انتخاب مواد ساخت برای قالب های موتور یک فرآیند تصمیم گیری پیچیده و حیاتی است که به طور مستقیم بر دوام، عملکرد و هزینه ساخت قالب تأثیر می گذارد. در این زمینه حرفه ای، انتخاب مواد مستلزم در نظر گرفتن همه جانبه عوامل متعددی از جمله شرایط محیطی، الزامات کاری، فرآیندهای تولید و غیره است.
مواد فلزی:
آلیاژ آلومینیوم: آلیاژ آلومینیوم به دلیل قابلیت پردازش خوب، هدایت حرارتی و مقاومت در برابر خوردگی اغلب در ساخت قالب های موتور سبک وزن استفاده می شود. قالب های آلیاژ آلومینیوم وزن سبکی دارند و باعث سایش کمتر ابزارها و تجهیزات پردازشی می شوند و آنها را برای سناریوهایی که نیاز به دقت بالا و تولید چرخه کوتاه دارند مناسب می کند.
فولاد پرسرعت: فولاد پرسرعت فولاد ابزاری است که برای محیط های با دمای بالا و فشار بالا مناسب است. از سختی و مقاومت بالایی در برابر سایش برخوردار است. قالب های فولادی با سرعت بالا اغلب در قطعاتی که نیاز به برش و سایش بیشتری دارند، مانند ابزارهای برش و لبه های برش قالب ها استفاده می شود.
آلیاژ ویژه:
آلیاژ تیتانیوم: آلیاژ تیتانیوم به دلیل استحکام بالا، چگالی کم و مقاومت در برابر خوردگی خوب به طور گسترده در قالب های موتورهای هوافضا استفاده می شود. با این حال، انتخاب آلیاژهای تیتانیوم به دلیل هزینه بالای آن و ماشینکاری دشوار، اغلب نیاز به مبادله بین عملکرد و هزینه دارد.
آلیاژ مبتنی بر نیکل: آلیاژ پایه نیکل دارای مقاومت عالی در دمای بالا در برابر اکسیداسیون و خوردگی است، بنابراین به طور گسترده در محیط های کاری موتور با دما و فشار بالا استفاده می شود. فرآیند تولید آلیاژهای مبتنی بر نیکل نسبتاً پیچیده است، اما خواص آن را می توان به طور کامل تحت برخی شرایط شدید اعمال کرد.
جنس سرامیک:
سرامیک آلومینا: سرامیک آلومینا به دلیل سختی بالا، مقاومت در برابر سایش بالا و مقاومت عالی در دمای بالا برای ساخت قطعات موتور با کارایی بالا مانند رینگ پیستون و آستر سیلندر استفاده می شود. با این حال، پردازش مواد سرامیکی نسبتاً دشوار است و هزینههای ساخت نسبتاً بالایی دارند، بنابراین معمولاً در موتورهای پیشرفته استفاده میشوند.
پلاستیک و کامپوزیت:
پلاستیک های مهندسی: پلاستیک های مهندسی با استحکام بالا، مانند پلی آمید (PI) و پلی تترا فلوئورواتیلن (PTFE)، اغلب برای تولید برخی از قطعات کوچک موتور مقاوم در برابر سایش و مقاوم در برابر خوردگی، مانند حلقه های آب بندی و آستین های بلبرینگ استفاده می شوند. این پلاستیک ها دارای مقاومت شیمیایی خوب و خاصیت خود روانکاری هستند.
مواد کامپوزیتی: مواد کامپوزیتی فیبر کربن به دلیل نسبت عالی مقاومت به وزن و استحکام به تدریج در ساخت قالبهای موتور ظاهر میشوند. مواد کامپوزیت فیبر کربن اغلب برای تولید قطعاتی با نیازهای سبک وزن و استحکام بالا، مانند بدنه موتور و قطعات ساختاری خاص، استفاده می شود.
عواملی که باید در نظر گرفته شوند:
دما و فشار: دما و فشار بالای محیط کار موتور مستلزم آن است که مواد قالب دارای مقاومت حرارتی و فشار عالی باشند تا اطمینان حاصل شود که قالب در شرایط شدید شکست نمی خورد.
سایش و خوردگی: عوامل مختلفی برای سایش و خوردگی در داخل موتور وجود دارد، بنابراین مواد قالب برای افزایش طول عمر قالب باید مقاومت خوبی در برابر سایش و خوردگی داشته باشد.
عملکرد پردازش: عملکرد پردازش مواد به طور مستقیم با هزینه ساخت و دشواری پردازش قالب مرتبط است. بنابراین، لازم است موادی را انتخاب کنید که پردازش آنها آسان باشد اما همچنان الزامات عملکرد را برآورده می کند.