مشخصات بوش برنز آلومینیومی: آلیاژها، ماشینکاری و راهنمای انتخاب

هنگامی که یک شفت در داخل یک بوش خیلی قبل از پایان دوره گارانتی امتیاز می گیرد، خرابی اغلب به گردن خود ماده می افتد. در تجربه من با قطعات برنز ریخته گری، علت واقعی معمولاً ترکیبی از درجه آلیاژ اشتباه، روانکاری ناکافی، یا فرآیند ریخته گری است که تنش و تخلخل باقی می گذارد. برای بوش های آلومینیومی برنزی، پاسخ عملی این است که بوشینگ را به عنوان یک سیستم در نظر بگیرید: ابتدا بار و محیط را تعریف کنید، سپس ترکیب، طرح شیار و مسیر ماشینکاری را انتخاب کنید.

کاری که آلومینیوم برنز در واقع انجام می دهد

آلومینیوم برنز یک آلیاژ مسی است که در آن آلومینیوم ماده افزودنی اصلی است، معمولاً 8 تا 12 درصد وزنی. آهن، نیکل و منگنز برای پالایش دانه و افزایش استحکام به آن اضافه می شود. نتیجه یک ماده باربری است که ظرفیت بار خود را در دماهای بالا نگه می دارد و در برابر آب دریا، آب شور و بسیاری از سیالات فرآیند شیمیایی مقاومت می کند. بر خلاف برنز قلع که عمدتاً به دلیل نرمی و ذرات جاسازی شده در برابر سایش مقاومت می کند، برنز آلومینیومی بار را از طریق سطح سخت و سخت شده خود حمل می کند. به همین دلیل است که بوش ساخته شده از این آلیاژ می تواند در راهنمای کارخانه نورد یا گیربکس دریایی که در آن بوش برنجی در عرض چند هفته تغییر شکل می دهد، زنده بماند.

شما نباید برنز آلومینیومی را به عنوان جایگزینی برای هر بوش برنزی در نظر بگیرید. این ارزان ترین گزینه نیست و بیشتر از چرخش با سرعت بالا از حرکت آهسته، سنگین و رفت و برگشتی استفاده می کند. هنگامی که طراحی نیاز به سرعت بالای سطح و روانکاری مداوم فیلم دارد، یک برنز سرب دار یا یک برنز تعبیه شده با گرافیت ممکن است در واقع بهتر باشد. اما هنگامی که شفت کند است، بار زیاد است و آب یا بخار چربی را از بین می برد، آلومینیوم برنز پیش فرض قابل اعتماد است.

درجه های آلیاژ و معنی آنها

هیچ دستور العمل واحدی برای "برنز آلومینیومی" وجود ندارد. گریدهای اسب کار بر روی 9 تا 10 درصد آلومینیوم با مقدار کمی آهن متمرکز شده اند. به عنوان مثال، C95400 یک برنز آلومینیومی ریخته‌گری با حدود 10.5% آلومینیوم، 4% آهن و کمتر از 1% نیکل است. نام مشابه اروپایی CuAl9Fe4 است که در تولید آلیاژ مس خود ما ظاهر می شود. محتوای آهن ذرات سخت بین فلزی را تشکیل می دهد که بدون نیاز به عملیات حرارتی جداگانه، مقاومت به سایش را بهبود می بخشد. اگر محیط بسیار خورنده باشد، نیکل آلومینیوم برنز مانند C95800 چندین درصد نیکل و منگنز بیشتری اضافه می کند و مقاومت بهتری در برابر کاویتاسیون و حمله برخورد می دهد.

تفاوت ها برای تدارکات مهم است. خریدار که فقط "بوش برنز آلومینیومی" را مشخص می کند، ممکن است یک درجه آلومینیوم کم دریافت کند که پس از ماشین کاری یکسان به نظر می رسد، اما تحت بارهای ضربه ای زیاد به سرعت از بین می رود. استاندارد دقیق، سختی اندازه گیری شده پس از ماشین کاری و روش واقعی ریخته گری تامین کننده را بخواهید. جدول زیر تفاوت های گسترده بین آلیاژهای بوش معمولی را نشان می دهد.

