Beczki śrubowe są wykonane ze stali stopowych wybranych pod kątem wytrzymałości, hartowności i tego, jak dobrze przyjmują utwardzoną powierzchnię. Najczęstsze są38CrMoAlA (1.8509)I34CrAlNi7 (1.8550)do części azotowanych,42CrMo (4140)I31CrMoV9 (1.8519)do ciężkiej pracy,40Krdo beczek bimetalicznych iSS304/SS316nierdzewne do materiałów korozyjnych.
Gatunek jest wybierany wraz z obróbką powierzchni — stal nadaje części solidność i wytrzymałość; obróbka powierzchni zapewnia odporność na zużycie.
Zapytaj trzech dostawców, z jakiej stali „powinna” być wykonana lufa śruby, a możesz uzyskać trzy odpowiedzi, ponieważ szczera odpowiedź brzmi: zależy to od obróbki powierzchni i obrabianego materiału. W tym przewodniku omówiono gatunki, w których faktycznie działa EJS, czym jest każdy z nich, jego międzynarodowe odpowiedniki (dzięki czemu można dopasować rysunek z dowolnego rynku) i kiedy jest to właściwy wybór.
01Z jakiej stali powinna być wykonana lufa śrubowa?
Nie ma jednej „najlepszej” stali, ponieważ lufa śrubowa to system: stal bazowa plus obróbka powierzchniowa. Azotowana lufa wymaga stali do azotowania, która tworzy twardą obudowę; całkowicie hartowana lufa wymaga gatunku, który reaguje na hartowanie i odpuszczanie; lufa bimetaliczna potrzebuje solidnej podstawy pod warstwą stopu, która spełnia prawdziwą pracę. Najpierw wybierz obróbkę swojego materiału, a następnie odpowiednią stal bazową.
EJS powszechnie pracuje w następujących gatunkach: 42CrMo (4140), 38CrMoAlA (1.8509), 31CrMoV9 (1.8519), 34CrAlNi7 (1.8550), 40Cr, 45 steel, SS304, SS316, SKD11, SKD61 i W6Mo5Cr4V2. W poniższych sekcjach opisano konie pociągowe.
02Co wyróżnia dobrą stalową lufę śrubową
Przed ocenami ważne są właściwości:
- Hartowność— jak głęboko i jak niezawodnie stal utwardza się w przekroju.
- azotowalność— w przypadku części azotowanych stal musi zawierać pierwiastki tworzące azotki (Cr, Mo, Al), aby utworzyć twardą osłonę.
- Wytrzymałość— rdzeń musi wytrzymać moment obrotowy i ciśnienie bez pękania.
- Odporność na zużycie— zwykle uzyskiwane poprzez obróbkę powierzchniową, a nie samą stal bazową.
- Odporność na korozję— w przypadku, gdy polimer jest agresywny, znaczenie ma stal bazowa (lub stal nierdzewna).
- Stabilność wymiarowa— stal musi zachować swoją geometrię poprzez obróbkę cieplną, aby zachować luz lufy śruby.
0338CrMoAlA (1.8509) — stal do azotowania
38CrMoAlA
HAŁAS:1.8509 / 41CrAlMo7 · GB:38CrMoAlA · AISI:Nitraloj 135M (w przybliżeniu)
Klasyczna stal do azotowania na lufy śrubowe. Wysoka zawartość aluminium pozwala na utworzenie bardzo twardej, odpornej na zużycie azotowanej obudowy, która jest dokładnie tym, czego potrzebuje powierzchnia śruby lub cylindra. Po azotowaniu twardość powierzchni może osiągnąć około 850–1100 HV, w zależności od procesu i głębokości.
38CrMoAlA stosuje się specjalnie ze względu na jego właściwości azotujące – osłona tworzy się szybko i osiąga wysoką twardość. Literatura referencyjna wymienia części odporne na zużycie w wytłaczarkach gumowych i plastikowych wśród ich głównych zastosowań, czyli właśnie w przypadku użycia beczki śrubowej. Wadą jest to, że azotowana obudowa jest stosunkowo krucha, dlatego nie jest to gatunek przeznaczony do części narażonych na duże uderzenia. Na azotowanej lufie EJS przebiega warstwa azotowania0,4–0,7 mmgłęboko.
