Dans le processus de conception et de fabricationdes machines de transformation des jus de fruitset de leurs pièces, il est très important de sélectionner et d’utiliser judicieusement les matériaux métalliques. Il faut tenir compte de l’aptitude des matériaux à s’adapter aux conditions de travail des pièces afin de garantir leur durabilité. Les matériaux doivent présenter de meilleures performances de transformation et un bon rapport économique, afin d’améliorer la productivité des pièces, de réduire les coûts et de diminuer la consommation. Lors du choix des matériaux, il convient de prêter attention aux propriétés chimiques et physiques, aux propriétés mécaniques et aux propriétés de procédé, telles que la densité, le module d’élasticité, la résistance, la ténacité, la résistance à la corrosion, la résistance à l’usure, la résistance aux hautes et basses températures, les performances de soudage, la trempabilité, la déformation au traitement thermique, la ductilité, l’aptitude à l’usinage, l’économie, etc. Le choix des matériaux doit être basé sur les lots de production.

Propriétés mécaniques des matériaux des pièces de machines de transformation des jus

Lors de la conception des pièces et du choix des matériaux, il convient de déterminer les principales propriétés mécaniques des matériaux sélectionnés en fonction des conditions de travail et des formes d’endommagement des pièces, ce qui est la condition préalable pour garantir la durabilité des pièces. Les conditions réelles de contrainte des pièces sont complexes, et il faut donc tenir compte des surcharges de courte durée, d’une mauvaise lubrification et des défauts internes des matériaux. Par conséquent, l’indice de performance mécanique constitue souvent la base principale du choix des matériaux.

En ingénierie, les propriétés mécaniques des matériaux sont généralement mesurées par des essais sur des échantillons. Bien que ces essais permettent d’indiquer les propriétés des matériaux, leurs conditions d’essai diffèrent des conditions réelles de fonctionnement des pièces mécaniques. Par conséquent, à proprement parler, les données sur les propriétés mécaniques des matériaux ne peuvent toujours pas refléter avec précision la capacité de charge réelle des pièces mécaniques. À l’heure actuelle, il existe encore certaines difficultés à utiliser cette méthode pour le contrôle de production. La méthode la plus courante pour tester les performances en production est l’essai de dureté. L’essai de dureté ne doit pas endommager les pièces, et la dureté est liée à d’autres propriétés mécaniques. C’est pourquoi la dureté est le principal élément du dessin du processus de traitement thermique des pièces.

La plupart des machines et équipements utilisés dans l’industrie moderne sont assemblés à partir de pièces métalliques ; le traitement des pièces métalliques est donc une étape importante de la fabrication des machines. Il existe généralement quatre méthodes de base pour le traitement des pièces métalliques : la fonderie, le formage sous pression, le soudage et l’usinage.
Les propriétés technologiques des matériaux influencent directement le traitement et la production des pièces. Voici quelques caractéristiques techniques importantes.

Propriétés de fonderie : fluidité, retrait, ségrégation, absorption d’impuretés, etc.

Propriétés de forgeage : ductilité, résistance à l’oxydation, matriçage à froid, exigences de refroidissement après forgeage, etc.

Usinabilité : état de surface, aptitude à l’usinage, etc.

Soudabilité : tendance à former des fissures à froid ou à chaud, et tendance à former des pores.

Procédé de traitement thermique : trempabilité, tendance à la fissuration par déformation, sensibilité à la surchauffe, tendance à l’oxydation et à la décarburation, fragilité à froid, etc.

Les pièces en acier des machines doivent généralement être forgées, découpées et soumises à un traitement thermique. Il faut donc accorder une attention particulière aux propriétés de procédé des matériaux lors du choix de ceux-ci. Dans la production en petits lots, les performances de ce procédé ne sont pas particulièrement remarquables. Dans la production à grande échelle, les performances de procédé peuvent devenir un facteur décisif. Lors de la conception des pièces, il convient également de prêter attention au procédé de traitement thermique.

De manière générale, les propriétés de forgeage, de coupe et autres propriétés techniques de l’acier au carbone sont bonnes, et ses caractéristiques mécaniques peuvent répondre aux exigences des conditions de service des pièces courantes. Par conséquent, l’acier au carbone est largement utilisé. Cependant, sa résistance n’est pas assez élevée et sa trempabilité est médiocre. L’acier allié est généralement utilisé pour fabriquer des pièces à grande section, à forme complexe et trempées à haute résistance. L’acier allié présente une bonne trempabilité et une grande résistance. Toutefois, les performances de forgeage et de coupe de l’acier allié ne sont pas très bonnes. Les performances de mise en œuvre des matériaux métalliques peuvent être améliorées en modifiant les spécifications du procédé, en ajustant les paramètres de traitement, en améliorant les outils et les équipements et en changeant les méthodes de traitement thermique.

À condition de satisfaire aux performances d’usage requises, il convient également de prêter attention à la réduction du coût total des pièces lors du choix des pièces et des matériaux. Le coût total des pièces comprend le prix du matériau lui-même ainsi que tous les autres coûts liés à la production.