Sem kjarnahlutir í vökva- og loftkerfiskerfi hefur efnisval fyrir stimpilstangir og strokka bein áhrif á endingu, áreiðanleika og skilvirkni búnaðarins. Við krefjandi notkunarskilyrði með háum-þrýstingi, há-tíðni fram og aftur hreyfingu, verður strokkaefnið að hafa framúrskarandi vélræna eiginleika, slitþol, tæringarþol og góða vinnsluhæfni. Sem stendur eru helstu efnin sem notuð eru fyrir stimpilstangir og strokka í iðnaðargeiranum hágæða kolefnisbyggingarstál, álblendi, ryðfríu stáli og sérstök yfirborðsmeðhöndluð efni-, sem hvert um sig býður upp á kosti eftir tiltekinni notkun.
1. Hágæða-byggingarstál úr kolefni: Jafnvægi á hagkvæmni og grunnafköstum
Hágæða-byggingarstál úr kolefni (eins og 20 stál og 35 stál) er hefðbundið grunnefni fyrir stimpilstangir og strokka. Vegna lágs kostnaðar og auðveldrar vinnslu er það mikið notað í miðlungs- og lágþrýstingsforritum þar sem styrkleikakröfur eru ekki miklar. Stöðlun eða mildun hitameðhöndlunar getur aukið heildar vélrænni eiginleika þessa stáls, en krómhúðun eykur á áhrifaríkan hátt slit og tæringarþol. Hins vegar eru eðlislægar takmarkanir kolefnisstáls í tiltölulega lágum togstyrk og þreytuþol. Það er viðkvæmt fyrir aflögun eða tæringu í háum-þrýstingi eða ætandi umhverfi og krefst þess vegna oft síðari yfirborðsherðingarferla til að bregðast við þessum göllum.
II. Alloy burðarstál: Ákjósanlegur kostur fyrir mikla styrkleika og þreytuþol
Fyrir miðlungs-til-háan-þrýsting og mikið-álag eru málmblöndur stál (eins og 45 stál, 27SiMn og 40Cr) ákjósanlegur kostur vegna þess að þeir innihalda málmblöndur eins og króm, mangan og sílikon. Til dæmis getur 40Cr, eftir slökkvun og temprun hitameðhöndlun, náð háum togstyrk (meira en eða jafnt og 800 MPa) og álagsstyrk, á sama tíma og það hefur góða höggseigju og víddarstöðugleika. Cylinderblokkir úr þessu efni standa sig einstaklega vel í þungu{11}}álagi eins og byggingarvélum og málmvinnslubúnaði. Hins vegar er þörf á nákvæmni vinnslu og yfirborðsherðingartækni (eins og nítrun og kolefnisgerð) til að auka enn frekar yfirborðshörku og slitþol til að draga úr sliti af völdum há-tíðni núnings.
III. Ryðfrítt stál: lausn fyrir tæringarþol og mikið-hreinleikaumhverfi
Í mjög ætandi umhverfi eða í miklum-kröfum um hreinleika, eins og efnavinnslu, matvælavinnslu og sjávarverkfræði, er ryðfrítt stál (eins og 304 og 316L) ákjósanlegt strokkaefni. Austenitískt ryðfrítt stál býður ekki aðeins upp á frábæra viðnám gegn sýru-, basa- og saltúða tæringu, heldur gera ó-segulmagnaðir eiginleikar þess einnig hentugan fyrir nákvæmnistæki. Að bæta mólýbdeni við 316L ryðfríu stáli eykur enn frekar viðnám þess gegn gryfju- og sprungutæringu. Hins vegar, hár efniskostnaður og lág hitaleiðni krefst þess að skipta-á milli styrks og tæringarþols í háum-hita og háum{10}}þrýstingsumhverfi. Ennfremur eru strokka úr ryðfríu stáli venjulega spegilslípaðir-eða rafgreiningarfágaðir til að uppfylla kröfur um hreinlætis- eða ljósfræðilega-notkun.
IV. Surface Treatment Technology: Secondary Enhancement of Material Properties
Til viðbótar við grunnefnið er raunveruleg frammistaða stimpilstöngarinnar og strokka líkamans mjög háð yfirborðstækni. Algengar meðferðaraðferðir eru:
•Harð krómhúðun: Rafhúðun skapar jafnþykkt krómlag (venjulega 30-50 μm), sem bætir verulega yfirborðshörku (HV 800-1200) og slitþol, en hafa skal í huga hættuna á vetnisbroti.
•Nítríð: Köfnunarefnisatóm eru sett inn í stályfirborðið við um það bil 500 gráður og mynda nítríðlag með mikilli-hörku (allt að HV 900-1100), sem býður upp á slitþol, flogaveiki og þreytuþol.
•Sprautun á keramik eða wolframkarbíði: Varmaúðun skapar ofur-harða húðun sem hentar fyrir mikla slit eða háan-hita, en það getur verið krefjandi að stjórna viðloðun lagsins og einsleitni.
Niðurstaða
Val á stimpla stangir og strokka efni krefst víðtækrar skoðunar á mörgum þáttum, þar á meðal rekstrarþrýstingi, vökvaumhverfi, kostnaðaráætlun og viðhaldsferli. Í framtíðinni, með framförum í efnisvísindum, mun beiting há-styrktar, léttar málmblöndur (svo sem títan álblöndur), nanó-húðunartækni og aukefnaframleiðsluferla auka enn frekar afköst strokka og veita áreiðanlegri lausnir fyrir hágæða búnaðarframleiðsluiðnaðinn.
