۳ ویژگی مهم در مورد شافت هارد و هارد کروم

آشنایی با شافت هارد و هارد کروم

شافت هارد و هارد کروم دو مدل رایج از شافت (Shaft) است که از آن‌ها در ماشین‌ آلات برای انتقال نیروها و گشتاورها از یک مکان به مکان دیگر استفاده می‌شود. شافت هارد (Hard Shaft) و شافت هارد کروم (Hard Chrome Shaft) به یک نوع شافت خاص اشاره دارد که سطح خارجی با روش‌های خاصی سخت شده‌اند.

شافت هارد به شافت‌هایی اشاره دارد که تحت فرآیندهای خاصی مانند ماشینکاری و حرارت‌ دهی تولید می‌شوند تا ویژگی‌های مکانیکی مانند استحکام و سختی بهبود یابند. این شافت‌ها به دلیل ویژگی‌های مکانیکی قوی‌تر و مقاومت به سایش بالا، برای کاربردهایی که نیاز به استحکام و دوام بیشتر دارند، استفاده می‌شوند. معمولاً در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، صنایع معدنی، ماشین‌ سازی، صنایع نفت و گاز، و صنایع ساختمانی از شافت‌های هارد استفاده می‌شود. این شافت‌ها می‌توانند به عنوان قطعات پیچیده ماشین‌ آلات یا اجزای انتقال نیرو در سیستم‌های مختلف عمل کنند.

در شافت هارد کروم، یک لایه پوشش هارد کروم (یا کروم سخت) پوشانده شده است. پوشش هارد کروم به معنای ایجاد یک لایه نازک از کروم سخت و مقاوم بر روی سطح شافت است. این فرآیند عمدتاً به منظور بهبود ویژگی‌های سطحی شافت و افزایش مقاومت آن در برابر سایش، خوردگی و فشارهای مکانیکی انجام می‌شود. شافت هارد کروم معمولاً در کاربردهایی که نیاز به مقاومت بالا در مقابل سایش و خوردگی دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرد. به عنوان مثال، در ماشین‌ آلات صنعتی، تجهیزات هیدرولیک، اسکروها، محورها، و موارد دیگر که با تنش‌های زیاد و شرایط سخت روبرو می‌شوند، از شافت هارد کروم استفاده می‌شود.

در برخی از کاربردها شافت هارد و هارد کروم، برای میله راهنما استفاده می‌شوند. در نتیجه باید برای جلوگیری از سایش سطح شافت سطح آن‌ها به خوبی پرداخت شده باشد و سختی کافی را داشته باشد تا بلبرینگ‌های خطی و بال بوشینگ‌ها به راحتی بر روی آن‌ها حرکت نمایند. در غیر این صورت راحتی حرکت آن‌ها از بین می‌رود. این موضوع باعث خرابی دستگاه و صرف زمان بسیار زیادی جهت تعویض شافت‌ها خواهد شد.

۳ ویژگی مهم در مورد شافت هارد و هارد کروم

در مورد شافت‌های هارد کروم و شافت‌های هارد (سخت کاری شده)، چند نکته مهم وجود دارد که باید در نظر گرفته شوند:

۱) مقاومت به سایش و فرسایش (Wear and Abrasion Resistance): کروم‌ پوشانی در شافت‌های هارد کروم، باعث افزایش مقاومت شافت در برابر سایش و فرسایش می‌شود، که به خصوص در کاربردهایی که قطعات در تماس مستقیم با سطوح دیگر قرار دارند (مانند محورها)، اهمیت دارد. شافت‌های هارد به دلیل ویژگی‌های مکانیکی قوی‌تر و سختی بالا، مقاومت به سایش و فرسایش بسیار بالایی دارند. این ویژگی مخصوصاً در کاربردهایی که نیاز به تحمل فشارها و تنش‌های مکانیکی زیادی دارند، مهم است.