0442CrMo / 4140 — wół roboczy do hartowania na wskroś
42CrMo (42CrMo4)
DIN/EN:42CrMo4 / 1,7225 · AISI:4140 · JIS:SCM440
Niskostopowa stal chromowo-molibdenowa, ceniona za wysoką wytrzymałość zmęczeniową, dobrą hartowność i udarność. Jest to jedna z najczęściej stosowanych stali konstrukcyjnych na świecie, co ułatwia jej pozyskiwanie i dopasowywanie na różnych rynkach.
42CrMo (odpowiednik AISI 4140 i EN 1.7225) to materiał polecany do w pełni hartowanych śrub i cylindrów, a także do części, gdzie wytrzymałość rdzenia jest równie ważna jak twardość powierzchni. W stanie hartowanym i odpuszczanym zapewnia doskonałą równowagę wytrzymałości i wytrzymałości. Jest funkcjonalnie wymienny z 4140, o ile przestrzegane są określone warunki obróbki cieplnej – przydatne podczas dopasowywania istniejącej części z rysunku europejskiego lub amerykańskiego.
0531CrMoV9 i 34CrAlNi7
31CrMoV9 (1.8519)
DIN/EN:31CrMoV9 / 1.8519
Stal do azotowania chromowo-molibdenowo-wanadowego. Wanad udoskonala strukturę i wspiera twardą, wytrzymałą azotowaną obudowę, co czyni go dobrym wyborem do mocno obciążonych azotowanych śrub i luf, które wymagają większej wytrzymałości rdzenia niż 38CrMoAlA.
34CrAlNi7 (1.8550)
DIN/EN:34CrAlNi7 / 1.8550
Stal do azotowania zawierająca aluminium, taka jak 38CrMoAlA, ale z dodatkiem niklu dla dodatkowej wytrzymałości rdzenia. Stosowany, gdy twarda azotowana obudowa musi być osadzona na twardszym rdzeniu.
06Stale nierdzewne i narzędziowe
Oprócz standardowych stali stopowych niektóre prace wymagają czegoś bardziej specjalistycznego:
- SS304/SS316— gatunki nierdzewne do polimerów korozyjnych (PVC, fluoropolimerów), gdzie głównym zagrożeniem jest rdza i agresja chemiczna.
- SKD11 (D2) / SKD61 (H13)— stale narzędziowe odporne na wysokie zużycie i wysoką temperaturę, często stosowane na elementy śrubowe i wymagające kształtowniki.
- W6Mo5Cr4V2 (stal szybkotnąca M2)— do elementów śrubowych wymagających ekstremalnej odporności na zużycie.
- 40Kr— powszechnie podstawa do beczek bimetalicznych. Po latach produkcji EJS stwierdza, że 40Cr sprawdza się tutaj najlepiej, ponieważ po zużyciu warstwy stopu bimetalicznego lufa jest wymieniana niezależnie od stali bazowej – zatem stal bazowa nie jest czynnikiem ograniczającym żywotność.
07Porównanie gatunków stali z lufą śrubową
| Klasa (GB) | DIN/EN | AISI/JIS | Typ | Typowe zastosowanie |
|---|---|---|---|---|
| 38CrMoAlA | 1.8509 | ~Nitraloj 135M | Azotowanie stali | Azotowane śruby i beczki |
| 34CrAlNi7 | 1.8550 | — | Azotowanie (Ni) | Azotowany, twardszy rdzeń |
| 31CrMoV9 | 1.8519 | — | Azotowanie (V) | Mocno obciążone części azotowane |
| 42CrMo | 1.7225 / 42CrMo4 | 4140 / SCM440 | Cr-Mo | Całkowicie hartowane, o dużej wytrzymałości |
| 40Kr | 1.7035 / 41Cr4 | 5140 | Kr | Bimetaliczna podstawa lufy |
| SKD61 | 1.2344 | H13 | Narzędzie do pracy na gorąco | Wysoka temperatura / pierwiastki |
| SKD11 | 1.2379 | D2 | Narzędzie do pracy na zimno | Wysokie zużycie/elementy |
| SS304/316 | 1.4301 / 1.4401 | 304 / 316 | Nierdzewny | Materiały korozyjne |
08Jak wybrać odpowiednią stal
Łańcuch decyzyjny jest prostszy niż wygląda na liście ocen:
- Zacznij od swojego materiału— czyste, wypełnione, ścierne lub żrące? To ustawia obróbkę powierzchni.
- Wybierz leczenie— azotowane, całkowicie hartowane, bimetaliczne lub chromowane.
