Bánh xích (nhông) là bộ phận thiết yếu trong các hệ thống truyền động xích trong các loại máy móc công nghiệp nặng. Việc lựa chọn chất liệu thép để chế tạo bánh xích đóng vai trò quyết định đến độ bền, khả năng chống mài mòn và hiệu suất truyền động của cả hệ thống.

I. Các Loại Thép Phổ Biến Dùng Cho Bánh Xích (Nhông)

Phần lớn bánh xích được chế tạo từ các loại thép có khả năng chịu lực, chịu mài mòn cao. Dưới đây là những loại thép thường được sử dụng nhất:

1. Thép Carbon Chất Lượng Cao (Thép Carbon Cơ Khí)

Đây là nhóm vật liệu phổ biến nhất nhờ vào sự cân bằng giữa hiệu suất và chi phí:

  • Thép Carbon #45 (Thép 45#, S45C, C45):
    • Là loại thép thông dụng, có hiệu suất chi phí tương đối cao.
    • Thường được sử dụng cho các điều kiện làm việc tiêu chuẩn, tải trọng vừa phải và tốc độ không quá cao.
    • Sau khi tôi luyện (xử lý nhiệt), thép 45# có độ cứng và độ bền cần thiết để chống mài mòn.
  • Thép Carbon C35, C45:
    • Tương tự như thép #45, được dùng rộng rãi trong chế tạo nhông xích công nghiệp khi cần độ bền và khả năng chống mài mòn cao sau khi tôi cứng răng.

 

2. Thép Hợp Kim

Đối với các ứng dụng yêu cầu tải trọng lớn, tốc độ cao và điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn, thép hợp kim là lựa chọn tối ưu:

  • Thép Mangan (40Mn, 45Mn):
    • Thép có thêm thành phần Mangan (Mn), giúp tăng độ cứng, độ bền và khả năng chống mài mòn so với thép carbon thông thường (#45).
    • Thường được lựa chọn cho bánh xích làm việc dưới điều kiện tải nặng.
  • Thép Thấm Carbon (Ví dụ: 20CrMo):
    • Đây là loại thép được xử lý nhiệt đặc biệt (thấm Carbon), tạo ra lớp bề mặt có độ cứng rất cao (chống mài mòn) nhưng vẫn giữ được phần lõi dẻo dai (chống va đập và phá hủy).
    • Thường dùng cho các chi tiết truyền động quan trọng, yêu cầu cơ tính tổng hợp cao.

3. Thép Không Gỉ (Inox)

Trong môi trường có tính ăn mòn cao (như hóa chất, ẩm ướt, nước muối):

  • Inox 304: Là loại thép không gỉ phổ biến nhất cho bánh xích, đáp ứng tốt nhu cầu về chống ăn mòn trong nhiều môi trường.
  • Inox 316: Có khả năng chống ăn mòn mạnh hơn (đặc biệt đối với chất mặn), thường được dùng ở các khu vực ven biển hoặc môi trường hóa chất khắc nghiệt.

 

II. Tiêu Chí Lựa Chọn Chất Liệu Thép Cho Bánh Xích

Việc lựa chọn vật liệu thép cụ thể cho bánh xích cần dựa trên các yếu tố sau:

Yếu Tố

Yêu Cầu và Lựa Chọn Vật Liệu

Tốc độ & Tải trọng

Tốc độ thấp, tải nhẹ: Có thể dùng thép Carbon thấp hoặc trung bình (ví dụ: Q235, 45# không cần tôi). Tốc độ cao, tải nặng: Bắt buộc dùng Thép Hợp Kim hoặc Thép Carbon chất lượng cao đã qua tôi luyện.

Khả năng Chống Mài Mòn

Yêu cầu cao nhất đối với răng nhông. Thép cần được tôi nhiệt hoặc thấm carbon để làm cứng bề mặt răng.

Môi trường làm việc

Môi trường ăn mòn, ẩm ướt: Thép Không Gỉ (Inox 304, 316). Môi trường thông thường: Thép Carbon hoặc Thép Mangan.

Kích thước bánh xích

Bánh xích nhỏ (tần suất ăn khớp cao) cần vật liệu có độ bền và độ cứng cao hơn.

Chi phí

Thép 45# thường có hiệu suất chi phí tốt nhất cho các ứng dụng tiêu chuẩn.

III. Tầm Quan Trọng Của Xử Lý Nhiệt

Đối với hầu hết các bánh xích thép, xử lý nhiệt (tôi, ram) là bước cực kỳ quan trọng, quyết định đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm:

  • Tôi Cứng Răng: Quá trình làm cứng bề mặt răng nhông xích sau khi gia công, nhằm tăng tối đa khả năng chống mài mòn (đặc tính quan trọng nhất của bánh xích).
  • Mục đích: Đảm bảo bánh xích chịu được lực ma sát lớn khi ăn khớp với xích, kéo dài tuổi thọ và duy trì hiệu suất truyền động ổn định.

Dù là thép Carbon thông thường như 45# (S45C) hay thép hợp kim cao cấp như 40Mn, điểm mấu chốt để bánh xích đạt độ bền tối ưu chính là quy trình xử lý nhiệt chuẩn xác, đặc biệt là việc làm cứng răng để chống lại sự mài mòn.