Hur man väljer rätt material för dina anpassade CNC-bearbetade delar

Mångsidighet är en av de främsta fördelarna med CNC-bearbetning. Detta beror på att precisions-CNC-fräsning och -svarvning framgångsrikt kan generera färdiga produkter från ett brett utbud av råmaterial. Detta ger designingenjörer många möjligheter att utveckla prototyper och kommersiella varor.

Majoriteten av CNC-svarvade och frästa delar är sammansatta av metall. På grund av sin styrka och styvhet kan metall uthärda den snabba borttagningen av material som induceras av samtida instrument. Låt oss börja med att utforska de mest populära metallerna som används för CNC-bearbetning.

CNC-bearbetningsmaterial överväganden

Fukt

Vissa metaller är naturligt korrosionsbeständiga, medan andra behöver målas, pläteras eller anodiseras.

Styrka

Produktingenjörer oroar sig för:

Draghållfasthet: Hur väl motstår materialet en dragkraft?

⢠Kompression eller lastbärande: Hur väl motstår materialet en konstant belastning?

⢠Seghet: Hur segt är materialet??

⢠Elasticitet: Hur snabbt återgår materialet till sin ursprungliga form?

Alla material har olika styrka, därför är det viktigt att känna till dina toleransgränser och välja ett material med hög säkerhetsfaktor.

Värme

Uppvärmda material expanderar och drar ihop sig. Om din del går igenom flera uppvärmnings- och kylcykler kan detta påverka den. Innan de smälter blir uppvärmda delar mjukare och mer flexibla. För att förhindra avgörande delfel, använd alltid ett termiskt stabilt material mycket över förväntade arbetstemperaturer.

Rostskydds

Korrosion är inte bara exponering för vatten. Alla externa kemikalier kan orsaka delfel. Oljor, reagenser, syror, salter, alkoholer, rengöringsmedel etc. Kontrollera din metalls kemiska beständighet.

Bearbetningsbarhet

Vissa metaller och kolfibrer är svåra att bearbeta. Extremt tuffa material skadar skärverktyg snabbt. Andra måste hantera skärhastighet och matningshastigheter. Vissa material är snabbare att bearbeta. Att använda en snabbbearbetad metall för längre produktionsserier kan spara tid och kostnader

Alla råvaror har kostnader. Välj det mest funktionella, prisvärda materialet. Detta säkerställer den färdiga delens hållbarhet.

Metaller som används ofta för CNC-bearbetning på DS

I det här avsnittet kommer du att lära dig om de olika metaller som vanligtvis används vid CNC-bearbetning. Dessa material listas nedan.

Aluminiumbearbetning är en mycket mångsidig process och kan användas för en mängd olika applikationer. Det används i livsmedelsförpackningar, byggmaterial, fordons-, flyg-, försvars- och vitvaruindustrin samt vid tillverkning av konsumentvaror som möbler och köksutrustning, till och med leksaker.

Aluminium 7075-T5

Aluminium 7075-T5 används för att värmebehandla aluminiumlegeringar. Den är korrosionsbeständig, robust och lätt. Det är elektriskt, termiskt och slagtåligt. Aluminium 7075-T5 är kemiskt resistent mot klorgas eller saltvatten och mot väderpåverkan. Tillämpningar inkluderar marina propelleraxlar, växellådor och propelleraxelhus, drivaxlar/axlar för fordon eller styrkomponenter/främre upphängningslänkar, konstruktionsmaterial för broar och byggnader, gruvutrustning som borrar och pumpar, sportartiklar som tennisracketar och golfklubbor, medicinsk instrument (som endoskop), specialtillverkningsindustrier (som möbler) etc.