وقتی طرحی می‌گوید "CuAl9Fe4"، اجازه ندهید که بدون تایید آن را با یک بوش برنزی عمومی جایگزین کنید. تفاوت هزینه در مقایسه با زمان توقف فرآیند ناشی از جایگزینی زودرس ناچیز است.

خریداران ماشینکاری و ریخته گری اغلب نادیده می گیرند

بزرگ‌ترین متغیر پنهان در بوش‌های برنز آلومینیومی، نحوه ساخت آن است. ریخته گری شن و ماسه ارزان است اما اغلب باعث ایجاد دانه های درشت و انقباض داخلی می شود. میله ریخته گری پیوسته برای بوش های استوانه ای ساده خوب است اما نمی تواند به راحتی فلنج های بزرگ یا شیارهای پیچیده روغن ایجاد کند. ریخته‌گری گریز از مرکز برای بوش‌های با دیواره‌های سنگین با قطر بزرگ ایده‌آل است زیرا قالب چرخان گاز و ناخالصی‌ها را به سمت سوراخ فشار می‌دهد، جایی که با ماشین‌کاری بعدی حذف می‌شوند. بهترین ریخته‌گری‌ها از ترکیبی از فرآیندهای ماسه، گریز از مرکز و پیوسته استفاده می‌کنند و مسیر کامل از ذوب مس خام تا تراشکاری نهایی را پوشش می‌دهند.

این مهم است زیرا برنز آلومینیوم دارای محدوده انجماد باریکی است. اگر دمای ریختن بیش از حد بالا باشد یا سرعت خنک‌سازی ناهموار باشد، پسماندهایی به‌وجود می‌آیند که به‌صورت حفره‌هایی روی سوراخ ماشین‌کاری شده ظاهر می‌شوند. آن چاله ها تحت بار چرخه ای تبدیل به شروع کننده ترک می شوند. بنابراین، هنگامی که یک تامین کننده را ارزیابی می کنید، در مورد کنترل شیمی فلزات، اندازه و نوع کوره مذاب آنها، و بازرسی آنها قبل از چرخش بپرسید. تامین‌کننده‌ای که آلیاژ خود را ذوب و ریخته‌گری می‌کند، می‌تواند ترکیب را در یک پنجره محکم نگه دارد. ماشین‌فروشی که فقط ظروف خالی را می‌خرد، کنترل کمتری دارد.

قلع برنز Bushing with Custom Oil Grooves این بوش برنز قلع با ریخته گری گریز از مرکز ساخته شده و با شیارهای روغن سفارشی ماشین کاری می شود. استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش خوب و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد که آن را برای کاربردهای صنعتی سنگین مناسب می کند. مشاهده محصول →

شیارها و روانکاری

هندسه روانکاری می تواند یک بوش حاشیه ای را به یک بوش قابل اعتماد تبدیل کند. برای بوش های برنز آلومینیومی روغن کاری شده با گریس، شیار مارپیچی کلاسیک روی سوراخ به توزیع گریس در تمام طول منطقه تماس کمک می کند. دکوری نیست. عرض و عمق شیار باید با ویسکوزیته گریس و سرعت شفت مطابقت داشته باشد. خیلی کم عمق است و گریس در مرکز باقی می ماند. بیش از حد عمیق و منطقه تماس کاهش می یابد، فشار را افزایش می دهد و سایش را تسریع می کند.

برای تجهیزاتی که خشک می شوند یا روغن نامطلوب است، یک بوش برنز آلومینیومی تعبیه شده با گرافیت یک گزینه عملی است. شاخه های گرافیتی به عنوان مخزن روان کننده جامد عمل می کنند، بنابراین بوشینگ تنها به حداقل لکه گیری اولیه نیاز دارد و می تواند ماه ها بدون روغن کاری مجدد با سرعت پایین کار کند. جهت گرافیت نیز اهمیت دارد: شاخه‌های بزرگ‌تر در محیط‌های کثیف یا گرد و غبار بهتر کار می‌کنند، در حالی که شاخه‌های کوچک‌تر و متراکم‌تر در یک مونتاژ محکم، بی‌صداتر کار می‌کنند.

