بررسی کامل انواع جنس پیچ و مهره
پیچ و مهره جزء ابزارهای پرکاربرد در صنعت ساختمانی، خودروسازی، صنایع نفت و گاز، صنایع الکترونیکی و … هستند. این اجزا به دلیل قابلیت استفاده در محیط های مختلف، تنوع در اندازه و شکل و کاربرد گسترده، از اهمیت بالایی برخوردارند به همین منظور یکی از ویژگی های مهم آن، جنس پیچ و مهره است که هر کدام از متریال های مجود در بازار برای ساخت و تولید پیچ و مهره ویژگی های خاصی به اتصالات می‌دهند.
انواع متریال برای تولید پیچ و مهره
1- فولاد آلیاژی (Alloy Steel)
فولاد آلیاژی یک نوع فولاد است که علاوه بر آهن و کربن، دارای حداقل یک عنصر دیگر نظیر کروم، مولیبدن، وانادیوم، نیکل و … است. این عناصر باعث افزایش خواص فیزیکی و شیمیایی فولاد می‌شوند. در تولید پیچ و مهره، فولاد آلیاژی به دلیل خواص مکانیکی و استحکام بالا، رواج دارد.
بسته به نوع عنصر آلیاژی استفاده شده و درصد آن در فولاد، خواص و کاربردهای متفاوتی برای فولاد آلیاژی بوجود می‌آید. به عنوان مثال، فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن دارای مقاومت در برابر خوردگی، سایش و زنگ زدگی است و برای ساخت قطعاتی که در محیط‌های خورنده یا با شرایط سخت و نیازمند مقاومت فیزیکی بالا هستند، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پیچ و مهره با جنس فولاد آلیاژی به دلیل خواص مکانیکی بالا، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی و سایش، در بسیاری از صنایع استفاده می‌شوند. به عنوان مثال:
1- صنایع خودروسازی: در تولید قطعات خودرویی مانند دیسک ترمز، بازوی تعلیق، پیستون و… استفاده می‌شوند.
2- صنایع هوافضا: در ساخت اجزای پرنده‌های بدون سرنشین و موتور‌های جت، پیچ و مهره با جنس فولاد آلیاژی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
3- صنایع نفت و گاز: در ساخت لوله‌های گاز و قطعاتی که در شرایط حرارتی بالا و فشارهای زیاد کار می‌کنند، استفاده می‌شوند.
4- صنایع ساختمانی: در ساخت پل‌ها، ساختمان‌های بلند، فضاهای باز و… برای اتصال قطعات به یکدیگر از پیچ و مهره با جنس فولاد آلیاژی استفاده می‌شود.
5- صنایع دریایی: در ساخت کشتی‌های باربر و تجهیزات دریایی نظیر لنگر، زنجیر، رابط و… مورد استفاده قرار می‌گیرند.
2- فولاد کربنی (Carbon Steel)
فولاد کربنی یکی از مهمترین نوع فولاد‌ها است که در تولید پیچ و مهره به کار می‌رود. این نوع فولاد شامل مقادیر مختلفی از کربن است که باعث می‌شود خصوصیات آن تغییر کند. از جمله خصوصیاتی که فولاد کربنی برای تولید پیچ و مهره باید داشته باشد، می‌توان به سختی، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت جوشکاری اشاره کرد.
برای تولید پیچ و مهره از فولاد کربنی با درصد کربن حدود ۰.۴ تا ۰.۵ درصد استفاده می‌شود. این درصد کربن به دلیل این است که با توجه به خصوصیات آن، فولاد به راحتی خم شده و در عین حال مقاومت مناسبی نیز دارد. همچنین این نوع فولاد، به دلیل قیمت مناسب و دسترسی آسان، انتخاب اصلی برای تولید پیچ و مهره است.
