Cách chọn vật liệu phù hợp cho các bộ phận gia công CNC tùy chỉnh của bạn

Tính linh hoạt là một trong những lợi ích chính của gia công CNC. Điều này là do phay và tiện CNC chính xác có thể tạo ra thành phẩm thành công từ nhiều loại nguyên liệu thô. Điều này cung cấp cho các kỹ sư thiết kế nhiều khả năng để phát triển các nguyên mẫu và hàng hóa thương mại.

Phần lớn các bộ phận được tiện và phay CNC được làm bằng kim loại. Do sức mạnh và độ cứng của nó, kim loại có thể chịu được sự loại bỏ vật liệu nhanh chóng do các thiết bị hiện đại gây ra. Hãy bắt đầu bằng cách khám phá các kim loại phổ biến nhất được sử dụng để gia công CNC.

Cân nhắc vật liệu gia công CNC

Độ ẩm

Một số kim loại có khả năng chống ăn mòn tự nhiên, trong khi những kim loại khác cần sơn, mạ hoặc anodising.

Sức mạnh

Kỹ sư sản phẩm quan tâm về:

Độ bền kéo: Vật liệu chống lại lực kéo tốt như thế nào?

â ¢ Nén hoặc chịu tải: Vật liệu chống chịu tải không đổi tốt như thế nào?

â ¢ Độ bền: Vật liệu cứng như thế nào ??

Tính đàn hồi: Vật liệu trở lại hình dạng ban đầu nhanh chóng như thế nào?

Tất cả các vật liệu đều có độ bền khác nhau, do đó điều quan trọng là phải biết giới hạn chịu đựng của bạn và chọn vật liệu có hệ số an toàn cao.

Nhiệt

Vật liệu được nung nóng nở ra và co lại. Nếu bộ phận của bạn trải qua nhiều chu kỳ làm nóng và làm mát, điều này có thể ảnh hưởng đến nó. Trước khi nấu chảy, các bộ phận được nung nóng trở nên mềm và dẻo hơn. Để tránh hỏng hóc bộ phận quan trọng, luôn sử dụng vật liệu ổn định nhiệt cao hơn nhiều so với nhiệt độ làm việc dự kiến.

Chống ăn mòn

Ăn mòn không chỉ đơn thuần là tiếp xúc với nước. Bất kỳ hóa chất bên ngoài nào cũng có thể gây ra hỏng hóc bộ phận. Dầu, thuốc thử, axit, muối, rượu, chất tẩy rửa, v.v. Kiểm tra khả năng chống hóa chất của kim loại.

Khả năng gia công

Một số kim loại và sợi carbon rất khó gia công. Vật liệu quá cứng làm hỏng dụng cụ cắt nhanh chóng. Những người khác phải quản lý tốc độ cắt và tốc độ tiến dao. Một số vật liệu xử lý nhanh hơn. Sử dụng kim loại gia công nhanh để vận hành sản xuất lâu hơn có thể tiết kiệm thời gian và chi phí

Tất cả các nguyên liệu thô đều có chi phí. Chọn vật liệu có chức năng nhất, giá cả phải chăng. Điều này đảm bảo độ bền của bộ phận hoàn thiện.

Kim loại được sử dụng rộng rãi để gia công CNC tại DS

Trong phần này, bạn sẽ tìm hiểu về các kim loại khác nhau thường được sử dụng trong gia công CNC. Những vật liệu này được liệt kê dưới đây.

Gia công nhôm là một quá trình rất linh hoạt và có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp đóng gói thực phẩm, vật liệu xây dựng, ô tô, hàng không vũ trụ, quốc phòng và thiết bị cũng như trong sản xuất hàng tiêu dùng như đồ nội thất và đồ dùng nhà bếp, thậm chí cả đồ chơi.

Nhôm 7075-T5

Nhôm 7075-T5 được sử dụng để nhiệt luyện các hợp kim nhôm. Nó chống ăn mòn, mạnh mẽ và nhẹ. Nó hoạt động bằng điện, cách nhiệt và chống va đập. Nhôm 7075-T5 bền về mặt hóa học với khí clo hoặc nước muối và thời tiết. Các ứng dụng bao gồm trục chân vịt hàng hải, hộp số và vỏ trục chân vịt, trục / trục truyền động ô tô hoặc các bộ phận lái / liên kết hệ thống treo trước, vật liệu xây dựng cho cầu và các tòa nhà, thiết bị khai thác như máy khoan và máy bơm, đồ dùng thể thao như vợt tennis và câu lạc bộ chơi gôn, y tế dụng cụ (như ống nội soi), các ngành sản xuất tùy chỉnh (như đồ nội thất), v.v.