Aluminium 6063-T6

Aluminium 6063-T6 är en värmebehandlande legering som används för tillverkning av aluminiumlegeringar. Den har utmärkt korrosionsbeständighet, hög hårdhet och låg densitet. Materialet finns i form av stänger eller ark och kan gjutas vidare till göt

Aluminium 6061-T6

Aluminium 6061-T6 är en höghållfast, låg vikt och korrosionsbeständig aluminiumlegering som har utmärkt bearbetbarhet. Den har god svetsbarhet, formbarhet och svetsgenomträngning. Detta material är lämpligt för användning i industriella applikationer som maskiner, flygplansdelar och elektrisk utrustning.

Mässing

Mässing är en metallegering av koppar och zink, vars proportioner bestäms av smältpunkt och surhet. Mässing CNC-bearbetning fräsar metall med en datorstyrd maskin. Roterande borrar, maskiner eller sågar skär metall. Det är en populär metallbearbetningsteknik. Mässing är mjukt och lätt bearbetat till tunna plåtar. Det används för smycken, arkitektur och broar.

Mässing C260

Brass C260 är en kraftig roterande maskin med treaxliga rörelsefunktioner. Den arbetar i hastigheter upp till 6000 rpm och har en noggrannhet på 0,001 mm per axel. Maskinen kan användas för både små och stora jobb med en arbetsyta på 800 x 400 mm och kan förses med olika verktyg beroende på storleken på jobbet som utförs.

Denna kvalitet kallas ibland patronmässing tack vare dess historia av användning i ammunitionspatroner. Andra vanliga applikationer inkluderar nitar, gångjärn och kylarkärnor.

Mässing C360

Brass C360 är en annan kraftig roterande maskin med treaxliga rörelsefunktioner. Den arbetar i hastigheter upp till 6000 rpm och har en noggrannhet på 0,001 mm per axel. Maskinen kan användas för både små och stora jobb med en arbetsyta på 800 x 400 mm.

Koppar C101

Koppar C101 är en typ av kopparlegering där den kemiska sammansättningen av koppar har ändrats till att inkludera ett eller flera ytterligare element. De vanligaste tillsatserna är tenn och zink, men andra kan också tillsättas. Koppar C101 används i en mängd olika applikationer, inklusive elektriska ledningar, VVS och värmeväxlare.

Koppar C101 är en flytande metall med hög korrosionsbeständighet och utmärkt elektrisk ledningsförmåga. Den har goda mekaniska egenskaper och är lätt att arbeta med. Koppar C101 kan användas inom olika områden, såsom elektronik, elmotorer, magnetmotorer, belysningsutrustning och andra områden.

Stål

Stål är ett verktygsstål med hög kolhalt som ger god motståndskraft mot slitage. Den används för skärverktyg, borr och andra föremål som kräver hög hållfasthet, god seghet och utmärkt slitstyrka. Kornstrukturen i detta material liknar den som finns i många stål. Detta innebär att den kan bearbetas med skärverktyg som har liknande finish. Den har också goda bearbetningsegenskaper vilket gör att den inte värmebehandlas lika lätt som andra stål.

Stål 1008 finns i varmform och kallvalsad plåt. Den varma formen glödgas före bearbetning medan den kallvalsade plåten är oglödgad. Detta påverkar stålets ytfinish och hur väl det håller en kant när det avslutas med ett slipverktyg eller slipsten.

Steel 1018 är ett låglegerat stål med god slitstyrka och utmattningslivslängd. Den har god korrosionsbeständighet och skarpa skäregenskaper.

Steel 1020 är ett höghållfast låglegerat stål med god korrosionsbeständighet och utmärkta varmformningsegenskaper. Den kan lätt bearbetas med handverktyg och den kan också bearbetas vidare till höghållfasta låglegerade stål eller rostfria stål eller kolstål.

Steel 1045 är ett medelhöghållfast låglegerat stål med goda varmformningsegenskaper och god korrosionsbeständighet. Den har utmärkt seghet vid rumstemperatur och kan lätt bearbetas med handverktyg, men när den blir varm blir den skör.

