Việc lựa chọn nguyên liệu sản xuất cho khuôn động cơ là một quá trình ra quyết định phức tạp và quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền, hiệu suất và chi phí sản xuất của khuôn. Trong lĩnh vực chuyên môn này, việc lựa chọn vật liệu đòi hỏi phải xem xét toàn diện nhiều yếu tố, bao gồm điều kiện môi trường, yêu cầu công việc, quy trình sản xuất, v.v.
vật liệu kim loại:
Hợp kim nhôm: Hợp kim nhôm thường được sử dụng trong chế tạo khuôn động cơ nhẹ vì khả năng gia công tốt, tính dẫn nhiệt và chống ăn mòn. Khuôn hợp kim nhôm có trọng lượng nhẹ và ít gây mài mòn cho các công cụ và thiết bị gia công, khiến chúng phù hợp với các tình huống đòi hỏi độ chính xác cao và chu kỳ sản xuất ngắn.
Thép tốc độ cao: Thép tốc độ cao là thép công cụ phù hợp với môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao. Nó có độ cứng và khả năng chống mài mòn vượt trội. Khuôn thép tốc độ cao thường được sử dụng trong các bộ phận đòi hỏi yêu cầu cắt và mài mòn cao hơn, chẳng hạn như dụng cụ cắt và lưỡi cắt của khuôn.
Hợp kim đặc biệt:
Hợp kim titan: Hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong khuôn động cơ hàng không vũ trụ do độ bền cao, mật độ thấp và khả năng chống ăn mòn tốt. Tuy nhiên, do giá thành cao và tính chất khó gia công nên việc lựa chọn hợp kim titan thường đòi hỏi sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí.
Hợp kim gốc niken: Hợp kim gốc niken có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn ở nhiệt độ cao rất tốt nên được sử dụng rộng rãi trong môi trường làm việc của động cơ với nhiệt độ và áp suất cao. Quá trình sản xuất hợp kim gốc niken tương đối phức tạp, nhưng các đặc tính của nó có thể được phát huy tối đa trong một số điều kiện khắc nghiệt.
Chất liệu gốm sứ:
Gốm Alumina: Gốm Alumina được sử dụng để sản xuất các bộ phận động cơ hiệu suất cao như vòng piston và ống lót xi lanh do độ cứng cao, khả năng chống mài mòn cao và khả năng chịu nhiệt độ cao tuyệt vời. Tuy nhiên, vật liệu gốm tương đối khó gia công và có giá thành sản xuất tương đối cao nên thường được sử dụng trong các động cơ cao cấp.
Nhựa và vật liệu tổng hợp:
Nhựa kỹ thuật: Nhựa kỹ thuật có độ bền cao, chẳng hạn như polyimide (PI) và polytetrafluoroethylene (PTFE), thường được sử dụng để sản xuất một số bộ phận động cơ nhỏ chống mài mòn và chống ăn mòn, chẳng hạn như vòng đệm và ống bọc ổ trục. Những loại nhựa này có khả năng kháng hóa chất tốt và đặc tính tự bôi trơn.
Vật liệu composite: Vật liệu composite sợi carbon đang dần nổi lên trong việc sản xuất khuôn động cơ do tỷ lệ cường độ trên trọng lượng và độ cứng tuyệt vời của chúng. Vật liệu composite sợi carbon thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận có yêu cầu nhẹ và độ bền cao, chẳng hạn như vỏ động cơ và các bộ phận kết cấu nhất định.
Các yếu tố cần xem xét:
Nhiệt độ và áp suất: Nhiệt độ và áp suất cao của môi trường làm việc động cơ đòi hỏi vật liệu khuôn phải có khả năng chịu nhiệt và chịu áp suất tuyệt vời để đảm bảo khuôn không bị hỏng trong điều kiện khắc nghiệt.
Hao mòn và ăn mòn: Bên trong động cơ có nhiều yếu tố hao mòn và ăn mòn khác nhau, vì vậy vật liệu khuôn cần phải có khả năng chống mài mòn và ăn mòn tốt để kéo dài tuổi thọ của khuôn.
Hiệu suất xử lý: Hiệu suất xử lý của vật liệu liên quan trực tiếp đến chi phí sản xuất và độ khó xử lý của khuôn. Vì vậy, cần lựa chọn những vật liệu dễ gia công nhưng vẫn đáp ứng yêu cầu về công năng.