Nhôm 6063-T6

Nhôm 6063-T6 là hợp kim nhiệt luyện được sử dụng để sản xuất hợp kim nhôm. Nó có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, độ cứng cao và mật độ thấp. Vật liệu có sẵn ở dạng thanh hoặc tấm và có thể được đúc thêm thành thỏi

Nhôm 6061-T6

Nhôm 6061-T6 là hợp kim nhôm có độ bền cao, trọng lượng thấp và chống ăn mòn, có khả năng gia công tuyệt vời. Nó có khả năng hàn tốt, khả năng định hình và độ thâm nhập của mối hàn. Vật liệu này thích hợp để sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp như máy móc, bộ phận máy bay và thiết bị điện.

Thau

Đồng thau là một hợp kim kim loại của đồng và kẽm, tỷ lệ của chúng được xác định bởi điểm nóng chảy và tính axit. Máy gia công CNC bằng đồng thau nghiền kim loại bằng máy điều khiển bằng máy tính. Máy khoan quay, máy hoặc cưa cắt kim loại. Đó là một kỹ thuật gia công kim loại phổ biến. Đồng thau mềm và dễ dàng gia công thành các tấm mỏng. Nó được sử dụng cho đồ trang sức, kiến ​​trúc và cầu.

Đồng thau C260

Brass C260 là một máy quay hạng nặng với các tính năng chuyển động ba trục. Nó hoạt động ở tốc độ lên đến 6000 vòng / phút và có độ chính xác là 0,001 mm trên mỗi trục. Máy có thể được sử dụng cho cả công việc đường kính nhỏ và lớn với dung tích không gian làm việc 800 x 400 mm và có thể được lắp với nhiều dụng cụ khác nhau tùy thuộc vào quy mô của công việc được thực hiện.

Loại này đôi khi được gọi là đồng thau hộp mực nhờ vào lịch sử sử dụng trong các hộp đạn. Các ứng dụng phổ biến khác bao gồm đinh tán, bản lề và lõi tản nhiệt.

Đồng thau C360

Brass C360 là một máy quay hạng nặng khác có tính năng chuyển động ba trục. Nó hoạt động ở tốc độ lên đến 6000 vòng / phút và có độ chính xác là 0,001 mm trên mỗi trục. Máy có thể được sử dụng cho cả các công việc đường kính nhỏ và lớn với dung tích không gian làm việc 800 x 400 mm.

Đồng C101

Đồng C101 là một loại hợp kim đồng mà thành phần hóa học của đồng đã được thay đổi để bao gồm một hoặc nhiều nguyên tố bổ sung. Các chất phụ gia phổ biến nhất là thiếc và kẽm, nhưng những chất khác cũng có thể được thêm vào. Đồng C101 được sử dụng trong nhiều ứng dụng, bao gồm hệ thống dây điện, hệ thống ống nước và bộ trao đổi nhiệt.

Đồng C101 là kim loại lỏng có khả năng chống ăn mòn cao và dẫn điện cực tốt. Nó có tính chất cơ học tốt và dễ gia công. Đồng C101 có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau, chẳng hạn như điện tử, động cơ điện, động cơ từ, thiết bị chiếu sáng và các lĩnh vực khác.

Thép

Thép là loại thép công cụ có hàm lượng cacbon cao, có khả năng chống mài mòn và mài mòn tốt. Nó được sử dụng cho các công cụ cắt, mũi khoan và các vật dụng khác đòi hỏi độ bền cao, độ dẻo dai tốt và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Cấu trúc hạt của vật liệu này tương tự như cấu trúc được tìm thấy trong nhiều loại thép. Điều này có nghĩa là nó có thể được gia công bằng các dụng cụ cắt có lớp hoàn thiện tương tự. Nó cũng có các đặc tính dễ gia công có nghĩa là nó sẽ không dễ dàng xử lý nhiệt như các loại thép khác.

Thép 1008 có sẵn ở dạng cán nóng và dạng tấm cán nguội. Dạng nóng được ủ trước khi gia công trong khi tấm cán nguội không được ủ. Điều này ảnh hưởng đến độ hoàn thiện bề mặt của thép và độ bền của nó khi được hoàn thiện bằng công cụ mài giũa hoặc đá mài.

Thép 1018 là thép hợp kim thấp có khả năng chống mài mòn tốt và tuổi thọ mỏi. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt và đặc tính cắt sắc bén.

Thép 1020 là thép hợp kim thấp có độ bền cao với khả năng chống ăn mòn tốt và đặc tính tạo hình nóng tuyệt vời. Nó có thể được gia công dễ dàng bằng các công cụ cầm tay và nó cũng có thể được gia công thêm thành thép hợp kim thấp có độ bền cao hoặc thép không gỉ hoặc thép cacbon.

