Як вибрати правильні матеріали для деталей, оброблених на ЧПК

Універсальність є однією з головних переваг обробки з ЧПУ. Це пов’язано з тим, що точні фрезерні та токарні роботи з ЧПК можуть успішно створювати готові вироби з широкого асортименту сировини. Це надає інженерам-конструкторам численні можливості для розробки прототипів і комерційних товарів.

Більшість точених і фрезерованих деталей з ЧПУ складаються з металу. Завдяки своїй міцності та жорсткості метал може витримувати швидке видалення матеріалу, викликане сучасними інструментами. Давайте почнемо з вивчення найпопулярніших металів, які використовуються для обробки з ЧПК.

Матеріальні міркування для обробки з ЧПУ

вологість

Деякі метали природно стійкі до корозії, тоді як інші потребують фарбування, покриття або анодування.

Сила

Інженери продукту стурбовані:

Міцність на розрив: наскільки добре матеріал протистоїть силі натягу?

• Стиснення або навантаження: наскільки добре матеріал протистоїть постійному навантаженню?

â¢ Міцність: наскільки міцний матеріал??

⢠Еластичність: як швидко матеріал повертається до початкової форми?

Усі матеріали мають різну міцність, тому важливо знати межі допуску та вибирати матеріал із високим коефіцієнтом безпеки.

Тепло

Нагріті матеріали розширюються і стискаються. Якщо ваша частина проходитиме кілька циклів нагрівання та охолодження, це може вплинути на неї. Перед плавленням нагріті частини стають м'якшими і гнучкішими. Щоб запобігти виходу з ладу важливих частин, завжди використовуйте термостабільний матеріал, який значно перевищує прогнозовану робочу температуру.

Антикорозійний

Корозія – це не просто вплив води. Будь-яка зовнішня хімія може спричинити поломку частини. Масла, реагенти, кислоти, солі, спирти, миючі засоби тощо. Перевірте хімічну стійкість свого металу.

Оброблюваність

Певні метали та вуглецеві волокна важко обробляти. Надзвичайно міцні матеріали швидко пошкоджують ріжучі інструменти. Інші повинні керувати швидкістю різання та подачею. Деякі матеріали швидше обробляються. Використання металу, що швидко обробляється, для більш тривалого виробництва може заощадити час і кошти

Уся сировина має вартість. Вибирайте максимально функціональний, доступний матеріал. Це забезпечує довговічність готової деталі.

Метали, які широко використовуються для обробки з ЧПУ в DS

У цьому розділі ви дізнаєтеся про різні метали, які зазвичай використовуються в обробці з ЧПК. Ці матеріали перераховані нижче.

Механічна обробка алюмінію є дуже універсальним процесом, і його можна використовувати для різних застосувань. Він використовується в харчовій упаковці, будівельних матеріалах, автомобільній, аерокосмічній, оборонній промисловості та побутовій промисловості, а також у виробництві споживчих товарів, таких як меблі та кухонний посуд, навіть іграшки.

Алюміній 7075-T5

Алюміній 7075-Т5 використовується для термічної обробки алюмінієвих сплавів. Він стійкий до корозії, міцний і легкий. Він електрично, термічно та ударостійкий. Алюміній 7075-T5 хімічно стійкий до хлорного газу або солоної води та атмосферних впливів. Застосування включають морські карданні вали, коробки передач і корпуси карданних валів, автомобільні карданні вали/осі або компоненти рульового керування/тяги передньої підвіски, будівельні матеріали для мостів і будівель, гірниче обладнання, як-от бури та насоси, спортивні товари, як-от тенісні ракетки та ключки для гольфу, медичні інструменти (наприклад, ендоскопи), промислове виробництво на замовлення (наприклад, меблі) тощо.

