Как выбрать правильные материалы для ваших нестандартных деталей, обработанных с ЧПУ

Универсальность является одним из основных преимуществ обработки с ЧПУ. Это связано с тем, что прецизионные фрезерные и токарные станки с ЧПУ могут успешно производить готовые изделия из широкого спектра сырья. Это дает инженерам-конструкторам многочисленные возможности для разработки прототипов и коммерческих продуктов.

Большинство токарных и фрезерованных деталей с ЧПУ состоят из металла. Благодаря своей прочности и жесткости металл может выдержать быстрое удаление материала, вызванное современными инструментами. Начнем с изучения наиболее популярных металлов, используемых для обработки на станках с ЧПУ.

Материалы для обработки на станках с ЧПУ

Влага

Некоторые металлы обладают естественной коррозионной стойкостью, в то время как другие нуждаются в покраске, гальванике или анодировании.

Прочность

Инженеры по продукту беспокоятся о:

Прочность на растяжение: насколько хорошо материал сопротивляется тянущей силе?

• Сжатие или несущая способность: насколько хорошо материал сопротивляется постоянной нагрузке?

• Прочность: Насколько прочен материал??

• Эластичность: как быстро материал возвращается к своей первоначальной форме?

Все материалы имеют разную прочность, поэтому важно знать допустимые пределы и выбирать материал с высоким коэффициентом безопасности.

Нагревать

Нагретые материалы расширяются и сжимаются. Если ваша деталь будет проходить несколько циклов нагрева и охлаждения, это может повлиять на нее. Перед плавлением нагретые детали становятся более мягкими и гибкими. Во избежание выхода из строя важных деталей всегда используйте термически устойчивый материал, температура которого значительно превышает предполагаемую рабочую температуру.

Антикоррозийный

Коррозия – это не просто воздействие воды. Любое внешнее химическое вещество может привести к поломке детали. Масла, реагенты, кислоты, соли, спирты, чистящие средства и т. д. Проверьте химическую стойкость вашего металла.

Обрабатываемость

Некоторые металлы и углеродные волокна плохо поддаются механической обработке. Чрезвычайно прочные материалы быстро повреждают режущие инструменты. Другие должны управлять скоростью резания и скоростью подачи. Некоторые материалы быстрее обрабатываются. Использование быстрообрабатываемого металла для более длительных производственных циклов может сэкономить время и затраты.

Все сырье имеет стоимость. Выбирайте максимально функциональный, доступный материал. Это обеспечивает долговечность готовой детали.

Металлы, широко используемые для обработки на станках с ЧПУ в DS

В этом разделе вы узнаете о различных металлах, обычно используемых при обработке с ЧПУ. Эти материалы перечислены ниже.

Обработка алюминия является очень универсальным процессом и может использоваться для различных применений. Он используется в пищевой упаковке, строительных материалах, автомобилестроении, аэрокосмической, оборонной и бытовой промышленности, а также в производстве потребительских товаров, таких как мебель и кухонная утварь, даже игрушек.

Алюминий 7075-Т5

Алюминий 7075-Т5 используется для термообработки алюминиевых сплавов. Он устойчив к коррозии, прочен и легок. Он электрически, термически и ударопрочный. Алюминий 7075-T5 химически устойчив к газообразному хлору или соленой воде, а также к атмосферным воздействиям. Области применения включают морские гребные валы, редукторы и корпуса гребных валов, автомобильные приводные валы/оси или компоненты рулевого управления/передние звенья подвески, строительные материалы для мостов и зданий, горнодобывающее оборудование, такое как дрели и насосы, спортивные товары, такие как теннисные ракетки и клюшки для гольфа, медицинские товары. инструменты (например, эндоскопы), производство на заказ (например, мебель) и т. д.

Алюминий 6063-Т6

Алюминий 6063-Т6 представляет собой термообрабатываемый сплав, используемый для производства алюминиевых сплавов. Обладает отличной коррозионной стойкостью, высокой твердостью и низкой плотностью. Материал доступен в виде стержней или листов и может быть дополнительно отлит в слитки.