۲) استحکام و مقاومت مکانیکی (Strength and Durability): شافت‌های هارد کروم دارای استحکام و مقاومت مکانیکی بالا هستند که آنها را برای تحمل نیروها و لنگرهای بزرگ مناسب می‌کند. شافت‌های هارد به دلیل پروسه‌های حرارتی و پوشش‌های سطحی، استحکام و دوام بالایی دارند. این ویژگی آنها را برای کاربردهایی که نیاز به تحمل نیروها و لنگرهای بزرگ و پیچیده دارند، مناسب می‌سازد.

۳) کاهش تنش‌های داخلی (Reduction of Internal Stresses): انتخاب مواد مناسب و پوشش‌های سطحی می‌تواند به کاهش تنش‌های داخلی پسماند و ترک‌ها در شافت‌های هارد و هارد کروم کمک کند و دوام آنها را افزایش دهد.

در کل، تولید و استفاده از شافت‌های هارد و هارد کروم نیازمند دقت و توجه به جزئیات فرآیندهای تولید و کاربرد آنهاست تا به بهبود ویژگی‌های مکانیکی و دوام این قطعات کمک شود. انتخاب بین شافت هارد کروم و شافت هارد بسته به نیازها و شرایط خاص کاربرد و اهداف موردنظر صورت می‌گیرد.

فرآیند تولید شافت هارد و هارد کروم

تولید شافت‌های هارد (سخت) معمولاً به منظور بهبود ویژگی‌های مکانیکی و سطحی آنها انجام می‌شود. دو نوع معمول تولید شافت هارد شامل شافت هارد کروم و شافت هارد (Induction Hardened Shaft) هستند. این دو روش به ترتیب در زیر توضیح داده شده‌اند:

تولید شافت هارد کروم

در این روش، از یک ماده پایه با محتوای کروم بالا (معمولاً فولاد کروم‌ مولیبدن) برای تولید شافت استفاده می‌شود. فرآیند تولید شامل مراحل زیر است:

۱) تولید شافت پیش‌ ساخته: در این مرحله، شافت ابتدا به شکل کلی با ابعاد نسبتاً نزدیک به نهایی تولید می‌شود. این مرحله شامل ماشینکاری، تراشکاری و فرآیندهای دیگر است.

۲) حرارت‌ دهی و عملیات حرارتی: شافت در این مرحله به دماهای بالا گرم می‌شود تا ساختار داخلی آن تغییر کند و بخش‌هایی از آن می‌توانند مواد ریزساختاری بهتری بپذیرند. سپس شافت به طور کنترل‌شده خنک می‌شود.

۳) کروم‌ پوشانی: در این مرحله، شافت با استفاده از روش‌های مختلفی نظیر کروم‌ پلیت کردن یا کروم‌ سختی کردن پوشانیده می‌شود. این فرآیند باعث افزایش سختی و مقاومت به سایش شافت می‌شود.

۴) ماشینکاری و پرداخت: شافت پس از کروم‌ پوشانی ممکن است نیاز به تراش و فرآیندهای پرداخت داشته باشد تا ابعاد نهایی و سطح نهایی به دست آید.

تولید شافت هارد (Induction Hardened Shaft)

در این روش، فرآیند تراشکاری به همراه حرارت‌ دهی محلی برای تولید شافت هارد استفاده می‌شود. مراحل اصلی عبارتند از:

۱) تولید شافت پیش‌ ساخته: همانند روش قبلی، شافت ابتدا به شکل کلی با ابعاد نزدیک به نهایی تولید می‌شود.

۲) حرارت‌ دهی محلی با استفاده از القاء (Induction Heating): در این مرحله، قسمت‌های معینی از شافت مورد حرارت‌ دهی قرار می‌گیرند تا دماهای بالا بگیرند. سپس شافت به طور ناگهانی خنک می‌شود. این فرآیند باعث تغییر ساختار ماده و افزایش سختی در ناحیه‌های مورد نظر می‌شود.

۳) ماشینکاری و پرداخت: پس از حرارت‌ دهی محلی، شافت ممکن است نیاز به تراش و فرآیندهای پرداخت داشته باشد تا ابعاد نهایی و سطح نهایی به دست آید.