Алюміній 6063-T6

Алюміній 6063-T6 - це термооброблений сплав, який використовується для виробництва алюмінієвих сплавів. Має відмінну стійкість до корозії, високу твердість і низьку щільність. Матеріал доступний у формі брусків або листів і може бути відлитий у злитки

Алюміній 6061-T6

Алюміній 6061-T6 — це високоміцний, невелика вага та стійкий до корозії алюмінієвий сплав, який чудово піддається механічній обробці. Має хорошу зварюваність, здатність до формування та проникнення зварних швів. Цей матеріал підходить для використання в промислових цілях, таких як машини, деталі літаків та електричне обладнання.

Латунь

Латунь - це металевий сплав міді та цинку, пропорції якого визначаються температурою плавлення та кислотністю. Brass CNC Machining фрезерує метал за допомогою машини з комп’ютерним керуванням. Обертові свердла, верстати або пилки ріжуть метал. Це популярна техніка обробки металу. Латунь м’яка і легко переробляється на тонкі листи. Використовується для ювелірних виробів, архітектури та мостів.

Латунь C260

Brass C260 — це потужна роторна машина з трьома осьовими функціями руху. Він працює зі швидкістю до 6000 об/хв і має рейтинг точності 0,001 мм на вісь. Машину можна використовувати для робіт як малого, так і великого діаметру з об’ємом робочого простору 800 x 400 мм і може бути оснащений різними інструментами залежно від розміру виконуваної роботи.

Цей сорт іноді називають патронною латунню завдяки історії його використання в патронах. Інші поширені застосування включають заклепки, петлі та сердечники радіаторів.

Латунь C360

Brass C360 — це ще одна важка роторна машина з функціями руху по трьох осях. Він працює зі швидкістю до 6000 об/хв і має рейтинг точності 0,001 мм на вісь. Машину можна використовувати для робіт як малого, так і великого діаметру з робочим простором 800 x 400 мм.

Мідь С101

Мідь C101 — це тип мідного сплаву, де хімічний склад міді було змінено, щоб включити один або кілька додаткових елементів. Найпоширенішими добавками є олово і цинк, але можуть додаватися й інші. Мідь C101 використовується в широкому спектрі застосувань, включаючи електропроводку, сантехніку та теплообмінники.

Мідь C101 - це рідкий метал з високою корозійною стійкістю і чудовою електропровідністю. Має добрі механічні властивості і з ним легко працювати. Мідь C101 може бути використана в різних сферах, таких як електроніка, електродвигуни, магнітні двигуни, освітлювальне обладнання та інші галузі.

сталь

Сталь — це інструментальна сталь з високим вмістом вуглецю, яка забезпечує гарну стійкість до зношування. Використовується для ріжучих інструментів, свердел та інших предметів, що вимагають високої міцності, міцності та відмінної зносостійкості. Зерниста структура цього матеріалу схожа на структуру багатьох сталей. Це означає, що його можна обробляти ріжучими інструментами з подібною обробкою. Він також має хороші характеристики механічної обробки, що означає, що він не піддається термічній обробці так само легко, як інші сталі.

Сталь 1008 доступна в гарячому та холоднокатаному листовому вигляді. Гаряча форма відпалюється перед механічною обробкою, тоді як холоднокатаний лист не відпалюється. Це впливає на обробку поверхні сталі та на те, наскільки добре вона буде тримати кромку після обробки хонінговим інструментом або точильним каменем.

Сталь 1018 є низьколегованою сталлю з хорошою зносостійкістю та стійкістю до втоми. Має хорошу стійкість до корозії та гострі ріжучі властивості.

Сталь 1020 - це високоміцна низьколегована сталь з хорошою стійкістю до корозії та чудовими властивостями гарячого формування. Його можна легко обробити за допомогою ручних інструментів, а також можна додатково переробити у високоміцні низьколеговані сталі, нержавіючі або вуглецеві сталі.

Сталь 1045 — це низьколегована сталь середньої та високої міцності з хорошими властивостями гарячого формування та хорошою стійкістю до корозії. Він має чудову міцність при кімнатній температурі і його можна легко обробити ручними інструментами, але коли він нагрівається, він стає крихким.