Thép 1045 là thép hợp kim thấp có độ bền trung bình-cao với đặc tính tạo hình nóng tốt và chống ăn mòn tốt. Nó có độ dẻo dai tuyệt vời ở nhiệt độ phòng và có thể được gia công dễ dàng bằng các dụng cụ cầm tay, nhưng khi gặp nhiệt độ nóng nó sẽ trở nên giòn.

Thép 430F

Thép 430F là thép cacbon trung bình mang lại sức bền và khả năng chống mài mòn tuyệt vời. Nó có khả năng gia công tốt, khả năng hàn và chống ăn mòn. Thép 430F có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng bao gồm: dụng cụ, dụng cụ cắt, dao, khoan, bánh răng và khuôn dập.

Thép 4130

4130 là hợp kim của crom (50%) và molypden (20%). Nó được sử dụng trong thép hợp kim thấp có độ bền cao có độ bền kéo cao, độ giãn dài thấp và độ dẻo dai tuyệt vời.

Thép 4140

4140 là hợp kim của niken (35%), crom (17%), mangan (10%) và niken (10%). Nó có khả năng gia công tốt, khả năng hàn và chống ăn mòn. Các đặc tính của hợp kim này làm cho nó phù hợp để sử dụng trong các bộ phận máy móc như trục và bánh răng có tải trọng cao hơn.

Thép 40CrMo

40CrMo là hợp kim của crom (40%), cacbon (10%) và molypden (10%). Vật liệu này có các đặc tính cơ học tuyệt vời do sự kết hợp của độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai cùng với độ bền kéo cao nên lý tưởng cho các bánh răng.

42CrMo cũng là một loại vật liệu có độ bền cao. Sản phẩm này chủ yếu được sử dụng trong việc chế tạo tàu cao tốc, máy bay, ô tô và các ngành công nghiệp khác cũng như sản xuất các bộ phận chính xác khác nhau.

Thép 12L14 là loại thép hợp kim thấp, có chứa mangan, silic và molypden. Nó được sử dụng rộng rãi để sản xuất khuôn đúc khuôn và các mục đích khác. Các tính chất vật lý khác nhau tùy thuộc vào thành phần hóa học.

Thép 12L15 là loại thép hợp kim thấp, có chứa crom và molypden. Nó được sử dụng rộng rãi để đúc khuôn và các ứng dụng khác đòi hỏi độ bền và độ dẻo dai cao ở nhiệt độ cao. Các tính chất vật lý khác nhau tùy thuộc vào thành phần hóa học.

Thép không gỉ 304

Thép không gỉ 304 là một trong những loại thép không gỉ linh hoạt và được sử dụng rộng rãi nhất. Nó có khả năng chống ăn mòn tốt đối với nhiều phương tiện, bao gồm nước ngọt và nước mặn, hầu hết các hóa chất công nghiệp và các sản phẩm thực phẩm. Nó có tính chất cơ học tốt, nhưng không bền như một số loại thép không gỉ khác.

Thép không gỉ 304L là một phiên bản carbon thấp của thép không gỉ 304 với hàm lượng carbon ít hơn so với loại thông thường 304. Điều này giúp dễ chế tạo, hàn và đánh bóng hơn loại 304 thông thường mà không bị giảm sức mạnh hoặc khả năng chống ăn mòn. Nó cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng dự kiến ​​nhiệt độ cao như bu lông ống xả, bu lông tăng áp và chân cánh tuabin.

Thép không gỉ 304F là thép không gỉ Austenit crom-niken kết hợp khả năng chống ăn mòn của hợp kim crom-niken Austenit với độ bền của hợp kim cơ sở sắt ferritic. Điều này làm cho nó trở nên rất hấp dẫn đối với các ứng dụng yêu cầu độ bền cao ở nhiệt độ cao như các bộ phận của lò, ống trao đổi nhiệt, ống sinh hơi và bình áp suất lò phản ứng hạt nhân.

Thép không gỉ 316

Thép không gỉ 316 là một hợp kim Austenit, chống ăn mòn với crom là thành phần chính của nó. Nó có sự kết hợp tuyệt vời giữa hình thức, sức mạnh và độ dẻo dai. Ký hiệu 15-5-3 cho biết thành phần của 15% crom, 5% molypden và 3% niken. Vật liệu này có khả năng chống ăn mòn rỗ và kẽ hở tuyệt vời trong dung dịch clorua. Nó cũng được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt đòi hỏi độ bền cao cùng với khả năng chống ăn mòn tốt.

