日本CAC702 材質(zhì)制造的蝸輪。
CAC702 是日本 JIS 標(biāo)準(zhǔn)中的一種鋁青銅鑄造材料牌號，它非常適合制造重型、高速、高負(fù)載的蝸輪傳動(dòng)裝置，尤其是與經(jīng)過淬硬處理的鋼制蝸桿配對時(shí)。
1. CAC702 材質(zhì)詳解
標(biāo)準(zhǔn)歸屬： JIS H5120 (銅及銅合金鑄件)
合金類型： 鋁青銅
化學(xué)成分 (典型值)：
銅 (Cu)： 余量
鋁 (Al)： 8.0 ~ 10.0%
鐵 (Fe)： 2.0 ~ 4.0%
錳 (Mn)： ≤ 1.5% (有時(shí)會額外添加以提升性能)
其他元素： 鎳 (Ni)、鋅 (Zn)、鉛 (Pb)、錫 (Sn) 等雜質(zhì)含量有嚴(yán)格限制。
2. 為什么CAC702適合做蝸輪？
蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有滑動(dòng)摩擦大、接觸應(yīng)力高、易產(chǎn)生熱量和磨損的特點(diǎn)。因此，蝸輪材料需要具備一系列特殊性能，而CAC702恰好能滿足這些要求：
優(yōu)異的耐磨性： 這是最重要的特性。CAC702中的硬質(zhì)鐵相(富鐵相)均勻分布在銅基體中，形成了堅(jiān)硬的自潤滑骨架，能有效抵抗蝸桿齒面的刮擦和磨損。
高的抗咬合性： 在邊界潤滑或瞬時(shí)缺油的情況下，與鋼制蝸桿發(fā)生“咬死”的風(fēng)險(xiǎn)很低。這與它的良好潤滑性和低摩擦系數(shù)有關(guān)。
足夠的強(qiáng)度與硬度： 具有良好的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，能夠承受蝸桿傳遞的高負(fù)載和沖擊載荷。
良好的跑合性能： 在傳動(dòng)初期，材料能通過微量的磨損使接觸齒面更好地吻合，降低局部應(yīng)力，延長壽命。
耐腐蝕性： 鋁青銅本身對大氣、海水以及許多化學(xué)物質(zhì)具有良好的耐腐蝕性，適用于惡劣環(huán)境。
3. 性能參數(shù)（參考值）
力學(xué)性能 (砂型鑄造)：
抗拉強(qiáng)度 (σb)： ≥ 590 MPa
屈服強(qiáng)度 (σ0.2)： ≥ 250 MPa
伸長率 (δ)： ≥ 15%
布氏硬度 (HBW)： ~ 130 - 170 (鑄態(tài))，可通過熱處理適當(dāng)調(diào)整。
摩擦學(xué)性能： 與表面硬度HRC 58-62的淬硬鋼蝸桿配對時(shí)，具有極低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的耐磨表現(xiàn)。
4. 與其他常用蝸輪材料的對比
材料牌號 (標(biāo)準(zhǔn)) 材料類型 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用場景
CAC702 (JIS) 鋁青銅 綜合性能最優(yōu)：耐磨、抗咬合、強(qiáng)度高、耐腐蝕 成本較高 重載、高速、連續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵傳動(dòng)
CAC406 (JIS) / ZCuSn12Pb1 錫磷青銅 鑄造性能好，減摩性優(yōu)異，成本較低 強(qiáng)度、硬度、耐溫性不如鋁青銅 中低速、中輕載荷，對減震性要求高的場合
CAC703 (JIS) 高強(qiáng)度鋁青銅 強(qiáng)度、硬度比CAC702更高，更耐磨 韌性稍差，對沖擊載荷更敏感 極端重載、低速，耐磨性要求極高的場合
MC901 (尼龍) 工程塑料 重量輕、自潤滑、噪音極低、成本低 強(qiáng)度、剛度、耐溫性差，熱膨脹系數(shù)大 極輕載荷、低速、無聲傳動(dòng)，如儀器儀表
結(jié)論：CAC702是高性能蝸輪的首選材料之一，在負(fù)載和能力上實(shí)現(xiàn)了很好的平衡。
5. 設(shè)計(jì)與制造要點(diǎn)
配對蝸桿： 蝸桿必須使用高硬度的材料，通常為滲碳鋼（如SCM415） 或中碳合金鋼（如S45C），并經(jīng)過淬火和磨削處理，表面硬度通常要求在HRC 58以上。軟硬配對是保證傳動(dòng)性能和使用壽命的關(guān)鍵。
熱處理： CAC702鑄件通常進(jìn)行去應(yīng)力退火，以消除鑄造內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，有時(shí)也通過熱處理來優(yōu)化硬度和韌性配比。
潤滑： 必須使用極壓型齒輪油（EP齒輪油）。潤滑油不僅能減少摩擦和磨損，還能帶走嚙合產(chǎn)生的大量熱量，防止膠合失效。粘度等級需根據(jù)蝸桿轉(zhuǎn)速和工作溫度選擇。
6. 常見應(yīng)用領(lǐng)域
CAC702蝸輪廣泛應(yīng)用于需要大減速比、高扭矩和可靠性的工業(yè)領(lǐng)域：
重型機(jī)械設(shè)備： 起重機(jī)、挖掘機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、升降機(jī)
冶金和礦山機(jī)械： 軋鋼機(jī)、破碎機(jī)、球磨機(jī)
船舶設(shè)備： 舵機(jī)、錨機(jī)、絞車
化工和能源機(jī)械： 大型閥門驅(qū)動(dòng)、攪拌設(shè)備
高精度傳動(dòng)： 數(shù)控轉(zhuǎn)臺、雷達(dá)天線驅(qū)動(dòng)
總結(jié)
日本CAC702是一種高性能的鋁青銅鑄造材料，因其卓越的耐磨性、抗咬合性和高強(qiáng)度，成為制造重載、高速蝸輪的理想選擇。 在設(shè)計(jì)時(shí)，務(wù)必為其配對高硬度的淬硬鋼蝸桿，并保證充足、合適的潤滑，才能充分發(fā)揮其材料潛力，實(shí)現(xiàn)長久、穩(wěn)定、高效的傳動(dòng)。
如果您有具體的應(yīng)用工況（如傳遞扭矩、轉(zhuǎn)速、工作環(huán)境等），可以進(jìn)一步進(jìn)行更精確的選型和設(shè)計(jì)驗(yàn)證。