เมื่อออกแบบเกียร์เดี่ยวหรือระบบเกียร์ การเลือกใช้วัสดุเป็นปัจจัยหลักที่กำหนดรูปทรงของเฟือง หรือประสิทธิภาพของเฟืองจะกำหนดการเลือกวัสดุที่ถูกต้องสำหรับเฟือง มีวัตถุดิบหลายประเภทที่ใช้กันทั่วไปในการผลิตเฟือง และวัตถุดิบแต่ละชนิดมีทางเลือกที่ดีและคุณสมบัติทางกลของวัสดุนั้นเหมาะสมที่สุด วัสดุหลัก ได้แก่ โลหะผสมทองแดง โลหะผสมเหล็ก และโลหะผสมอลูมิเนียม
เฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถรับจุดแข็งต่างๆ ได้ด้วยการผสมและการแปรรูปที่เหมาะสม วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมมักใช้ในการผลิตล้อของสายพานราวลิ้น ชั้นวาง และส่วนประกอบที่มีความเค้นต่ำอื่นๆ เทคโนโลยีการประมวลผลของเฟืองโลหะผสมอะลูมิเนียมนั้นเหมือนกับของเฟืองเหล็กอัลลอย (เช่น งานกัด เฟืองเฟือง การขึ้นรูปเฟือง ฯลฯ)
โลหะผสมอลูมิเนียมสามารถกล่าวได้ว่าเป็นหนึ่งในโลหะที่พบบ่อยที่สุดของเรา น้ำหนักเบาและความแข็งแรงสูงของอลูมิเนียมอัลลอยด์ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานหลายประเภท รองจากเหล็กกล้า อะลูมิเนียมอัลลอยได้รับการยกย่องว่ามีความทนทานต่อการกัดกร่อนและน้ำหนักเบา คุณสมบัติของอะลูมิเนียมนี้ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น ฮาร์ดแวร์ไฟฟ้าแรงสูง ชิ้นงานเกียร์ เสาอากาศแบบพาราโบลา ดิสก์คอมพิวเตอร์ ฯลฯ
เกียร์อลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะอย่างไร
อลูมิเนียมอัลลอยด์เป็นทางเลือกที่ดีกว่าโลหะผสมเหล็ก และเหมาะสำหรับการใช้งานที่มีอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง น้ำหนักของโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นหนักกว่าโลหะผสมเหล็กที่มีขนาดเท่ากันหนึ่งในสาม เกียร์อลูมิเนียมอัลลอยด์มีลักษณะทนต่อการกัดกร่อนและน้ำหนักเบา พื้นผิวแบบพาสซีฟสามารถปกป้องเฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์จากการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน ซึ่งคล้ายกับสนิมบนโลหะผสมของเหล็ก ซึ่งจะครอบคลุมพื้นผิวและป้องกันความเสียหายเพิ่มเติม อลูมิเนียมอัลลอยด์มีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน แต่ราคาถูกกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม อย่างไรก็ตาม พวกมันประมวลผลได้ง่าย ซึ่งชดเชยการเพิ่มขึ้นของต้นทุนวัสดุ
เกียร์อลูมิเนียม
อะลูมิเนียมได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความอเนกประสงค์อย่างมากในประวัติศาสตร์ และยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ อุตสาหกรรมการบินและอวกาศยังคงได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติของโลหะผสมในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่ปลอดภัย เชื่อถือได้ และราคาถูกลง วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมเริ่มเปลี่ยนรูปที่ 400 ° F ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมมีหลายประเภท และวัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการประมวลผลเฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์คือ 2024, 6061 และ 7075
ในบรรดาวัสดุเหล่านี้ อะลูมิเนียมอัลลอย 2024 สามารถกล่าวได้ว่าเป็นญาติสนิทของอะลูมิเนียมบรอนซ์ และยังเป็นโลหะผสมของอะลูมิเนียมและทองแดงอีกด้วย องค์ประกอบการผสมหลักในโลหะผสมอลูมิเนียมปี 2024 คือทองแดง เมื่อต้องการอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง ก็สามารถใช้อลูมิเนียม 2024 ได้ อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ อัตราส่วนจะกลับกัน ทองแดงในปี 2024 ให้โลหะผสมนี้มีความแข็งแรงสูง แต่ลดความต้านทานการกัดกร่อนลงอย่างมาก อลูมิเนียม 7075 ผสมผสานสังกะสีและแมกนีเซียมเข้ากับอลูมิเนียมเพื่อสร้างโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งทนต่อแรงกดทับ อลูมิเนียมอัลลอยด์ 6061 เป็นโลหะผสมของอลูมิเนียม ซิลิกอน และแมกนีเซียม เป็นโลหะผสมอะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงปานกลาง ทนทานต่อการกัดกร่อนและเชื่อมได้ดี เฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์ทั้งสามด้านบนสามารถอบชุบด้วยความร้อนเพื่อเพิ่มความแข็งได้ เฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์ประกอบด้วยเฟืองเดือยและเฟืองเกลียว
ข้อดีและข้อเสียของเฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์
วัสดุโลหะผสมอลูมิเนียมในเฟืองอลูมิเนียมถือเป็นวัสดุที่ยั่งยืน คุณลักษณะสำคัญคือสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ในขณะที่ยังคงคุณลักษณะดั้งเดิมไว้ นี่เป็นข้อได้เปรียบที่ใหญ่มาก ไม่เพียงแต่คุ้มค่า แต่ยังดีต่อสิ่งแวดล้อมด้วย นอกจากนี้ เฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์ยังมีข้อดีของการต้านทานการกัดกร่อน เมื่ออลูมิเนียมอัลลอยด์สัมผัสกับอากาศ จะเกิดชั้นบาง ๆ ของอะลูมิเนียมออกไซด์บนพื้นผิวของมัน ชั้นนี้ปกป้องโลหะผสมอลูมิเนียมจากการกัดกร่อนเมื่อสัมผัส
เกียร์อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความต้านทานแรงดึงสูงและน้ำหนักเบากว่า ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของโครงสร้างโดยรวม ส่งผลให้ต้นทุนเชื้อเพลิงลดลง เมื่ออลูมิเนียมอัลลอยด์สัมผัสกับอากาศ จะเกิดชั้นออกไซด์ที่เป็นบวกบนพื้นผิว ทำให้ทนทานต่อการกัดกร่อน นอกจากนี้ เฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์ยังมีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง ความแข็งแรงของโลหะผสมอลูมิเนียมช่วยให้สามารถแทนที่โลหะที่หนักกว่าได้โดยไม่สูญเสียความแข็งแรงที่เกี่ยวข้องกับโลหะอื่นๆ ในขณะที่ได้ประโยชน์จากน้ำหนักที่เบากว่า
เกียร์อลูมิเนียม
ข้อเสียของเฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์คือความแข็งแกร่งโดยรวมของเฟืองอลูมิเนียมอัลลอยด์นั้นแย่กว่าเฟืองเกียร์โลหะผสมเหล็ก: แม้จะได้รับการยกย่องในเรื่องความยืดหยุ่น แต่ลักษณะพิเศษของอลูมิเนียมนี้ก็อาจเป็นข้อเสียเช่นกัน เมื่อเทียบกับเหล็กจะบุ๋มและรอยขีดข่วนได้ง่ายกว่า เหล็กมีความแข็งแรงและไม่น่าจะบิดงอ บิดเบี้ยว หรือโค้งงอได้ภายใต้น้ำหนัก แรง หรือความร้อนใดๆ