Алюминий 6061-Т6

Алюминий 6061-T6 представляет собой высокопрочный, легкий и коррозионно-стойкий алюминиевый сплав с отличной обрабатываемостью. Обладает хорошей свариваемостью, формуемостью и проваром. Этот материал подходит для использования в промышленных приложениях, таких как машины, детали самолетов и электрооборудование.

Латунь

Латунь представляет собой металлический сплав меди и цинка, пропорции которых определяются температурой плавления и кислотностью. Латунный станок с ЧПУ обрабатывает металл на станке с компьютерным управлением. Вращающиеся дрели, станки или пилы режут металл. Это популярный метод металлообработки. Латунь мягкая и легко обрабатывается в тонкие листы. Он используется для ювелирных изделий, архитектуры и мостов.

Латунь C260

Brass C260 представляет собой роторный станок для тяжелых условий эксплуатации с функциями перемещения по трем осям. Он работает на скорости до 6000 об/мин и имеет класс точности 0,001 мм на ось. Станок может использоваться как для работ малого, так и большого диаметра с рабочим пространством 800 x 400 мм и может быть оснащен различными инструментами в зависимости от размера выполняемой работы.

Этот сорт иногда называют патронной латунью из-за его истории использования в патронах для боеприпасов. Другие распространенные области применения включают заклепки, петли и сердцевины радиаторов.

Латунь C360

Brass C360 — это еще одна поворотная установка для тяжелых условий эксплуатации с функциями перемещения по трем осям. Он работает на скорости до 6000 об/мин и имеет класс точности 0,001 мм на ось. Станок может использоваться как для работ малого, так и большого диаметра с рабочим пространством 800 x 400 мм.

Медь C101

Медь C101 — это тип медного сплава, в котором химический состав меди был изменен за счет включения одного или нескольких дополнительных элементов. Наиболее распространенными добавками являются олово и цинк, но могут быть добавлены и другие добавки. Медь C101 используется в самых разных областях, включая электропроводку, сантехнику и теплообменники.

Медь C101 представляет собой жидкий металл с высокой коррозионной стойкостью и отличной электропроводностью. Обладает хорошими механическими свойствами, с ним легко работать. Медь C101 может использоваться в различных областях, таких как электроника, электродвигатели, магнитные двигатели, осветительное оборудование и другие области.

Стали

Сталь представляет собой высокоуглеродистую инструментальную сталь, обладающую хорошей устойчивостью к износу. Он используется для режущих инструментов, сверл и других изделий, требующих высокой прочности, хорошей ударной вязкости и отличной износостойкости. Зернистая структура этого материала аналогична структуре многих сталей. Это означает, что его можно обрабатывать режущими инструментами с аналогичным покрытием. Он также имеет хорошие характеристики обрабатываемости, что означает, что он не поддается термической обработке так же легко, как другие стали.

Сталь 1008 доступна в горячем и холоднокатаном листах. Горячекатаный лист перед обработкой отжигают, а холоднокатаный лист не подвергают отжигу. Это влияет на чистоту поверхности стали и на то, насколько хорошо она будет удерживать кромку при обработке хонинговальным инструментом или точильным бруском.

Сталь 1018 представляет собой низколегированную сталь с хорошей износостойкостью и усталостной долговечностью. Обладает хорошей коррозионной стойкостью и острыми режущими свойствами.

Сталь 1020 представляет собой высокопрочную низколегированную сталь с хорошей коррозионной стойкостью и отличными свойствами горячей штамповки. Его можно легко обрабатывать ручными инструментами, а также можно дополнительно перерабатывать в высокопрочные низколегированные стали, нержавеющие стали или углеродистые стали.

Сталь 1045 представляет собой низколегированную сталь средней и высокой прочности с хорошими свойствами горячей штамповки и хорошей коррозионной стойкостью. Он обладает отличной прочностью при комнатной температуре и легко обрабатывается ручными инструментами, но при нагревании становится хрупким.