اگر دستگاه در معرض شستشو با آب یا بخار است، به طراحی شیار غیر گرافیتی یا درجه مقاوم در برابر خوردگی نیاز دارید، زیرا آب می‌تواند مقداری گرافیت را از بین ببرد. در این حالت، یک شیار مارپیچ با گریس مانع آب سازگار اغلب ایمن تر از تکیه بر روان کننده جامد به تنهایی است.

آلومینیوم برنز Bushing with Spiral Grease Groove این بوش برنز آلومینیومی دارای شیار گریس ماشینکاری شده و استحکام بالا است. رسانایی حرارتی عالی و مقاومت در برابر خوردگی آن را برای محیط های با دمای بالا و مرطوب مناسب می کند. مشاهده محصول →

جایی که بوش های برنز آلومینیومی نگه داری می کنند

قوی ترین مورد برای بوش های آلومینیومی برنز در صنایعی است که بار زیاد است، حرکت کند است و محیط زیست دوستانه نیست. تجهیزات متالورژی، مانند محفظه های یاتاقان آسیاب نورد و رول های نقاله کوره، کاندیدای واضحی هستند. همین امر در مورد ماشین‌آلات کشتی نیز صدق می‌کند: شفت‌های سکان، غده‌های عقب و جرثقیل‌های عرشه همگی در آب دریا کار می‌کنند، و مقاومت در برابر خوردگی آلومینیوم برنز یک مزیت مستقیم است.

در ماشین‌های سنگین، کاربرد معمولی اتصال محوری یا نوسانی است که در آن زاویه حرکت کوچک و نیروی واکنش بسیار زیاد است. تجهیزات معدن، خزنده ها و پرس های بزرگ با این مشخصات مناسب هستند. برای ماشین‌های ریخته‌گری، بوش‌های میله‌بندی و راهنماهای کالسکه تزریق با ضربه و گرما بارگیری می‌شوند. برنز آلومینیومی هندسه خود را به مراتب بهتر از برنز قلع استاندارد حفظ می کند. حتی در تجهیزات پزشکی، جایی که خوردگی و تمیزی اهمیت دارد، برنز آلومینیومی در برخی از قطعات محرک با بار بالا و سرعت آهسته ظاهر می شود. لیست عملی زیر جامع نیست اما رایج ترین کاربردها را پوشش می دهد:

• راهنماهای آسیاب نورد و بوش های مسکن
• بوشینگ های سکان دریایی و محور پروانه
• سنگ شکن معدن و بوش های پیوند نقاله
• راهنماهای نوار کراوات ماشین ریخته گری
• صفحات سایش لغزنده پرس سنگین

اگر برای یکی از این بخش ها طراحی می کنید، نقطه شروع مناسب محاسبه بار دقیق است. بسیاری از تامین کنندگان محلی و تیم های مهندسی دقیقاً با این صنایع تجربه دارند. برای مثال، صفحه برنامه کاربردی ماشین آلات متالورژی ما نحوه استفاده از قطعات سفارشی ما در آن محیط را تشریح می کند. قبل از اینکه آلیاژ را مشخص کنید ارزش خواندن دارد.

نمونه های کاربردی ماشین آلات متالورژی نوع قطعات برنز آلومینیومی را نشان می دهد که در عملکرد مداوم مقاومت می کنند.

وقتی برنز آلومینیومی پاسخ نادرست است

هیچ ماده ای برنده هر برنامه ای نیست. برنز آلومینیومی در هنگام خشک شدن دارای ضریب اصطکاک نسبتاً بالایی است، بنابراین بهترین انتخاب برای مجلات با سرعت بالا که نیاز به لایه روغن پیوسته دارند نیست. برای چرخش شفت در چندین هزار دور در دقیقه، پوشش برنزی سربی یا بابیت گرمای کمتری تولید می کند. برنز آلومینیومی نیز گران‌تر از برنج ماشین‌کاری است، بنابراین برای قطعات کم‌بار که هزینه آن طراحی می‌شود، یک بوش برنجی ممکن است کاملاً مناسب باشد.