Stål 430F

430F-stålet är ett medelstort kolstål som erbjuder utmärkt hållfasthet och slitstyrka. Den har god bearbetbarhet, svetsbarhet och korrosionsbeständighet. 430F-stålet kan användas för en mängd olika applikationer inklusive: verktyg, skärverktyg, knivar, borrar, kugghjul och stansar.

Stål 4130

4130 är en legering av krom (50%) och molybden (20%). Det används i höghållfasta låglegerade stål som har hög draghållfasthet, låg töjning och utmärkt seghet.

Stål 4140

4140 är en legering av nickel (35%), krom (17%), mangan (10%) och nickel (10%). Den har god bearbetbarhet, svetsbarhet och korrosionsbeständighet. Egenskaperna hos denna legering gör den lämplig för användning i maskindelar som axlar och kugghjul med högre belastning.

Stål 40CrMo

40CrMo är en legering av krom (40%), kol (10%) och molybden (10%). Detta material har utmärkta mekaniska egenskaper på grund av sin kombination av hög hårdhet, slitstyrka och seghet tillsammans med hög draghållfasthet vilket gör det idealiskt för växlar.

42CrMo är också ett slags höghållfast material. Denna produkt används främst vid konstruktion av höghastighetståg, flygplan, bilar och andra industrier samt vid tillverkning av olika precisionsdelar.

Stål 12L14 är en låglegerad stålkvalitet som innehåller mangan, kisel och molybden. Det används ofta för tillverkning av pressgjutformar och andra ändamål. De fysikaliska egenskaperna varierar beroende på den kemiska sammansättningen.

Stål 12L15 är en låglegerad stålkvalitet som innehåller krom och molybden. Det används ofta för pressgjutningar och andra applikationer som kräver hög hållfasthet och seghet vid förhöjda temperaturer. De fysikaliska egenskaperna varierar beroende på den kemiska sammansättningen.

Rostfritt stål 304

Rostfritt stål 304 är ett av de mest mångsidiga och mest använda av de rostfria stålen. Den har god korrosionsbeständighet mot många medier, inklusive söt- och saltvatten, de flesta industrikemikalier och livsmedelsprodukter. Den har goda mekaniska egenskaper, men är inte lika stark som vissa andra kvaliteter av rostfritt stål.

Rostfritt stål 304L är en lågkolhaltig version av rostfritt stål 304 med mindre kolhalt än vanlig kvalitet 304. Detta gör det lättare att tillverka, svetsa och polera än vanlig kvalitet 304 utan någon förlust i styrka eller korrosionsbeständighet. Den kan också användas i applikationer där höga temperaturer förväntas såsom avgasgrenrörsbultar, turboladdarbultar och turbinbladsstift.

Stainless Steel 304F är ett austenitiskt krom-nickel rostfritt stål som kombinerar korrosionsbeständigheten hos austenitiska krom-nickellegeringar med styrkan hos ferritiska järnbaserade legeringar. Detta gör den mycket attraktiv för applikationer där hög hållfasthet vid förhöjda temperaturer krävs såsom ugnsdelar, värmeväxlarrör, ånggeneratorrör och kärnreaktortryckkärl.

Rostfritt stål 316

Rostfritt stål 316 är en austenitisk, korrosionsbeständig legering med krom som primär beståndsdel. Den har en utmärkt kombination av formbarhet, styrka och seghet. Beteckningen 15-5-3 indikerar en sammansättning av 15 % krom, 5 % molybden och 3 % nickel. Detta material har utmärkt motståndskraft mot gropfrätning och spaltkorrosion i kloridlösningar. Den används också i svåra miljöer där hög hållfasthet i kombination med god korrosionsbeständighet krävs.

Rostfritt stål 316L

Rostfritt stål 316L liknar rostfritt stål 316 men innehåller lågt kolinnehåll (0,030%). Rostfritt stål 316L används när svetsbarhet behövs utan att ge avkall på korrosionsbeständighet eller styrka.