Сталь 430Ф

Сталь 430F представляет собой среднеуглеродистую сталь, обладающую превосходной прочностью и износостойкостью. Обладает хорошей обрабатываемостью, свариваемостью и коррозионной стойкостью. Сталь 430F может использоваться для различных применений, включая: инструменты, режущие инструменты, ножи, сверла, зубчатые колеса и штампы.

Сталь 4130

4130 представляет собой сплав хрома (50%) и молибдена (20%). Он используется в высокопрочных низколегированных сталях, которые имеют высокую прочность на разрыв, низкое удлинение и отличную ударную вязкость.

Сталь 4140

4140 представляет собой сплав никеля (35%), хрома (17%), марганца (10%) и никеля (10%). Обладает хорошей обрабатываемостью, свариваемостью и коррозионной стойкостью. Характеристики этого сплава делают его пригодным для использования в деталях машин, таких как валы и шестерни, подвергающихся более высоким нагрузкам.

Сталь 40CrMo

40CrMo представляет собой сплав хрома (40%), углерода (10%) и молибдена (10%). Этот материал обладает превосходными механическими свойствами благодаря сочетанию высокой твердости, износостойкости и ударной вязкости с высокой прочностью на растяжение, что делает его идеальным для зубчатых передач.

42CrMo также является высокопрочным материалом. Этот продукт в основном используется в строительстве высокоскоростных поездов, самолетов, автомобилей и других отраслях промышленности, а также в производстве различных прецизионных деталей.

Сталь 12Л14 — низколегированная марка стали, содержащая марганец, кремний и молибден. Он широко используется для изготовления штампов для литья под давлением и других целей. Физические свойства зависят от химического состава.

Сталь 12Л15 – низколегированная марка стали, содержащая хром и молибден. Он широко используется для литья под давлением и других применений, требующих высокой прочности и ударной вязкости при повышенных температурах. Физические свойства зависят от химического состава.

Нержавеющая сталь 304

Нержавеющая сталь 304 является одной из самых универсальных и широко используемых нержавеющих сталей. Обладает хорошей коррозионной стойкостью ко многим средам, включая пресную и соленую воду, большинство промышленных химикатов и пищевых продуктов. Она имеет хорошие механические свойства, но не так прочна, как некоторые другие марки нержавеющей стали.

Нержавеющая сталь 304L представляет собой низкоуглеродистую версию нержавеющей стали 304 с меньшим содержанием углерода, чем у обычной марки 304. Это облегчает изготовление, сварку и полировку по сравнению с обычной маркой 304 без потери прочности или коррозионной стойкости. Его также можно использовать там, где ожидаются высокие температуры, например, болты выпускного коллектора, болты турбонагнетателя и штифты лопаток турбины.

Нержавеющая сталь 304F представляет собой аустенитную хромоникелевую нержавеющую сталь, которая сочетает в себе коррозионную стойкость аустенитных хромоникелевых сплавов с прочностью сплавов на основе ферритного железа. Это делает его очень привлекательным для применений, где требуется высокая прочность при повышенных температурах, таких как детали печей, трубы теплообменников, трубы парогенераторов и сосуды под давлением ядерных реакторов.

Нержавеющая сталь 316

Нержавеющая сталь 316 представляет собой аустенитный, устойчивый к коррозии сплав, основным компонентом которого является хром. Он имеет превосходное сочетание формуемости, прочности и ударной вязкости. Обозначение 15-5-3 указывает на состав 15% хрома, 5% молибдена и 3% никеля. Этот материал обладает отличной стойкостью к точечной и щелевой коррозии в растворах хлоридов. Он также используется в суровых условиях, где требуется высокая прочность в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью.

Нержавеющая сталь 316L

Нержавеющая сталь 316L похожа на нержавеющую сталь 316, но содержит низкое содержание углерода (0,030%). Нержавеющая сталь 316L используется, когда необходима свариваемость без ущерба для коррозионной стойкости или прочности.

