Quando si progetta un singolo ingranaggio o un sistema di ingranaggi, la scelta del materiale è il fattore principale che determina la geometria dell'ingranaggio, oppure le prestazioni dell'ingranaggio determinano la corretta scelta del materiale per l'ingranaggio. Esistono molti tipi di materie prime comunemente utilizzate nella produzione di ingranaggi e ogni materia prima ha una buona scelta e le sue proprietà meccaniche sono ideali. I principali tipi di materiali sono leghe di rame, leghe di ferro e leghe di alluminio.
Attraverso un'adeguata lega e lavorazione, gli ingranaggi in lega di alluminio possono ottenere vari punti di forza. I materiali in lega di alluminio vengono solitamente utilizzati per produrre ruote per cinghie dentate, cremagliere e altri componenti a bassa sollecitazione. La tecnologia di lavorazione degli ingranaggi in lega di alluminio è la stessa di quella degli ingranaggi in acciaio legato (come fresatura, dentatura a creatore, sagomatura ingranaggi, ecc.).
Si può dire che la lega di alluminio sia uno dei nostri metalli più comuni. Il peso leggero e l'elevata resistenza della lega di alluminio lo rendono la scelta ideale per molte applicazioni. Dopo l'acciaio, le leghe di alluminio sono elogiate per la loro resistenza alla corrosione e leggerezza. Questa caratteristica dell'alluminio lo rende particolarmente adatto a varie applicazioni elettriche ed elettroniche, come hardware ad alta tensione, pezzi di ingranaggi, antenne paraboliche, dischi di computer, ecc.
Quali sono le caratteristiche degli ingranaggi in lega di alluminio
La lega di alluminio è una migliore alternativa alle leghe di ferro ed è adatta per applicazioni con un elevato rapporto resistenza/peso. Il peso della lega di alluminio è un terzo più pesante delle leghe di acciaio della stessa dimensione. Gli ingranaggi in lega di alluminio hanno le caratteristiche di resistenza alla corrosione e leggerezza. La superficie passivata può proteggere gli ingranaggi in lega di alluminio dall'ossidazione e dalla corrosione. Questo è simile alla ruggine sulle leghe di acciaio, coprirà la superficie e la proteggerà da ulteriori danni. La lega di alluminio è più costosa dell'acciaio al carbonio, ma più economica dell'acciaio inossidabile. Tuttavia, sono facili da elaborare, il che compensa l'aumento dei costi dei materiali.
Ingranaggio in alluminio
L'alluminio ha dimostrato di essere altamente versatile nella storia e continua ancora oggi. L'industria aerospaziale continua a beneficiare delle proprietà delle leghe per produrre parti meccaniche sicure, affidabili ed economiche. Il materiale in lega di alluminio inizia a deformarsi a 400 ° F, quindi non può essere utilizzato in ambienti ad alta temperatura. Esistono molti tipi diversi di materiali in lega di alluminio e i materiali in lega di alluminio più comunemente usati per la lavorazione di ingranaggi in lega di alluminio sono 2024, 6061 e 7075.
Tra questi materiali, si può dire che la lega di alluminio 2024 sia un parente stretto del bronzo alluminio, ed è anche una lega di alluminio e rame. Il principale elemento di lega nella lega di alluminio 2024 è il rame. Quando è richiesto un elevato rapporto resistenza-peso, è possibile utilizzare l'alluminio 2024. Tuttavia, in questo caso, il rapporto è invertito. Il rame nel 2024 conferisce a questa lega un'elevata resistenza, ma riduce notevolmente la sua resistenza alla corrosione. L'alluminio 7075 combina zinco e magnesio con alluminio per formare una lega ad alta resistenza che resiste ai carichi di stress. La lega di alluminio 6061 è una lega di alluminio, silicio e magnesio. Si tratta di una lega di alluminio di media resistenza con buona resistenza alla corrosione e saldabilità. I suddetti tre ingranaggi in lega di alluminio possono essere trattati termicamente per aumentarne la durezza. Gli ingranaggi in lega di alluminio includono ingranaggi cilindrici e ingranaggi elicoidali.
Vantaggi e svantaggi degli ingranaggi in lega di alluminio
Il materiale in lega di alluminio negli ingranaggi in lega di alluminio è considerato un materiale sostenibile. Una caratteristica fondamentale è che può essere riciclato pur mantenendo le sue caratteristiche originali. Questo è un vantaggio molto grande, non solo economico, ma anche positivo per l'ambiente. Inoltre, gli ingranaggi in lega di alluminio hanno anche il vantaggio della resistenza alla corrosione. Quando la lega di alluminio è esposta all'aria, sulla sua superficie si formerà un sottile strato di ossido di alluminio. Questo strato protegge la lega di alluminio dalla corrosione quando esposta.
Gli ingranaggi in lega di alluminio hanno una maggiore resistenza alla trazione e un peso più leggero, riducendo così il peso della struttura complessiva, riducendo così i costi del carburante. Quando la lega di alluminio è esposta all'aria, sulla sua superficie si formerà uno strato di ossido positivo, che la rende resistente alla corrosione. Inoltre, gli ingranaggi in lega di alluminio hanno anche il vantaggio di un'elevata resistenza. La forza della lega di alluminio le consente di sostituire i metalli più pesanti senza perdere la forza associata ad altri metalli, beneficiando al contempo del suo peso più leggero.
Ingranaggio in alluminio
Lo svantaggio degli ingranaggi in lega di alluminio è che la resistenza complessiva degli ingranaggi in lega di alluminio è inferiore a quella degli ingranaggi in lega di acciaio: sebbene lodata per la sua plasticità, questa caratteristica speciale dell'alluminio può anche essere uno svantaggio. Rispetto all'acciaio, è più facile da ammaccare e graffiare. L'acciaio è resistente ed è improbabile che si deformi, si deformi o si pieghi sotto qualsiasi peso, forza o calore.