3- فولاد ضد زنگ (Stainless Steel)
فولاد ضد زنگ با ترکیبات شیمیایی حاوی حداقل ۱۰٪ کروم و علاوه بر آن می‌تواند شامل عناصر دیگری همچون نیکل، مولیبدن، تیتانیوم و آلومینیوم باشد. این نوع فولاد به دلیل مقاومت بالاتر در برابر خوردگی و زنگ زدگی نسبت به فولادهای دیگر برای تولید قطعات صنعتی از جمله پیچ و مهره استفاده می‌شود. علاوه بر این، فولاد ضد زنگ دارای ظاهری زیبا و براق است که در محصولاتی مانند لوازم آشپزخانه و جواهرات نیز استفاده می‌شود.
4- آلومینیوم (Aluminum)
آلومینیوم یکی از فلزات سبک و مقاوم است که به عنوان ماده‌ای مناسب برای تولید پیچ و مهره مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی خوبی که دارد، آلومینیوم به عنوان جایگزینی مناسب برای فلزات سنگین مانند فولاد در صنعت ساختمانی، خودروسازی و هوافضا به کار می‌رود.
پیچ و مهره‌های تولید شده از آلومینیوم، به دلیل وزن سبک و مقاومت خوبی که دارند، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، آلومینیوم دارای خواص نوری خوبی است که باعث می‌شود برای محصولاتی که باید لامپ‌دار باشند، مانند چراغ‌های خودرو، مناسب باشد.
5- برنج (Brass)
برای تولید پیچ و مهره از فلز برنج، مواد اولیه نیاز است که عمدتا شامل مس و روی باشد. برای تهیه فلز برنج، ابتدا مس و روی در نسبت مناسب با یکدیگر آمیخته می‌شوند. سپس این آلیاژ در دمای بالا (حدود 950-900 درجه سانتیگراد) ذوب شده و به شکل مورد نظر قالب بندی می‌شود. در نهایت، پیچ‌ها و مهره‌های تولید شده از جنس آلیاژ برنج در صنایع مختلف مانند خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و … کاربرد دارند.
6- تیتانیوم (Titanium)
تیتانیوم یکی از فلزات سبک و مقاوم است که به دلیل خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار خوبش، در صنعت هوافضا، پزشکی، صنایع دریایی و خودروسازی به کار می‌رود. با این حال، تولید پیچ و مهره از تیتانیوم با چالش‌هایی روبروست
ویژگی‌های فلز تیتانیوم عبارتند از:
- وزن سبک: فلز تیتانیوم دارای وزن سبکی است که تنها به اندازه 45% از وزن استیل معمولی است.
- مقاومت بالا در برابر خوردگی: تیتانیوم به دلیل پاسخگویی خوبی در برابر خوردگی، در صنایعی که با مواد شیمیایی سخت، حرارت، رطوبت و … سروکار دارند، استفاده می‌شود.
- مقاومت بالا در برابر دما: فلز تیتانیوم در دماهای بالا قابلیت تحمل بیشتری نسبت به فلزات دیگر دارد.
- زیبایی و جذابیت ظاهری: فلز تیتانیوم ظاهری جذاب و زیبا دارد که برای استفاده در صنایع مختلف مانند زیورآلات، لوازم فضایی و … مناسب است.
- قابلیت شکل‌پذیری: تیتانیوم به دلیل قابلیت شکل پذیری، در تولید قطعات پیچیده مختلف به کار می‌رود.
لازم به ذکر است که تولید پیچ و مهره از تیتانیوم به دلیل قیمت بالای این فلز و چالش‌های تولیدی که با آن همراه است، نسبت به تولید پیچ و مهره از فلزات دیگر مانند استیل، برنج و … کمتر رایج است.