Нержавеющая сталь 316F

Нержавеющая сталь 316F похожа на нержавеющую сталь 316, но содержит 1% молибдена вместо 5%. Он имеет лучшую устойчивость к точечной коррозии, чем нержавеющая сталь 316, и может использоваться при повышенных температурах до 1800 градусов по Фаренгейту (980 градусов по Цельсию).

Нержавеющая сталь 303

Нержавеющая сталь 303 представляет собой тип нержавеющей стали 18-8. Это один из самых популярных видов нержавеющей стали благодаря его высокой коррозионной стойкости, отличной формуемости и выдающимся механическим свойствам.

Нержавеющая сталь 303 обладает высокой прочностью на растяжение, хорошей ударной вязкостью и отличной стойкостью к коррозионному растрескиванию под воздействием хлоридов. Сплав обладает высокой теплопроводностью и низкой температурой тепловой деформации. Материал также обладает высокой устойчивостью к атмосферной коррозии, особенно в морской атмосфере. Коррозионную стойкость можно улучшить добавлением молибдена и азота.

Нержавеющая сталь 303 не вступает в реакцию с пищевыми продуктами или напитками любого рода.

Нержавеющая сталь РН17-4

Нержавеющая сталь PH17-4 представляет собой высокоуглеродистую хромомолибденовую сталь с минимальным пределом текучести 110 000 фунтов на квадратный дюйм и пределом прочности на разрыв 140 000 фунтов на квадратный дюйм. Он используется в авиационной промышленности для многих структурных применений, где требуется высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость и высокотемпературные свойства. Сплав также известен как нержавеющая сталь П-1, П-11 или 18/8.

супер сплав

Super Alloy — превосходный сплав. Этот высококачественный металл используется в производстве медицинских приборов, самолетов и автомобилей. Материал также называют «Супертитан».

Свойства суперсплава делают его популярным во многих отраслях, в том числе в тех, где требуются прочные и легкие материалы.

Основными компонентами Super Alloy являются титан, цирконий и гафний. Эти элементы в сочетании с железом, алюминием и ванадием создают металл с высокой температурой плавления и прочностью на растяжение.

Суперсплав можно найти во многих различных типах продуктов, в том числе:

Авиадвигатели

Шаттлы

Автозапчасти

Super Alloy имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными сплавами на основе железа, такими как чугун и углеродистая сталь. Это включает:

Высокая прочность при высоких температурах;

Высокая устойчивость к износу и коррозии;

Низкий коэффициент теплового расширения;

Высокая электропроводность;

Высокий модуль упругости;

Хорошая пластичность при температуре окружающей среды

титановый сплав

Титановый сплав представляет собой комбинацию титана и других металлов. Наиболее распространенным легирующим элементом является алюминий, на долю которого приходится до 60% от общего веса. Другие легирующие элементы включают ванадий и молибден.

Свойства титановых сплавов сильно различаются в зависимости от типов и количества используемых легирующих элементов. Титановые сплавы, как правило, прочнее, легче и более устойчивы к коррозии, чем чистый титан.

PEEK

PEEK представляет собой высококристаллическую форму полиэфиркетона (PEEK). Это полукристаллический полимер, доступный в виде листов, стержней и трубок.

PEEK имеет температуру стеклования около 140°C и температуру плавления около 400°C. PEEK обладает хорошей химической стойкостью к большинству агрессивных сред, включая кислоты, щелочи и спирты. Он также обладает хорошей устойчивостью к теплу, ультрафиолетовому излучению и гамма-излучению.

PEEK обладает превосходными механическими свойствами, включая высокий модуль (прочность на растяжение) при повышенных температурах, низкую ползучесть под нагрузкой, высокую прочность на растяжение при низких температурах (низкий коэффициент теплового расширения), низкое водопоглощение, отличную стабильность размеров и высокую стойкость к истиранию.