Trovare il materiale ideale per gli ingranaggi

Durante la progettazione e la produzione degli ingranaggi, i materiali utilizzati dipenderanno dal tipo di ingranaggio da realizzare e da come e dove verrà utilizzato.

Esistono molti tipi di materie prime comunemente utilizzate nelle strutture degli ingranaggi e ogni materiale ha le sue migliori proprietà meccaniche e rappresenta la scelta migliore.Le principali categorie di materiali sono le leghe di rame, le leghe di ferro, le leghe di alluminio e i materiali termoplastici.

1. Leghe di rame

⚙️Quandoprogettare un ingranaggioche sarà esposto a un ambiente corrosivo o deve essere non magnetico, di solito la scelta migliore è una lega di rame.

⚙️Le tre leghe di rame più comuni utilizzate negli ingranaggi sono l'ottone, il bronzo fosforoso e il bronzo di alluminio.

⚙️Gli ingranaggi solitamente realizzati in lega di ottone sonoingranaggi cilindricie rack e saranno utilizzati in ambienti a basso carico.

⚙️Il bronzo fosforoso migliora la resistenza all'usura e la rigidità della lega. La maggiore resistenza alla corrosione e all'usura rende le leghe di bronzo fosforoso una scelta eccellente per componenti di trasmissione ad alto attrito. Esempio:vite senza fine

⚙️Il bronzo-alluminio è la terza lega di rame utilizzata negli ingranaggi. Le leghe di bronzo-alluminio hanno una maggiore resistenza all'usura rispetto alle leghe di bronzo fosforoso e anche una maggiore resistenza alla corrosione. Gli ingranaggi tipici prodotti con leghe di bronzo-alluminio includono ingranaggi elicoidali incrociati (ingranaggi elicoidali) e ingranaggi a vite senza fine.

2. Leghe di ferro

⚙️Quando unprogettazione degli ingranaggiRichiede una resistenza superiore del materiale, le leghe di ferro sono la scelta migliore. Nella sua forma grezza, la ghisa grigia può essere fusa e lavorata per realizzare ingranaggi.

⚙️Esistono quattro principali designazioni di leghe di acciaio: acciaio al carbonio, acciaio legato, acciaio inossidabile e acciaio per utensili. Le leghe di acciaio al carbonio sono utilizzate per quasi tutti i tipi di ingranaggi perché sono facili da lavorare, hanno una buona resistenza all'usura, possono essere temprate, sono ampiamente disponibili e sono relativamente economiche.

⚙️Le leghe di acciaio al carbonio possono essere ulteriormente classificate in acciaio dolce, acciaio a medio tenore di carbonio e acciaio ad alto tenore di carbonio. Le leghe di acciaio dolce hanno un contenuto di carbonio inferiore allo 0,30%. Le leghe di acciaio ad alto tenore di carbonio hanno un contenuto di carbonio superiore allo 0,60% e gli acciai a medio tenore di carbonio si collocano in una posizione intermedia. Questi acciai sono un'ottima scelta peringranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, cremagliere,ingranaggi conici e viti senza fine.

3. Leghe di alluminio

⚙️Le leghe di alluminio rappresentano una valida alternativa alle leghe di ferro nelle applicazioni che necessitano di un elevato rapporto resistenza/peso. Una finitura superficiale nota come passivazione protegge le leghe di alluminio dall'ossidazione e dalla corrosione.

⚙️Le leghe di alluminio non possono essere utilizzate in ambienti ad alta temperatura poiché iniziano a deformarsi a 200 °C. Le leghe di alluminio più comuni utilizzate negli ingranaggi sono 2024, 6061 e 7075.

⚙️Tutte e tre queste leghe di alluminio possono essere trattate termicamente per migliorarne la durezza. Gli ingranaggi realizzati in leghe di alluminio includonoingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ingranaggi conici a denti drittie cremagliere.

4. Termoplastici

⚙️I materiali termoplastici sono la scelta migliore per ingranaggi in cui il peso è il criterio più importante. Gli ingranaggi realizzati in plastica possono essere lavorati come quelli metallici; tuttavia, alcuni materiali termoplastici sono più adatti alla produzione tramite stampaggio a iniezione. Uno dei materiali termoplastici più comuni per stampaggio a iniezione è l'acetalica. Questo materiale è anche noto come (POM). Gli ingranaggi possono essere realizzati con entrambi i polimeri. Questi possono essereingranaggi cilindrici, ingranaggi elicoidali, ruote elicoidali, ingranaggi conicie cremagliere.