Rostfritt stål 316F

Rostfritt stål 316F liknar rostfritt stål 316 men innehåller 1 % molybden istället för 5 %. Den har bättre motståndskraft mot gropfrätning än rostfritt stål 316 och kan användas vid förhöjda temperaturer upp till 1800 grader Fahrenheit (980 grader Celsius).

Rostfritt stål 303

Stainless Steel 303 är en typ av 18-8 rostfritt stål. Det är en av de mest populära typerna av rostfritt stål, på grund av dess höga motståndskraft mot korrosion, utmärkta formbarhet och enastående mekaniska egenskaper.

Rostfritt stål 303 har hög draghållfasthet, god seghet och utmärkt motståndskraft mot kloridspänningskorrosionssprickor. Legeringen har hög värmeledningsförmåga och låg värmeförvrängningstemperatur. Materialet är också mycket motståndskraftigt mot atmosfärisk korrosion, särskilt i marina atmosfärer. Korrosionsbeständigheten kan förbättras genom tillsats av molybden och kväve.

Rostfritt stål 303 reagerar inte med mat eller dryck av något slag.

Rostfritt stål PH17-4

Rostfritt stål PH17-4 är ett högkolhaltigt krommolybdenstål med en lägsta sträckgräns på 110 000 psi och en draghållfasthet på 140 000 psi. Den används inom flygindustrin för många strukturella applikationer där hög hållfasthet, god korrosionsbeständighet och höga temperaturegenskaper krävs. Legeringen är också känd som P-1, P-11 eller 18/8 rostfritt stål.

Superlegering

Super Alloy är en överlägsen legering. Denna högkvalitativa metall används vid tillverkning av medicinsk utrustning, flygplan och bilar. Materialet kallas även "Super Titanium."

Egenskaperna hos Super Alloy gör den populär i många branscher, inklusive de som kräver starka, lätta material.

Huvudkomponenterna i Super Alloy är titan, zirkonium och hafnium. Dessa element kombineras med järn, aluminium och vanadin för att skapa en metall med hög smältpunkt och draghållfasthet.

Super Alloy finns i många olika typer av produkter, inklusive:

Flygplansmotorer

Rymdfärjor

Bildelar

Super Alloy har ett antal fördelar jämfört med traditionella järnbaserade legeringar som gjutjärn och kolstål. Dessa inkluderar:

Hög hållfasthet vid höga temperaturer;

Hög motståndskraft mot slitage och korrosion;

Låg termisk expansionskoefficient;

Hög elektrisk ledningsförmåga;

Hög elasticitetsmodul;

God duktilitet vid omgivningstemperatur

Titanlegering

Titanlegering är en kombination av titan och andra metaller. Det vanligaste legeringselementet är aluminium, som står för upp till 60 % av den totala vikten. Andra legeringsämnen inkluderar vanadin och molybden.

Egenskaperna hos titanlegeringar varierar kraftigt beroende på vilka typer och mängder av legeringselement som används. Titanlegeringar är i allmänhet starkare, lättare och mer korrosionsbeständiga än rent titan.

TITT

PEEK är en högkristallin form av polyeter-eterketon (PEEK). Det är en halvkristallin polymer tillgänglig i ark, stav och rör.

PEEK har en glasövergångstemperatur på ca 140°C och en smältpunkt på ca 400°C. PEEK har god kemisk beständighet mot de flesta frätande medier inklusive syror, alkalier och alkoholer. Den har också god motståndskraft mot värme, ultraviolett ljus och gammastrålning.

PEEK har utmärkta mekaniska egenskaper inklusive hög modul (draghållfasthet) vid förhöjda temperaturer, låg krypning under belastning, hög draghållfasthet vid låg temperatur (låg termisk expansionskoefficient), låg vattenabsorption, utmärkt dimensionsstabilitet och hög nötningsbeständighet.