Качество металла, который применяется при производстве тензодатчиков
Качество металла, который применяется при производстве тензодатчиков.
Доктор, инженер компании ZEMIC USA Inc.
Доктор Чанг
За прошедшие пару лет я с радостью, а время от времени и грустью, следил за направлениями и способами развития, которые выбирали производители тензодатчиков. Я думаю, что некие из Вас увидели неизменное понижение цен на датчики, с которыми мы привыкли иметь дело каждый денек. Вы наверное осознаете, что за понижением цены датчиков стоят полностью реальные причины, а не чудо. В этой статье, я постараюсь коснуться таковой принципиальной составляющей высококачественного датчика, как качество металла при его производстве.
Металлы, применяемые в производстве КНР
Легированная сталь для датчиков была использована в 1938 году. Первыми тензодатчиками, произведенными в большенном количестве, были датчики колонного типа. Эти датчики были сделаны из легированной марки стали 4340. Лучшая марка стали для тензодатчиков – это 4340. Это практически «король» посреди легированной стали. Современные производители металла для внутреннего рынка прибегают к использованию закаленного сплава, а потом подвергают его обработке.
Марка стали 17-4 PH употребляется для производства нержавеющих тензодатчиков. Это хромоникелевый класс нержавеющей стали, который может быть закален низкотемпературной, обычный термообработкой. Эта марка нержавеющей стали в 6 раз более устойчива к процессу коррозии, чем марка 4340. В отличие от нержавеющей марки стали 18-8, марка 17-4 PH может быть термически обработана до значения твердости 40…45 единиц по шкале Рихтера, что является хорошей твердостью для упругих частей тензодатчиков. Недочетом марки стали 17-4 будет то, что свойства гистерезиса малость выше, чем у марки 4340.
Марка 2024T351 - это наилучший выбор стали для производства дюралевых тензодатчиков. Этот тип стали обладает чертами, близкими к марке 4340. Из 3-х марок, ранее обсуждаемых, марка 2024T351 занимает почтенное третье место в рейтинге материалов для производства тензодатчиков.
Металлы, применяемые в забугорном производстве
Обычно, в забугорном производстве датчиков употребляются 5 главных сплавов металлов.
1. Сплав 40CrNiMoA (украинский аналог сталь 40ХНМ). Это более всераспространенный сплав, который употребляется в забугорном производстве датчиков на сегодня. С применением этого сорта стали можно достигнуть разрешающей возможности датчиков в 5000…10000 делений, согласно классов точности OIML C3 либо NTEP.
В Азии есть только один металлургический завод, который способен создавать этот сорт металла соответственного свойства, применимого для производства упругих частей датчиков. Эта марка легированной стали продается на открытом рынке в Азии по стоимости 2170 USD за тонну. Другие фабрики Азии также предлагают марку 40CrNiMoA, но по стоимости 1610 USD за тонну. Но в этой экономии есть подкол. Чистота этого металла, а соответственно и точное соблюдение хим состава от партии к партии не гарантируется, а соответственно и качество материала неустойчиво. На данный момент мы смотрим тенденцию резкого увеличения цен на эту марку стали на азиатском рынке, из-за возрастающего спроса на сталь для тензодатчиков.
2. Марка стали 40CrNiMo отличается от марки 40CrNiMoA. Пометка "А" охарактеризовывает качество стали и значит высший сорт металла для тензодатчиков. Без пометки «A», 40CrNiMo автоматом относится к "B" либо "C" классу, другими словами более низкого свойства. Материал не отвечает всем требованиям класса «А», а соответственно, является нехорошим выбором для производства тензодатчиков.
Некие китайские производители считают, что тензодатчики, сделанные из стали такового свойства, могут достигнуть класса точности C3. Я не желаю быть тем, кто произнесет вам: «Деда Мороза не существует», но это вправду очень редчайший случай. В общем, сталь 40CrNiMo – это нестабильный материал для датчиков, он не рекомендован, когда Вам требуется высочайшая точность и надежность датчиков.
3. Марка стали 40CrNi (украинский аналог сталь 40ХН) - не так хороша, как CrNiMo, ну и дешевле. По упругим и температурным чертам эта сталь считается неприменимой для производства упругих частей тензодатчиков (совершенно!), но некие китайские производители до сего времени употребляют ее!
4. Марка стали 40Cr (украинский аналог сталь 40ХН). Это более всераспространенный материал, применяемый китайскими производителями на сегодня. Этот класс металла очень дешевенький (610USD за тонну). Этот сорт не может быть подвергнут термической обработке до значения 40…45 по шкале Рихтера из-за собственных механических параметров. Требования к вязко-упругим чертам упругих частей тензодатчиков не могут быть соблюдены, потому что материал очень хрупкий и непластичный, он кристаллизуется неравномерно с разрывами и концентрациями напряжений и из-за этого нереально сделать высококачественные тензодатчики.
С маркой стали 40Cr нереально верно (умеренно) распределить усилие!