یکی دیگر از خرابی های رایج بارگذاری لبه ناشی از انحراف شفت است. برنز آلومینیومی می تواند بار استاتیکی بالایی را حمل کند، اما همچنان به طول باربری کافی برای پخش بار نیاز دارد. یک بوش کوتاه با قطر کوچک که در برابر یک محور خمیده قرار می گیرد، بدون توجه به آلیاژ، از کار می افتد. در این موارد، ثابت یک سطح بیرونی کروی روی بوش یا یک طرح خود تراز است، نه یک ماده متفاوت.

در نهایت، سختی شفت و سطح را بررسی کنید. برنز آلومینیومی در حین دویدن سخت‌تر عمل می‌کند و اگر شفت نرم یا ناهموار باشد، سطح بوش ممکن است به جای برعکس، ژورنال را از بین ببرد. یک محور کروم اندود یا سخت شده اغلب برای خدمات طولانی توصیه می شود.

منبع یابی از یک تامین کننده که کل زنجیره را کنترل می کند

عملی ترین راه برای جلوگیری از مشکلات کیفی پنهان، خرید از شرکتی است که هم ریخته گری و هم ماشینکاری دقیق را کنترل می کند. هنگامی که همان کارخانه آلیاژ مس را ذوب می کند، مواد خالی را می ریزد و سپس سوراخ را می چرخاند، سوراخ می کند و سنگ می کند، مراحل فرآیند پشت برنامه های حمل و نقل جداگانه پنهان نمی شوند. این حلقه بازخورد کیفیت را کوتاه می کند. اگر بررسی ابعاد ناموفق باشد، ماشین‌فروشی می‌تواند فوراً به تیم ریخته‌گری بگوید، و ریختن بعدی قبل از ایجاد صدها قطعه دیگر تنظیم می‌شود.

در کارخانه خودمان، کوره ذوب مس و سانتریفیوژها در همان ساختمان واحدهای تراشکاری و فرز CNC هستند. ما بسیاری از قطعات غیر استاندارد را تولید می کنیم - از یک بوش رزوه ای کوچک گرفته تا یک آستین مسی با قطر 2 متر - و می توانیم صفحات کشویی بلند تا 4 متر بسازیم. این مقیاس نیاز به طراحی دقیق دروازه و ریخته گری دارد. هنگامی که یک مشتری نقشه ای با CuAl9Fe4 یا گرید آلومینیوم مشابه برنز ارائه می دهد، می توانیم عدد حرارت و آنالیز شیمیایی مربوط به هر قطعه تحویلی را ردیابی کنیم.

قبل از اینکه دوباره سفارش دهید، از تامین کننده نمونه ای از سوابق کیفی آن ها را بر روی یک قطعه آلومینیومی مشابه بخواهید. شما می خواهید گواهی مواد، گزارش ابعادی و اندازه گیری سطح را ببینید. اگر آنها نتوانند هر سه مورد را از یک فرآیند داخلی ارائه کنند، احتمالاً با یک تاجر سروکار دارید نه یک تولیدکننده. برای نگاهی عمیق تر به تفاوت بین بوش های برنز آلومینیومی و یاتاقان ها، می توانید راهنمای فنی ما را در مورد این موضوع بخوانید. جداول دارایی و منطق انتخابی را که در کار روزانه استفاده می کنیم را پوشش می دهد.

راهنمای کامل ما برای بوش ها و یاتاقان های برنز آلومینیومی جداول اموال و معیارهای انتخاب را با جزئیات بیشتری توضیح می دهد.

آلومینیوم برنز Hobbed Nut for Corrosive Environments این مهره برنزی آلومینیومی استحکام کششی و سختی بالایی دارد. مقاومت در برابر خوردگی عالی آن را برای کاربردهای دریایی و شیمیایی که دوام آن بسیار مهم است، ایده آل می کند. مشاهده محصول →