En dissenyar un únic engranatge o sistema d'engranatges, l'elecció del material és el factor principal que determina la geometria de l'engranatge o el rendiment de l'engranatge determina l'elecció del material correcta per a l'engranatge. Hi ha molts tipus de matèries primeres que s’utilitzen habitualment en la fabricació d’engranatges i cada matèria primera té una bona elecció i les seves propietats mecàniques són ideals. Els principals tipus de materials són els aliatges de coure, els aliatges de ferro i els aliatges d’alumini.
Mitjançant l’aliatge i el processament adequats, els engranatges d’aliatge d’alumini poden obtenir diferents punts forts. Normalment, s’utilitzen materials d’aliatge d’alumini per produir rodes de corretges dentades, bastidors i altres components de baixa tensió. La tecnologia de processament dels engranatges d’aliatge d’alumini és la mateixa que la dels engranatges d’acer d’aliatge (com ara el fresat, la perforació d’engranatges, la conformació d’engranatges, etc.).
Es pot dir que l’aliatge d’alumini és un dels nostres metalls més comuns. El pes lleuger i l’alta resistència de l’aliatge d’alumini el converteixen en una opció ideal per a moltes aplicacions. Després de l’acer, s’elogia els aliatges d’alumini per la seva resistència a la corrosió i el seu pes lleuger. Aquesta característica de l’alumini el fa particularment adequat per a diverses aplicacions elèctriques i electròniques, com ara maquinari d’alta tensió, peces d’engranatges, antenes parabòliques, discs d’ordinadors, etc.
Quines són les característiques dels engranatges d'aliatge d'alumini
L’aliatge d’alumini és una millor alternativa als aliatges de ferro i és adequat per a aplicacions amb una elevada relació resistència / pes. El pes de l'aliatge d'alumini és un terç més pesat que els aliatges d'acer de la mateixa mida. Els engranatges d'aliatge d'alumini tenen les característiques de resistència a la corrosió i pes lleuger. La superfície passivada pot protegir els engranatges d'aliatge d'alumini contra l'oxidació i la corrosió. És similar a l’òxid dels aliatges d’acer, cobrirà la superfície i la protegirà de danys addicionals. L’aliatge d’alumini és més car que l’acer al carboni, però és més barat que l’acer inoxidable. Tot i això, són fàcils de processar, cosa que compensa l’increment dels costos materials.
Engranatge d'alumini
L’alumini ha demostrat ser molt versàtil en la història i continua avui. La indústria aeroespacial continua beneficiant-se de les propietats dels aliatges per fabricar peces mecàniques segures, fiables i més econòmiques. El material d'aliatge d'alumini comença a deformar-se a 400 ° F, de manera que no es pot utilitzar en entorns d'alta temperatura. Hi ha molts tipus diferents de materials d'aliatge d'alumini i els materials d'aliatge d'alumini més utilitzats per processar els engranatges d'aliatge d'alumini són 2024, 6061 i 7075.
Entre aquests materials, es pot dir que l'aliatge d'alumini 2024 és un parent proper del bronze d'alumini, i també és un aliatge d'alumini i coure. El principal element d’aliatge de l’aliatge d’alumini 2024 és el coure. Quan es requereix una alta relació resistència-pes, es pot utilitzar alumini 2024. No obstant això, en aquest cas, la proporció s’inverteix. El coure el 2024 confereix a aquest aliatge una alta resistència, però redueix significativament la seva resistència a la corrosió. L'alumini 7075 combina zinc i magnesi amb alumini per formar un aliatge d'alta resistència que resisteix les càrregues de tensió. L'aliatge d'alumini 6061 és un aliatge d'alumini, silici i magnesi. Es tracta d’un aliatge d’alumini de resistència mitjana amb una bona resistència a la corrosió i soldabilitat. Els tres engranatges d’aliatge d’alumini anteriors es poden tractar tèrmicament per augmentar la seva duresa. Els engranatges d’aliatge d’alumini inclouen els engranatges de punta i els engranatges helicoïdals.
Avantatges i desavantatges dels engranatges d'aliatge d'alumini
El material d'aliatge d'alumini dels engranatges d'aliatge d'alumini es considera un material sostenible. Una característica clau és que es pot reciclar tot conservant les seves característiques originals. Aquest és un avantatge molt gran, no només rendible, sinó també bo per al medi ambient. A més, els engranatges d’aliatge d’alumini també tenen l’avantatge de resistència a la corrosió. Quan l'aliatge d'alumini s'exposa a l'aire, es formarà una capa fina d'òxid d'alumini a la seva superfície. Aquesta capa protegeix l'aliatge d'alumini de la corrosió quan està exposat.
Els engranatges d'aliatge d'alumini tenen una major resistència a la tracció i un pes més lleuger, reduint així el pes de l'estructura general, reduint així els costos de combustible. Quan l’aliatge d’alumini s’exposa a l’aire, es formarà una capa d’òxid positiu a la seva superfície, que la farà resistent a la corrosió. A més, els engranatges d'aliatge d'alumini també tenen l'avantatge d'una alta resistència. La resistència de l'aliatge d'alumini li permet substituir els metalls més pesats sense perdre la resistència associada a altres metalls, alhora que es beneficia del seu pes més lleuger.
Engranatge d'alumini
L’inconvenient dels engranatges d’aliatge d’alumini és que la resistència general dels engranatges d’aliatge d’alumini és menor que la dels engranatges d’aliatge d’acer: tot i que s’elogia per la seva plasticitat, aquesta característica especial de l’alumini també pot ser un desavantatge. En comparació amb l’acer, és més fàcil de danyar i ratllar. L’acer és fort i és poc probable que es deformi, es deformi o es doblegui sota cap pes, força o calor.
