非标机械设计培训之非标设备材料选型培训

《非标设备材料选型培训：高温 / 粉尘 / 潮湿环境下，金属与工程塑料的适配技巧》
为非标设备选材，如同为士兵挑选铠甲，环境就是战场。
在高温、粉尘、潮湿等严苛工况下，材料选错会导致设备寿命锐减、故障频发。
本文将分享金属与工程塑料在这些环境下的适配技巧。


1、高温环境>80℃

金属材料：

普通碳钢Q235：长期在150℃以上，强度会明显下降，且氧化生锈加速。
仅适用于短期或低温场合。


不锈钢如304，316：耐氧化性能优异，可在（此处数字已屏蔽）℃下保持良好强度，是高温环境下结构件的首选。
但成本较高。


铝合金：强度随温度升高下降较快，1般建议使用温度不超过200℃，多用于散热或轻载部件。


工程塑料：

P0M聚甲醛、Nylon尼龙：常规型号在80100℃以上会软化变形，慎用。


PEEK聚醚醚酮：王牌耐高温材料，长期使用温度可达250℃，强度高，但价格极其昂贵。


PTFE聚4氟乙烯：耐温范围200℃至260℃，摩擦系数极低，但机械强度差，易蠕变。


技巧：高温下优先考虑不锈钢。
若需绝缘或耐磨，可考虑PEEK或在金属表面喷涂耐高温陶瓷涂层。


2、粉尘环境

核心矛盾：磨损与堵塞。


金属材料：表面硬度是关键。
可选用高碳钢并进行淬火处理，或使用耐磨不锈钢。
对于输送磨料性粉尘的部件，可堆焊耐磨合金。


工程塑料：

UPE超高分子量聚乙烯：被誉为“耐磨之王”，其耐磨性是碳钢的7倍，且自润滑、不粘附，非常适合做料仓、滑道内衬。


Nylon尼龙：耐磨性好，且有1定韧性，可用于制造齿轮、轴承等运动部件。


技巧：利用UPE的低摩擦和不粘附特性，将其作为与粉尘接触的内衬材料，能有效防止积料和堵塞。


3、潮湿/腐蚀环境

金属材料：不锈钢是绝对主力。
304不锈钢可应对1般潮湿和弱腐蚀环境；对于沿海或化工环境含氯离子，需选用耐腐蚀性更强的316不锈钢。


工程塑料：

PP聚丙烯、PVC聚氯乙烯：耐酸碱腐蚀性极佳，成本低，常用于制作水槽、通风管道等。


P0M聚甲醛：耐潮湿，尺寸稳定，适合制作在潮湿环境中需要精密传动的0件。


技巧：避免不同金属直接接触，以防电化学腐蚀。
例如，不锈钢螺丝不要直接紧固在铝合金型材上，中间应加塑料或橡胶垫片隔离。


总结：材料选型无定式，需综合考量温度、磨损、腐蚀、负载、成本等多种因素。
掌握各类材料的特性边界，才能为您的非标设备在特定“战场”上披上最合适的“铠甲”。