng nhẹ. Bề mặt thụ động có thể bảo vệ các bánh răng hợp kim nhôm khỏi bị oxy hóa và ăn mòn. Điều này tương tự như rỉ sét trên hợp kim thép, nó sẽ bao phủ bề mặt và bảo vệ nó khỏi bị hư hại thêm. Hợp kim nhôm đắt hơn thép cacbon, nhưng rẻ hơn thép không gỉ. Tuy nhiên, chúng rất dễ chế biến, điều này bù đắp cho sự gia tăng chi phí nguyên vật liệu.
Bánh răng nhôm
Nhôm đã được chứng minh là rất linh hoạt trong lịch sử và nó vẫn tiếp tục cho đến ngày nay. Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ tiếp tục được hưởng lợi từ các đặc tính của hợp kim để sản xuất các bộ phận cơ khí an toàn, đáng tin cậy và rẻ hơn. Vật liệu hợp kim nhôm bắt đầu biến dạng ở nhiệt độ 400 ° F nên không thể sử dụng trong môi trường nhiệt độ cao. Có nhiều loại vật liệu hợp kim nhôm khác nhau, và vật liệu hợp kim nhôm thường được sử dụng để gia công bánh răng hợp kim nhôm là 2024, 6061 và 7075.
Trong số các chất liệu này, hợp kim nhôm 2024 có thể nói là họ hàng gần của nhôm đồng, đồng thời nó cũng là hợp kim của nhôm và đồng. Nguyên tố hợp kim chính trong hợp kim nhôm 2024 là đồng. Khi yêu cầu tỷ lệ độ bền trên trọng lượng cao, nhôm 2024 có thể được sử dụng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, tỷ lệ được đảo ngược. Đồng năm 2024 mang lại cho hợp kim này độ bền cao, nhưng làm giảm đáng kể khả năng chống ăn mòn của nó. Nhôm 7075 kết hợp kẽm và magiê với nhôm để tạo thành một hợp kim có độ bền cao chống lại tải trọng. Hợp kim nhôm 6061 là hợp kim của nhôm, silicon và magiê. Đây là hợp kim nhôm có độ bền trung bình, có khả năng chống ăn mòn và hàn tốt. Ba bánh răng hợp kim nhôm trên có thể được nhiệt luyện để tăng độ cứng. Bánh răng hợp kim nhôm bao gồm bánh răng thúc và bánh răng xoắn.
Ưu nhược điểm của bánh răng hợp kim nhôm
Vật liệu hợp kim nhôm trong bánh răng hợp kim nhôm được coi là vật liệu bền vững. Một tính năng chính là nó có thể được tái chế trong khi vẫn giữ được các đặc tính ban đầu của nó. Đây là một ưu điểm rất lớn, không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn tốt cho môi trường. Ngoài ra, bánh răng hợp kim nhôm còn có ưu điểm là chống ăn mòn. Khi hợp kim nhôm tiếp xúc với không khí, một lớp nhôm oxit mỏng sẽ hình thành trên bề mặt của nó. Lớp này bảo vệ hợp kim nhôm không bị ăn mòn khi tiếp xúc.
Bánh răng hợp kim nhôm có độ bền kéo cao hơn và trọng lượng nhẹ hơn, do đó giảm trọng lượng của cấu trúc tổng thể, do đó giảm chi phí nhiên liệu. Khi hợp kim nhôm tiếp xúc với không khí, một lớp oxit dương sẽ hình thành trên bề mặt của nó, giúp nó có khả năng chống ăn mòn. Ngoài ra, bánh răng hợp kim nhôm còn có ưu điểm là độ bền cao. Sức mạnh của hợp kim nhôm cho phép nó thay thế các kim loại nặng hơn mà không làm mất độ bền liên kết với các kim loại khác, đồng thời được hưởng lợi từ trọng lượng nhẹ hơn của nó.
Bánh răng nhôm
Nhược điểm của bánh răng hợp kim nhôm là sức bền tổng thể của bánh răng hợp kim nhôm kém hơn bánh răng hợp kim thép: mặc dù được ca ngợi về tính dẻo, đặc tính đặc biệt này của nhôm cũng có thể là một nhược điểm. So với thép, nó dễ bị móp và xước hơn. Thép chắc chắn và không có khả năng bị cong vênh, biến dạng hoặc uốn cong dưới bất kỳ trọng lượng, lực hoặc nhiệt nào.
