Presque tousarbre moteurla question se termine ici : quel acier ? La réponse honnête est qu’il n’y a pas de meilleure note, seulement une meilleure correspondance. Un arbre de pompe qui vit dans l’air humide et un arbre de traction qui inverse le couple mille fois par heure tombent en panne de manières complètement différentes. Ce guide compare les qualités que Guanshuo utilise réellement et vous indique comment en choisir une.
Les acheteurs ouvrent souvent avec un nom de qualité. Une meilleure ouverture est l’échec que vous essayez d’éviter. Les arbres échouent de quatre manières, et chacune pointe vers une famille d’acier différente.
Ce dernier point mérite d’être retenu. La mise à niveau de l'acier n'empêche pas la flexion d'un arbre. Tous les aciers ont pratiquement la même rigidité. Si la déflexion est votre problème, changez le diamètre, pas l'alliage.
1045 est l'endroit où commencent la plupart des puits et où la plupart d'entre eux devraient rester. Il a suffisamment de résistance pour un usage général, il s'usine de manière prévisible et il faut un durcissement par induction sur les tourillons lorsqu'un peu de résistance à l'usure est nécessaire. C’est également l’option la moins chère de cette page, de loin.
4140 est la note à atteindre lorsque 1045 ne suffit pas. Le chrome et le molybdène lui permettent de durcir jusqu'à atteindre une résistance élevée tout en conservant la ténacité du noyau. Cette combinaison est ce qui résiste aux fissures de fatigue sous des inversions de charge répétées, ce qui est exactement le devoir d'un arbre EV ou servo.
4340 ajoute du nickel et va encore plus loin. Il est plus solide et durcit plus profondément, ce qui est important sur les arbres de grand diamètre où le 4140 resterait mou au milieu. Il coûte plus cher et est donc réservé aux travaux les plus lourds.
Pour une image complète du comportement de ces qualités dans un moteur de traction, voir leGuide d'arbre de rotor EV.
Ce grade résout un conflit spécifique. Une cannelure a besoin d'une surface dure pour que les dents ne s'usent pas, mais un noyau dur serait cassant et se briserait sous le choc. La carburation 20CrMnTi construit un boîtier dur riche en carbone sur un noyau souple et résistant. Vous bénéficiez d’une résistance à l’usure à l’extérieur et d’une absorption des chocs en dessous.
C'est le choix standard pour les dents d'engrenage et les cannelures fortement chargées. Le compromis est le temps de traitement, car la carburation est plus lente et plus complexe qu'une simple trempe et revenu.
L’acier inoxydable n’est pas une amélioration de la résistance. C’est une réponse à la corrosion, et il faut généralement de la force pour y parvenir. Choisissez une qualité inoxydable uniquement lorsque l'arbre est exposé à l'eau, à la vapeur, aux produits chimiques ou à un cycle de lavage. Guanshuoarbres lisses en acier inoxydablese déroule en trois niveaux.
Bonne résistance à la corrosion, propre et facile à maintenir hygiénique. Il ne peut pas être durci par traitement thermique, il reste donc relativement mou. Très bien lorsque les charges sont modestes et que la propreté est importante.
L'ajout de molybdène améliore nettement la résistance aux chlorures et aux piqûres. C'est la qualité idéale pour le sel, l'eau de mer, les produits chimiques plus agressifs et les équipements médicaux où les cycles de stérilisation sont courants.
420 est la note de compromis. Étant martensitique, il répond au traitement thermique et atteint HRC 48 à 55, ce qui donne un tourillon véritablement dur tout en résistant à la corrosion. Sa résistance à la corrosion se situe en dessous de 304 et bien en dessous de 316L, mais pour une application humide qui nécessite également une surface dure et résistante à l'usure, c'est souvent la seule réponse sensée.
Exécutez ces cinq questions par le haut. Le premier qui répond oui décide généralement de la note.
Les dessins d'arbres indiquent la dureté selon deux échelles, et leur mélange entraîne une réelle confusion dans les devis. Brinell, écrit HB, est utilisé pour des conditions plus douces et trempées. Rockwell C, écrit HRC, est utilisé pour les surfaces durcies. En gros, l'échelle HB s'épuise là où l'échelle HRC devient utile.
| Condition | Dureté typique | Ce qu'il offre |
|---|---|---|
| Trempé 1045 ou 4140 | HB 220 à 260 | Résistance équilibrée, toujours usinable |
| Tourillon trempé par induction | HRC 40 à 50 | Résistance à l'usure en surface uniquement |
| Alliage trempé et revenu | HRC 42 à 48 | Résistance et durée de vie à travers la section |
| Acier inoxydable 420 trempé | HRC 48 à 55 | Journal dur et résistance à la corrosion |
| Surface de qualité broche | HRC 60 à 65 | Résistance à l'usure maximale pour les broches à grande vitesse |
Une règle permet d’économiser beaucoup de déchets. Spécifiez la dureté sur la fonction, pas sur la pièce. Un dessin qui dit "durcir à HRC 55" sans dire où invite un atelier à durcir à fond un arbre qui n'avait besoin que d'un tourillon dur. Les détails sur la manière dont le durcissement et le meulage interagissent sont traités dans leProcédure pas à pas pour l'usinage d'arbres de précision.