- Obróbka wskazuje na stal bazową— azotowanie → stal do azotowania (38CrMoAlA, 31CrMoV9, 34CrAlNi7); całościowo hartowany → 42CrMo; bimetaliczny → podstawa 40Cr; żrący → nierdzewny.
- Dopasuj dowolny istniejący rysunek— użyj tabeli odpowiedników, aby specyfikacja europejska 1.8509 lub amerykańska 4140 odpowiadała właściwej klasie.
W praktyce to Ty informujesz EJS o używanym materiale i maszynie, a nasi inżynierowie określają stal i obróbkę. EJS dostarcza raport z inspekcji i certyfikat materiałowy do każdej dostarczonej beczki śruby, więc klasa na zamówieniu jest klasą, którą otrzymujesz.
09Często zadawane pytania
Jaka jest najpopularniejsza stal na lufy śrubowe?
W przypadku azotowanych cylindrów śrubowych klasycznym wyborem jest 38CrMoAlA (DIN 1.8509), ponieważ zawartość aluminium tworzy twardą azotowaną obudowę. W przypadku części całkowicie hartowanych najlepszym rozwiązaniem jest 42CrMo (AISI 4140 / EN 1.7225). Właściwy zależy od obróbki powierzchni.
Czy 42CrMo to to samo co stal 4140?
Są one funkcjonalnie równoważne. 42CrMo (42CrMo4, EN 1.7225) to oznaczenie europejskie/chińskie, a AISI 4140 to oznaczenie amerykańskie; mają bardzo podobny skład chemiczny chromu i molibdenu i są wymienne w większości zastosowań, jeśli przestrzegana jest określona obróbka cieplna.
Dlaczego 38CrMoAlA stosuje się w azotowanych lufach?
Wysoka zawartość aluminium pozwala na tworzenie azotków aluminium podczas azotowania, tworząc bardzo twardą, odporną na zużycie powłokę powierzchniową. Twardość ta jest idealna dla powierzchni roboczej śruby lub beczki. Koperta jest stosunkowo krucha, dlatego nie używa się jej tam, gdzie spodziewane są silne uderzenia.
Jaka stal jest najlepsza na lufę bimetaliczną?
Stal podstawowa ma mniejsze znaczenie w przypadku lufy bimetalicznej, ponieważ warstwa stopu wykonuje pracę. Firma EJS powszechnie używa stali 40Cr jako podstawy i stwierdziła, że sprawdza się ona najlepiej — w przypadku zużycia warstwy bimetalicznej lufę wymienia się niezależnie od stali bazowej.
Jakiej stali powinienem używać do korozyjnych tworzyw sztucznych, takich jak PCV?
W przypadku materiałów korozyjnych właściwym rozwiązaniem jest podstawa ze stali nierdzewnej (SS304 lub SS316) i/lub odporny na korozję stop bimetaliczny, a nie zwykła stal stopowa. Poinformuj dostawcę o dokładnym polimerze, aby mógł dopasować gatunek i obróbkę.
Skąd mam wiedzieć, że otrzymam zamówioną stal?
Poproś o certyfikat materiałowy (MTC) ze składem chemicznym. EJS dostarcza raport z inspekcji i certyfikat materiałowy do każdej dostarczonej lufy śruby, więc klasa jest raczej weryfikowana niż zakładana.
Nie wiesz, jakiego stopnia potrzebuje Twoja praca?
Opowiedz nam o przetwarzanym materiale i swojej maszynie lub prześlij rysunek ze specyfikacją stali z dowolnego standardu. Inżynierowie EJS potwierdzą właściwy gatunek i obróbkę oraz wycenę, zwykle w ciągu jednego dnia roboczego.
Uzyskaj wycenę- Specjalna stal Otai —Specjalna stal stopowa 38CrMoAl: właściwości i zastosowania (w tym części eksploatacyjne wytłaczarek z gumy i tworzyw sztucznych)
- Piasta ze stali —Stal do azotowania 38CrMoAl: twardość powierzchni po azotowaniu (850–1100 HV) i obróbce cieplnej
- Industeel (ArcelorMittal) —Arkusz danych AISI 4140 / W1.7225 / EN 42CrMo4: skład i właściwości mechaniczne
- Specjalna stal Otai —Stal 4140 odpowiednik DIN (42CrMo4 / 1.7225): odniesienie do norm
- Zrób to z —Porównanie właściwości EN 1.7225 (42CrMo4) vs SAE-AISI 4140
