Com a equip de mecanitzat de precisió, el rendiment i la vida útil de les màquines de rectificat depenen en gran mesura del material utilitzat. Durant el procés de rectificat, les peces estan sotmeses a alta pressió, fricció d'alta-freqüència i efectes corrosius del refrigerant. Per tant, el material ha de tenir una alta duresa, una excel·lent resistència al desgast, resistència a la fatiga i resistència a la corrosió. Aquest article aprofundirà en els principis de selecció de materials i els materials comuns utilitzats per a les peces clau de la màquina de rectificar.
1. Selecció de material per als caps de rectificat
El capçal de rectificat és el component bàsic de la màquina de rectificat, en contacte directament amb la peça de treball. El seu material afecta directament la precisió i l'eficiència del mecanitzat. Els materials comuns del capçal de rectificat inclouen:
Carbur (com ara WC-Co): té una duresa i una resistència al desgast extremadament elevades, la qual cosa el fa apte per a un rectificat d'alta-precisió, però té una tenacitat baixa i és propens a la fragilitat.
Ceràmiques (com ara Al₂O₃ i SiC): ofereixen una alta-temperatura i resistència a la corrosió, la qual cosa les fa adequades per a l'afilat-alta velocitat. Tanmateix, també són fràgils i requereixen un disseny estructural optimitzat.
Acer endurit (com ara Cr12MoV i SKD11): aconsegueix una alta duresa (HRC 60+) mitjançant el tractament tèrmic, oferint duresa i resistència al desgast a un cost raonable i una àmplia aplicació.
2. Materials de varetes i cargols
Les barres de rectificat i els cargols estan subjectes a càrregues alternes i fricció giratòria, que requereixen una gran resistència a la fatiga i rigidesa.
Acer d'aliatge estructural (com ara 40Cr i 20CrMnTi): després de temperar o cementar, ofereix força i resistència al desgast, el que el fa adequat per a condicions de càrrega mitjana-.
Acer inoxidable (com ara 38CrMoAlA): la nitruració dóna com a resultat una duresa superficial de HV 900+, el que el fa resistent a la corrosió-i al desgas-, adequat per a aplicacions d'alta-precisió i llarga-vida.
Aliatges d'-alta resistència (com ara aliatges de titani): lleugers i d'alta-resistència, però costosos, s'utilitzen principalment en màquines de rectificat-de gamma alta especialitzades.
3. Materials de màniga guia i coixinets
La màniga guia garanteix la precisió del moviment lineal del capçal de rectificat, mentre que el coixinet afecta l'estabilitat rotacional. Els seus materials han d'oferir una baixa fricció i una alta resistència al desgast:
Aliatges de coure (com ara ZCuSn10Pb1): excel·lent autolubricació, adequat per a mànigues de guia de baixa velocitat-.
Acer dels coixinets (com ara GCr15): acer amb crom d'alt-carbon i una duresa elevada (HRC 60+) després de l'extinció, molt utilitzat en coixinets de rodament.
Plàstics d'enginyeria (com ara PEEK i PTFE): -resistents a la corrosió i de baixa-fricció, adequats per a càrregues lleugeres o entorns especials (com la indústria química).
4. Sistema de refrigeració i materials de segellat
El refrigerant s'utilitza durant el procés de rectificat, de manera que els segells i les peces mullades han de ser resistents a la corrosió-:
Cautxú nitril (NBR): -resistent a l'oli i a la temperatura-, adequat per al seu ús amb entorns de refrigeració habituals.
Cautxú de fluorocarboni (FKM): Resistent als àcids forts i àlcalis, adequat per al seu ús en ambients químics durs.
Anells de segellat d'acer inoxidable o ceràmica: altament resistents a la corrosió-i adequats per a un funcionament estable i a llarg termini-.
5. Consideracions clau per a la selecció del material
Resistència al desgast: el capçal de rectificat i el cargol han de suportar el desgast abrasiu{0}}a llarg termini.
Estabilitat tèrmica: durant el rectificat a gran-velocitat, el material hauria d'evitar la deformació tèrmica.
Eficàcia econòmica: tot i garantir el rendiment, prioritzeu els materials rendibles-.
Processabilitat: el material ha de ser fàcil de mecanitzar, tractar tèrmicament i muntar.
Conclusió
La selecció de materials per a les peces de la màquina de rectificar requereix una consideració completa de les condicions de funcionament, els requisits de rendiment i el cost. El carbur, l'acer endurit i l'acer estructural d'aliatge són opcions habituals d'alt rendiment-, mentre que els materials més nous com la ceràmica i els plàstics d'enginyeria també tenen un paper important en aplicacions específiques. En el futur, amb els avenços en la ciència dels materials, nous materials més lleugers, més resistents al desgast-i més resistents a la corrosió-impulsaran encara més el desenvolupament de la tecnologia de les màquines de rectificat.