Le même acier porte des noms différents selon l'endroit où le dessin a été écrit. Ce sont les couples qui reviennent le plus dans le travail à l’export.
| Chine GB | États-Unis AISI/SAE | FR / DIN | Japon JIS |
|---|---|---|---|
| 45# | 1045 | C45 / 1.0503 | S45C |
| 40Cr | 5140 | 41Cr4 / 1.7035 | SCr440 |
| 42CrMo | 4140 | 42CrMo4 / 1.7225 | SCM440 |
| 40CrNiMoA | 4340 | 34CrNiMo6 / 1.6582 | SNCM439 |
| 20CrMnTi | 8620 (près) | 20MnCr5 / 1,7147 | SCM420 (près) |
| 0Cr18Ni9 | 304 | 1.4301 | SUS304 |
| 00Cr17Ni14Mo2 | 316L | 1.4404 | SUS316L |
| 4Cr13 | 420 | 1.4034 | SUS420J2 |
Guanshuo utilise de l'acier au carbone 45#, des alliages 40Cr et 4140, de l'acier de cémentation 20CrMnTi et des aciers inoxydables 304, 316L, 316 et 420 comme qualités standard. Chaque barre est vérifiée par rapport à son certificat d'usine à son arrivée, avant une seule coupe, car une erreur de nuance n'est découverte qu'au stade de la trempe, lorsque les heures d'usinage sont déjà écoulées.
Le traitement thermique est effectué en interne, de sorte que l'itinéraire peut être adapté à la qualité plutôt qu'à ce que propose un sous-traitant. Les arbres finis sont équilibrés selon la norme ISO G2.5 ou mieux lorsque l'application l'exige, et entre G0.1 et G0.4 pour les travaux à grande vitesse.
Arbre lisse en acier inoxydable 
Arbre moteur standard 
Arbre du moteur réducteur 
Arbre cannelé en développante 
Arbre moteur creux 
Arbre lisse rectifié
4140 est-il toujours meilleur que 1045 pour un arbre moteur ?
Le n° 4140 est plus résistant et a une meilleure résistance à la fatigue, mais il coûte plus cher et est plus difficile à usiner. Si l'arbre fonctionne à une charge constante dans un endroit sec, le 1045 fait le travail à moindre coût. Le 4140 gagne son prix lorsque le couple s'inverse souvent, que la vitesse est élevée ou que la durée de vie en fatigue est spécifiée. Faites correspondre la nuance à la fonction plutôt que de choisir par défaut l'acier le plus résistant.
Quel acier inoxydable convient le mieux pour un arbre de moteur ?
Cela dépend de ce dont vous avez besoin en plus de la résistance à la corrosion. Le 304 convient à une utilisation propre, humide et légère. Le 316L est le choix idéal lorsqu'il s'agit de chlorures, de sel ou de stérilisation médicale. Le 420 est martensitique, il durcit donc entre 48 et 55 HRC et donne un tourillon dur, au prix d'une résistance à la corrosion inférieure à celle du 304 ou du 316L.
Un acier plus résistant empêchera-t-il la flexion de mon arbre ?
Non. Tous les aciers ont presque la même rigidité, donc le changement de nuance ne modifie pratiquement pas la déflexion. La flexion est contrôlée par la géométrie. Augmentez le diamètre de l'arbre, raccourcissez la portée non supportée ou déplacez les positions des roulements. Conservez la mise à niveau de l'alliage pour les problèmes de fatigue et d'usure.
A quoi sert le 20CrMnTi sur un arbre ?
Il s'agit d'un acier de cémentation utilisé lorsque des dents d'engrenage ou des cannelures fortement chargées sont découpées dans l'arbre. La carburation crée un boîtier dur et résistant à l'usure sur un noyau robuste, de sorte que les dents résistent à l'usure tandis que le corps absorbe toujours les chocs. Pour un journal ordinaire, le 1045 ou le 4140 trempé par induction est généralement une meilleure valeur.
Guanshuo peut-il me conseiller une note si je ne connais que la candidature ?
Oui. Envoyez le couple, la vitesse, l'environnement et tout problème d'usure ou de corrosion. L'équipe d'ingénierie proposera un itinéraire de grade et de traitement thermique, puis le confirmera sur le dessin avant production. Guanshuo stocke en standard des aciers inoxydables 45#, 40Cr, 4140, 20CrMnTi et 304, 316L et 420.
Envoyez le devoir, pas seulement le dessin. Le couple, la vitesse, l'environnement et la durée de vie attendue suffisent à l'équipe d'ingénierie de Guanshuo pour proposer une qualité, un itinéraire de traitement thermique et un prix.
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