5. Марка стали 42CrMo. Этот класс, похоже, заходит в моду на неких китайских производствах, его внедрение становится пользующимся популярностью. Тщательное тестирование этого класса указывает, что он малость лучше, чем марка 40Cr, но он все еще недостаточно неплох для производства тензодатчиков. Основной предпосылкой использования этого сорта является (снова) – малая стоимость. По сопоставлению с маркой 40CrNiMoA, он дешевле на 970 USD за тонну.
Другая причина (которая не дискуссируется вслух) – китайские производители могут хвастаться, что они не употребляют в собственной продукции марку стали 40Cr. Таким макаром, они вводят покупателя в заблуждение о реальном качестве собственного продукта!
Нержавеющая сталь, применяемая в китайском производстве
Есть три марки нержавеющей стали, которые нередко встречаются за границей и могут быть применены для производства датчиков.
1. Марка 17 - 4PH. Эта марка нержавеющей стали была в первый раз применена компанией Armco Stainless Corporation of the United States. Этот класс обладает надлежащими чертами для производства датчиков, он употребляется известными производителями всего мира.
2. Марка 0Cr17N4Cu4Nb – это азиатский аналог материала, равноценного по своим свойствам марке 17- 4PH нержавеющей стали. Этот сорт материала характеризуется хим составом и механическими качествами, очень близкими к марке 17-4PH. Только один сталелитейный завод в Азии обладает достаточным опытом производства этой нержавеющей стали для тензодатчиков, исключением, пожалуй, является только Япония.
3. Марка 2Cr13. Этот тип больше относится к легированной стали, но время от времени именуется нержавеющей сталью в Азии. На самом деле, она должна быть известна как "нержавеющее железо" либо "имитация нержавеющей стали". Этот сорт похож на марку 40Cr с той только различием, что нижний предел прочности и коррозионная стойкость малость лучше, чем у марки 40CrNiMoA. Все же, навряд ли он может сравниться с маркой стали 0Cr17N4Cu4Nb, исходя из убеждений коррозионной стойкости и долговечности.
Бессчетные испытания подтверждают, что практически через некоторое количество дней после погружения в воду, датчики начинают работать неправильно и это только вопрос времени, когда будет нужно гарантийное сервис такового продукта. Свойства марки стали 0Cr17N4Cu4Nb еще лучше, и этот материал не заржавевает. Стоимость на марку 2Cr13 – 2410 USD за тонну, это кое-где 33% от цены на марку стали 0Cr17N4Cu4Nb. Многие китайские производители на данный момент употребляют этот класс, чтоб делать "липовые" нержавеющие датчики.
Алюминий, применяемый в китайском производстве
На сегодня есть два завода в Азии, которые создают алюминий, близкий к марке 2024. Один из их именуется Northwest Aluminum, а другой Southwest Aluminum. Их маркировка этого класса алюминия - Y12. Эта марка Y12 является применимой для производства датчиков. Необходимо подчеркнуть, что подавляющее большая часть китайских производителей употребляют переработанный алюминий, так как он обходится дешевле. С экономической точки зрения это имеет смысл, но, при ближнем рассмотрении мы находим значительные недочеты:
1. Переработанный алюминий содержит огромное количество разных томных металлов (примесей).
2. Он тяжелее, чем марка 2024T351.
3. Переработанный алюминий неоднороден, потому после окончания процесса экструзии материал "волнистый", время от времени это неверно принимают за машинные отметины.
4. Датчики, сделанные из переработанного алюминия, работают ужаснее, чем из марок Y12 либо 2024. Это оказывает влияние на качество продукта и, сначала, на вашу репутацию!
Нерадивые китайские производители скрывают при помощи технических либо пескоструйных средств метки, чтоб скрыть реальное качество датчиков. Чтоб вас не околпачили, и вы смогли впору раскрыть подделку, просто проведите пальцем по изделию, и вы обнаружите «волнистый» нрав (структуру) металла.
Не считая использования высококачественного материала для производства датчиков принципиально направить внимание и на другие процессы, такие как – верная закалка металла, высококачественная механическая обработка (шлифовка), обработка поверхности (гальваническое покрытие), верный выбор кабелей и полимерных компонент, и удачное конструкторское решение. Если все составляющие учтены, то про этот продукт можно смело сказать «готов к использованию».
Доктор, инженер компании ZEMIC USA Inc.
Доктор Чанг.
Если Вы не будете аккуратны при выборе, Вы сможете стать «счастливым обладателем» подделки, таковой как на фото. Стрелки указывают на некие признаки подделки – вмятины, трещинкы, неровная поверхность и ржавчина.
Дополнительная информация от компании ZEMIC USA Inc.
Компания ЗЕМИК в собственном производстве употребляет только наивысшие сорта металла, а конкретно 40CrNiMoA (40XHM), 17-4 PH для нержавеющих тензодатчиков, Y12 (2024) для дюралевых тензодатчиков.
Вот поэтому стоимость тензодатчиков ЗЕМИК малость превосходит цена других производителей датчиков из Азии. Зато качество датчиков в пару раз превосходит азиатских производителей датчиков.