Сталь 430F

Сталь 430F є середньовуглецевою сталлю, яка забезпечує чудову міцність і зносостійкість. Має хорошу оброблюваність, зварюваність і стійкість до корозії. Сталь 430F може бути використана для різноманітних застосувань, включаючи інструменти, ріжучі інструменти, ножі, свердла, шестерні та матриці.

Сталь 4130

4130 - це сплав хрому (50%) і молібдену (20%). Застосовується у високоміцних низьколегованих сталях, які мають високу міцність на розрив, низьке подовження та відмінну ударну в'язкість.

Сталь 4140

4140 - це сплав нікелю (35%), хрому (17%), марганцю (10%) і нікелю (10%). Має хорошу оброблюваність, зварюваність і стійкість до корозії. Характеристики цього сплаву роблять його придатним для використання в деталях машин, таких як вали та шестерні з підвищеним навантаженням.

Сталь 40CrMo

40CrMo - це сплав хрому (40%), вуглецю (10%) і молібдену (10%). Цей матеріал має чудові механічні властивості завдяки поєднанню високої твердості, зносостійкості та міцності разом із високою міцністю на розрив, що робить його ідеальним для зубчастих передач.

42CrMo також є різновидом високоміцного матеріалу. Цей продукт в основному використовується в будівництві високошвидкісних поїздів, літаків, автомобілів та інших галузях промисловості, а також у виробництві різних точних деталей.

Сталь 12Л14 - це низьколегована сталь, що містить марганець, кремній і молібден. Він широко використовується для виготовлення штампів для лиття під тиском та інших цілей. Фізичні властивості змінюються в залежності від хімічного складу.

Сталь 12Л15 - це низьколегована сталь, що містить хром і молібден. Він широко використовується для лиття під тиском та інших застосувань, що вимагають високої міцності та в'язкості при підвищених температурах. Фізичні властивості змінюються в залежності від хімічного складу.

Нержавіюча сталь 304

Нержавіюча сталь 304 є однією з найбільш універсальних і широко використовуваних нержавіючих сталей. Він має хорошу корозійну стійкість до багатьох середовищ, включаючи прісну та солону воду, більшість промислових хімікатів та харчових продуктів. Він має хороші механічні властивості, але не такий міцний, як деякі інші марки нержавіючої сталі.

Нержавіюча сталь 304L є низьковуглецевою версією нержавіючої сталі 304 з меншим вмістом вуглецю, ніж звичайна марка 304. Це полегшує виготовлення, зварювання та полірування, ніж звичайну марку 304, без втрати міцності чи стійкості до корозії. Він також може використовуватися там, де очікуються високі температури, як-от болти випускного колектора, болти турбокомпресора та штифти лопатей турбіни.

Нержавіюча сталь 304F — це аустенітна хромонікелева нержавіюча сталь, яка поєднує корозійну стійкість аустенітних хромонікелевих сплавів із міцністю сплавів на основі феритного заліза. Це робить його дуже привабливим для додатків, де потрібна висока міцність при підвищених температурах, таких як частини печей, теплообмінні труби, труби парогенераторів і камери ядерного реактора під тиском.

Нержавіюча сталь 316

Нержавіюча сталь 316 — це аустенітний, стійкий до корозії сплав, основною складовою якого є хром. Він має чудове поєднання пластичності, міцності та міцності. Позначення 15-5-3 вказує на склад 15% хрому, 5% молібдену і 3% нікелю. Цей матеріал має відмінну стійкість до точкової та щілинної корозії в хлоридних розчинах. Він також використовується в суворих умовах, де потрібна висока міцність у поєднанні з хорошою стійкістю до корозії.