Thép không gỉ 316L

Thép không gỉ 316L tương tự như thép không gỉ 316 nhưng chứa hàm lượng cacbon thấp (0,030%). Thép không gỉ 316L được sử dụng khi cần khả năng hàn mà không ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn hoặc độ bền.

Thép không gỉ 316F

Thép không gỉ 316F tương tự như thép không gỉ 316 nhưng chứa 1% molypden thay vì 5%. Nó có khả năng chống rỗ tốt hơn thép không gỉ 316 và có thể được sử dụng ở nhiệt độ cao lên đến 1800 độ F (980 độ C).

Thép không gỉ 303

Thép không gỉ 303 là một loại thép không gỉ 18-8. Nó là một trong những loại thép không gỉ phổ biến nhất, do khả năng chống ăn mòn cao, khả năng định hình tuyệt vời và các đặc tính cơ học vượt trội.

Thép không gỉ 303 có độ bền kéo cao, độ dẻo dai tốt và khả năng chống nứt do ăn mòn do ứng suất clorua tuyệt vời. Hợp kim có độ dẫn nhiệt cao và nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp. Vật liệu này cũng có khả năng chống ăn mòn khí quyển cao, đặc biệt là trong khí quyển biển. Khả năng chống ăn mòn có thể được cải thiện bằng cách bổ sung molypden và nitơ.

Thép không gỉ 303 không phản ứng với bất kỳ loại thực phẩm hoặc đồ uống nào.

Thép không gỉ PH17-4

Thép không gỉ PH17-4 là thép molypden crom cacbon cao với cường độ chảy tối thiểu là 110.000 psi và độ bền kéo là 140.000 psi. Nó được sử dụng trong ngành công nghiệp máy bay cho nhiều ứng dụng kết cấu đòi hỏi độ bền cao, khả năng chống ăn mòn tốt và các đặc tính nhiệt độ cao. Hợp kim này còn được gọi là thép không gỉ P-1, P-11 hoặc 18/8.

Siêu hợp kim

Super Alloy là một hợp kim cao cấp. Kim loại chất lượng cao này được sử dụng trong sản xuất thiết bị y tế, máy bay và ô tô. Vật liệu này còn được gọi là "Super Titanium."

Các đặc tính của Super Alloy khiến nó trở nên phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm cả những ngành yêu cầu vật liệu nhẹ, bền.

Các thành phần chính của Super Alloy là titan, zirconium và hafnium. Những nguyên tố này được kết hợp với sắt, nhôm và vanadi để tạo ra một kim loại có nhiệt độ nóng chảy và độ bền kéo cao.

Siêu hợp kim có thể được tìm thấy trong nhiều loại sản phẩm khác nhau, bao gồm:

Động cơ máy bay

Tàu vũ trụ

Phụ tùng ô tô

Super Alloy có một số ưu điểm so với các hợp kim truyền thống làm từ sắt như gang và thép cacbon. Bao gồm các:

Độ bền cao ở nhiệt độ cao;

Khả năng chống mài mòn và ăn mòn cao;

Hệ số giãn nở nhiệt thấp;

Độ dẫn điện cao;

Mô đun đàn hồi cao;

Độ dẻo tốt ở nhiệt độ môi trường xung quanh

Hợp kim titan

Hợp kim titan là sự kết hợp của titan và các kim loại khác. Nguyên tố hợp kim phổ biến nhất là nhôm, chiếm tới 60% tổng trọng lượng. Các nguyên tố hợp kim khác bao gồm vanadi và molypden.

Các thuộc tính của hợp kim titan rất khác nhau tùy thuộc vào loại và số lượng các nguyên tố hợp kim được sử dụng. Hợp kim titan thường bền hơn, nhẹ hơn và chống ăn mòn tốt hơn titan nguyên chất.

PEEK

PEEK là một dạng kết tinh cao của polyether ete xeton (PEEK). Nó là một polyme bán tinh thể có sẵn ở dạng tấm, que và ống.

PEEK có nhiệt độ chuyển thủy tinh khoảng 140 ° C và điểm nóng chảy khoảng 400 ° C. PEEK có khả năng chống hóa chất tốt đối với hầu hết các phương tiện ăn mòn bao gồm axit, kiềm và rượu. Nó cũng có khả năng chống nhiệt, tia cực tím và bức xạ gamma tốt.

PEEK có các đặc tính cơ học tuyệt vời bao gồm mô đun cao (độ bền kéo) ở nhiệt độ cao, độ rão thấp khi chịu tải, độ bền kéo cao ở nhiệt độ thấp (hệ số giãn nở nhiệt thấp), độ hấp thụ nước thấp, độ ổn định kích thước tuyệt vời và khả năng chống mài mòn cao.