在非標機械設計中,材料選型直接影響設備的性能、壽命和成本,選對材料能讓設備“物盡其用”,選錯則可能導致設備故障頻發。不同的使用場景對材料要求不同。在高溫環境下,比如烘干設備的加熱部件,普通鋼材容易變形,要選擇耐高溫的不銹鋼(如 310S),它能在 1000℃以上的環境中穩定工作。而在潮濕或有腐蝕性的環境(如化工車間),則要選用耐腐蝕的材料,像 304 不銹鋼、聚四氟乙烯等,避免材料被腐蝕影響設備壽命。
對于承受較大載荷的零件,比如設備的主軸、支架,要注重材料的強度和韌性。45 號鋼是常用的選擇,它經過調質處理后,強度和韌性都能滿足大部分重載需求,而且價格相對親民。如果載荷特別大,可選用合金結構鋼(如 40Cr),但成本會更高,需要在性能和成本間權衡。
還有些零件對耐磨性要求高,比如輸送設備的滾筒、齒輪。可以選擇高錳鋼,它在受到沖擊時會形成堅硬的表層,耐磨性好;也可以對普通鋼材進行表面處理,如淬火、鍍鉻,既能提高耐磨性,又能控制成本。
很多設計者容易陷入 “越貴越好” 的誤區,其實材料選型的關鍵是 “合適”。比如某設備的防護殼,不需要太高的強度,用普通的冷軋鋼板就能滿足需求,沒必要用不銹鋼,這樣能大幅降低成本。總之,材料選型要結合設備的使用場景、性能要求和預算,找到性能與成本的平衡點。
非標機械設計中的材料選型平衡性能與成本