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如何正确选择CNC加工材料

用于备件的金属或塑料材料与零件的加工方式同样重要;不正确的选择可能会大大增加零件的成本。例如,耐热合金和航空航天宠儿钛合金加工难度大,用它制成的零件几乎比铝合金或不锈钢零件贵得多。重点是什么?如果不需要,请选择更便宜的金属。

聚醚醚酮 (PEEK) 是聚合物中的超人,其强度足以在某些应用中取代金属,但价格也很高,因为 PEEK 通常是其他高性能热塑性塑料的五倍左右。有助于为零件应用选择合适材料的其他技术考虑因素包括特定测量,例如拉伸强度、热变形、整体硬度等。

数控加工零件
CNC加工零件

以下是一些用于加工零件的较常见材料及其主要特性:

铝:像所有金属一样,铝合金有很多种,但最常见的是6061-T6(被视为通用合金)或7075-T6(航空航天工业的最爱)。这两种材料都易于加工、耐腐蚀,并且具有高强度重量比。铝适用于飞机零件、电脑零件、炊具、建筑零件等(如果你想知道的话,T-6指的是铝回火,或者是在工厂加工的)。

钴铬合金:需要膝关节或髋关节置换术吗?它很可能由钴铬合金 (CoCr) 制成,这是一种坚韧、耐磨的合金。这种生物相容性金属也因其品牌钨、铬和钴合金而闻名,并且还广泛应用于涡轮叶片和其他需要高强度和耐热性的部件。遗憾的是,它很难切割,加工性能大约为 15%(与 1212 碳钢和 400% 铝相比)。

铬镍铁合金:另一种耐热超级合金 (HRSA),铬镍铁合金是极端温度或腐蚀性环境下的最佳选择。除了喷气发动机之外,Inconel 625 及其更坚韧、更强的兄弟 Inconel 718 还用于核电站、石油和天然气钻机、化学加工设施等。这两种材料都可以很好地解决,但价格昂贵,而且比钴铬合金更难加工,因此除非需要,否则应避免使用。

不锈钢:通过添加最低10.5%的铬,将碳含量降低至高达1.2%,并添加镍、钼等合金元素,冶金学家将普通易生锈的钢转变为不锈钢,不锈钢是制造业的防腐开关杀手。然而,有数十个等级和类别可供选择,可能很难确定哪一个最适合特定的应用。例如,奥氏体不锈钢304和316L的晶体结构使其具有非磁性、非启用性、延展性和相当的弹性。另一方面,马氏体不锈钢(420 级)具有磁性和硬化性,是手术器械和各种耐磨部件的理想选择。还有铁弹性不锈钢(大多数是400系列)、双相钢(想想石油和天然气)以及15-5 PH和17-4 PH的沉淀硬化不锈钢,它们都因其优异的机械性能而受到青睐。可达性范围从相当好(416 不锈钢)到中等(347 不锈钢)。

钢:和不锈钢一样,有太多的合金和特性。但需要考虑的四个重要问题是:

  1. 钢的成本通常低于或低于不锈钢和高温合金
  2. 所有钢材在空气和湿气中都会腐蚀
  3. 除部分工具钢外,大多数钢材都具有良好的加工性能
  4. 碳含量越低,钢的硬度就越低(以合金的前两位数字表示,如1018、4340、或8620这三种常见选择)。也就是说,钢及其近亲是迄今为止所有金属中最常用的,其次是铝。

这份名单没有提到红色金属铜、黄铜、青铜,以及另一种超级重要的高温合金——钛。没有提及某些聚合物(例如 ABS)作为乐高积木和排水管的材料,这些聚合物经过模制和加工,具有出色的韧性和抗冲击性。

工程级塑料——乙缩醛是从齿轮到体育用品的所有产品的一个显着例子。尼龙兼具强度和柔韧性,取代丝绸成为降落伞的首选材料。还有聚碳酸酯、聚氯乙烯(PVC)、高密度和低密度聚乙烯。关键是材料的选择范围广泛,因此,作为零件设计师,探索什么是可用的、什么是好的以及如何加工是有意义的。我们提供 40 多种不同等级的塑料和金属材料。

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