مقایسه انواع جنس پیچ و مهره در جدول
نوع فلز | ویژگی های ساخت | مقاومت | کاربرد | دمای محیط کار |
فولاد آلیاژی | قابلیت ماشینکاری بالا، مقاوم در برابر خوردگی و سایش | بالا | استفاده در صنایع خودروسازی، صنعت هوافضا و صنعت ساختمانی | -40 تا 400 درجه سانتیگراد |
فولاد کربنی | ارزان و قابلیت تشکیل دهی خوب | متوسط | استفاده در صنعت ساختمانی و مصارف عمومی | -40 تا 400 درجه سانتیگراد |
فولاد ضد زنگ | مقاوم در برابر خوردگی و رطوبت، ظاهر زیبا | بالا | استفاده در صنایع خودروسازی، صنعت هوافضا، پزشکی و غذایی | -40 تا 400 درجه سانتیگراد |
آلومینیوم | سبک و قابلیت پردازش بالا | متوسط | استفاده در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و پوشاک | -40 تا 200 درجه سانتیگراد |
برنج | مقاوم در برابر خوردگی، زیبا و قابلیت پردازش بالا | پایین | استفاده در صنایع الکترونیک، ساختمانی، خودروسازی و نجاری | -50 تا 200 درجه سانتیگراد |
تیتانیوم | سبک و مقاوم در برابر خوردگی، قابلیت تحمل دما بالا | بالا | استفاده در صنایع فضایی، هوافضا، خودروسازی، ابزار دقیق و پزشکی | -250 تا 500 درجه سانتیگراد |
مطالعه بیشتر: تاثیر شرایط محیطی بر انتخاب پیچ و مهره
پرکاربردترین جنس پیچ و مهره
بین جنس های مختلف پیچ و مهره، فولاد آلیاژی Alloy Steel بیشترین کاربرد را دارد. این جنس پیچ و مهره در شرایط سخت و نیاز به مقاومت بالاتر، مانند شرایط حرارتی و فشار بالا، استفاده می شود. همچنین، پیچ و مهره های فولاد ضد زنگ Stainless Steel نیز در برخی موارد به کار می روند، به خصوص در شرایطی که نیاز به مقاومت در برابر زنگ زدگی بسیار اهمیت داشته باشد.
احتمالا در مورد انواع مختلف گرید استیل شنیده باشید در ادامه در اینباره توضضیح می‌دهیم:
برخی از انواع رایج گرید استیل
گرید استیل‌ها بسیار متنوع هستند و به عنوان یک معیار کیفیت در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
۱. گرید استیل ۳۰۴: این نوع استیل دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی و زنگ زدگی است و برای کاربردهایی مانند ساخت قطعات خودرو، لوازم آشپزخانه و تجهیزات پزشکی مناسب است.
۲. گرید استیل ۳۱۶: این نوع استیل دارای مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و زنگ زدگی نسبت به گرید استیل ۳۰۴ است و برای کاربردهایی مانند ساخت قطعات پخش کننده شیمیایی، لوله‌های فرآوری آب و تجهیزات دریایی استفاده می‌شود.
۳. گرید استیل ۴۲۰: این نوع استیل دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی و زنگ زدگی است و برای ساخت ابزارهای برش و قطعات پمپ‌ها و تجهیزات صنایع نفت و گاز مناسب است.
برای تولید پیچ و مهره بیشتر از گرید 304 و 316 استفاده می‌کنند اما این مورد بستگی به نوع محصول، سایز، طول و استاندارد ISO یا DIN آن دارد. در عمل، گرید 304 و 316 در محیط‌های خورنده و اسیدی مناسب هستند. اما گرید 410 کمتر به چشم می‌خورد و از آن به عنوان یک فولاد ضد زنگ با قابلیت بسیار خوب برای سخت‌کاری استفاده می‌شود.
نتیجه
همانطور که تا به اینجا خواندید متوجه اهمیت جنس اتصالات به کار رفته شده اید، بنابراین در هنگام خرید پیچ و مهره باید به این موضوع بسیار دقت کرد. اگر قصد خرید پیچ و مهره دارید اما سردرگم شده اید که چه عوامل دیگر در انتخاب و خرید پیچ و مهره اهمیت دارد پیشنهاد میکنم راهنمای خرید اتصالات را مطالعه کنید.