Нержавіюча сталь 316L

Нержавіюча сталь 316L схожа на нержавіючу сталь 316, але містить низький вміст вуглецю (0,030%). Нержавіюча сталь 316L використовується, коли необхідна зварюваність без втрати стійкості до корозії чи міцності.

Нержавіюча сталь 316F

Нержавіюча сталь 316F схожа на нержавіючу сталь 316, але містить 1% молібдену замість 5%. Він має кращу стійкість до точкової корки, ніж нержавіюча сталь 316, і може використовуватися при підвищених температурах до 1800 градусів за Фаренгейтом (980 градусів за Цельсієм).

Нержавіюча сталь 303

Нержавіюча сталь 303 є типом нержавіючої сталі 18-8. Це один із найпопулярніших видів нержавіючої сталі завдяки високій стійкості до корозії, відмінній формуваності та видатним механічним властивостям.

Нержавіюча сталь 303 має високу міцність на розрив, хорошу ударну в'язкість і відмінну стійкість до хлоридного корозійного розтріскування. Сплав має високу теплопровідність і низьку температуру теплової деформації. Матеріал також дуже стійкий до атмосферної корозії, особливо в морській атмосфері. Корозійну стійкість можна підвищити додаванням молібдену та азоту.

Нержавіюча сталь 303 не реагує з будь-якими харчовими продуктами чи напоями.

Нержавіюча сталь РН17-4

Нержавіюча сталь PH17-4 є високовуглецевою хромомолібденовою сталлю з мінімальною межею текучості 110 000 psi і міцністю на розрив 140 000 psi. Він використовується в авіаційній промисловості для багатьох структурних застосувань, де потрібна висока міцність, хороша стійкість до корозії та висока температура. Сплав також відомий як нержавіюча сталь P-1, P-11 або 18/8.

Суперсплав

Super Alloy є найкращим сплавом. Цей високоякісний метал використовується у виробництві медичних приладів, літаків і автомобілів. Матеріал ще називають «Супертитан».

Властивості Super Alloy роблять його популярним у багатьох галузях промисловості, включно з тими, де потрібні міцні та легкі матеріали.

Основними компонентами Super Alloy є титан, цирконій і гафній. Ці елементи поєднуються із залізом, алюмінієм і ванадієм для створення металу з високою температурою плавлення та міцністю на розрив.

Super Alloy можна знайти в багатьох типах продуктів, зокрема:

Авіаційні двигуни

Космічні човники

Автомобільні деталі

Super Alloy має низку переваг перед традиційними сплавами на основі заліза, такими як чавун і вуглецева сталь. До них належать:

Висока міцність при високих температурах;

Висока стійкість до зносу і корозії;

Низький коефіцієнт теплового розширення;

Висока електропровідність;

Високий модуль пружності;

Хороша пластичність при температурі навколишнього середовища

Титановий сплав

Титановий сплав - це суміш титану та інших металів. Найпоширенішим легуючим елементом є алюміній, на частку якого припадає до 60% загальної маси. Інші легуючі елементи включають ванадій і молібден.

Властивості титанових сплавів сильно варіюються в залежності від типів і кількості використовуваних легуючих елементів. Титанові сплави, як правило, міцніші, легші та більш стійкі до корозії, ніж чистий титан.

PEEK

PEEK — це висококристалічна форма поліефірного ефіркетону (PEEK). Це напівкристалічний полімер, доступний у вигляді листів, стрижнів і труб.

PEEK має температуру склування приблизно 140°C і температуру плавлення приблизно 400°C. PEEK має хорошу хімічну стійкість до більшості корозійних середовищ, включаючи кислоти, луги та спирти. Він також має хорошу стійкість до тепла, ультрафіолету та гамма-випромінювання.

PEEK має чудові механічні властивості, включаючи високий модуль (между міцністю) при підвищених температурах, низьку повзучість під навантаженням, високу межу міцності при низькій температурі (низький коефіцієнт теплового розширення), низьке водопоглинання, відмінну стабільність розмірів і високу стійкість до стирання.