چگونه مواد مناسب را برای قطعات ماشینکاری CNC سفارشی خود انتخاب کنید

تطبیق پذیری یکی از مزایای اصلی ماشینکاری CNC است. این به این دلیل است که آسیاب و تراشکاری CNC دقیق می تواند با موفقیت محصولات نهایی را از طیف گسترده ای از مواد خام تولید کند. این امر مهندسین طراح را با امکانات متعددی برای توسعه نمونه های اولیه و کالاهای تجاری فراهم می کند.

اکثر قطعات CNC تراشیده و آسیاب شده از فلز تشکیل شده اند. فلز به دلیل استحکام و استحکام خود می تواند حذف سریع مواد ناشی از ابزارهای معاصر را تحمل کند. بیایید با بررسی محبوب ترین فلزات مورد استفاده برای ماشینکاری CNC شروع کنیم.

ملاحظات مواد ماشینکاری CNC

مرطوب

برخی از فلزات به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم هستند، در حالی که برخی دیگر نیاز به رنگ آمیزی، آبکاری یا آنودایز دارند.

استحکام - قدرت

نگرانی مهندسان محصول در مورد:

استحکام کششی: ماده چقدر در برابر نیروی کششی مقاومت می کند؟

فشار یا تحمل بار: ماده چقدر در برابر بار ثابت مقاومت می کند؟

⢠چقرمگی: مواد چقدر سخت است؟

الاستیسیته: چقدر سریع ماده به شکل اولیه خود باز می گردد؟

همه مواد دارای قدرت های متفاوتی هستند، بنابراین مهم است که محدودیت های تحمل خود را بدانید و ماده ای با ضریب ایمنی بالا را انتخاب کنید.

حرارت

مواد گرم شده منبسط و منقبض می شوند. اگر قطعه شما چندین چرخه گرمایش و سرمایش را طی کند، این می تواند بر آن تأثیر بگذارد. قبل از ذوب، قطعات گرم شده نرم تر و انعطاف پذیرتر می شوند. برای جلوگیری از خرابی مهم قطعه، همیشه از مواد پایدار حرارتی بسیار بالاتر از دمای کاری پیش بینی شده استفاده کنید.

ضد خوردگی

خوردگی صرفاً قرار گرفتن در معرض آب نیست. هر ماده شیمیایی خارجی می تواند باعث خرابی قطعه شود. روغن ها، معرف ها، اسیدها، نمک ها، الکل ها، پاک کننده ها و غیره مقاومت شیمیایی فلز خود را بررسی کنید.

ماشین کاری

ماشینکاری برخی فلزات و الیاف کربن دشوار است. مواد بسیار سخت به سرعت به ابزارهای برش آسیب می رسانند. دیگران باید سرعت برش و نرخ تغذیه را مدیریت کنند. برخی از مواد سریعتر پردازش می شوند. استفاده از یک فلز با ماشینکاری سریع برای تولید طولانی تر می تواند در زمان و هزینه صرفه جویی کند

همه مواد اولیه هزینه دارند. کاربردی ترین و مقرون به صرفه ترین مواد را انتخاب کنید. این امر دوام قطعه تمام شده را تضمین می کند.

فلزات به طور گسترده برای ماشینکاری CNC در DS استفاده می شود

در این بخش با فلزات مختلفی که معمولا در ماشینکاری CNC استفاده می شوند آشنا می شوید. این مواد در زیر فهرست شده اند.

ماشینکاری آلومینیوم یک فرآیند بسیار متنوع است و می تواند برای کاربردهای مختلف استفاده شود. در صنایع بسته بندی مواد غذایی، مصالح ساختمانی، خودروسازی، هوافضا، صنایع دفاعی و لوازم خانگی و همچنین در ساخت کالاهای مصرفی مانند مبلمان و وسایل آشپزخانه و حتی اسباب بازی ها استفاده می شود.

آلومینیوم 7075-T5

آلومینیوم 7075-T5 برای عملیات حرارتی آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. مقاوم در برابر خوردگی، مقاوم و سبک وزن است. از نظر الکتریکی، حرارتی و در برابر ضربه مقاوم است. آلومینیوم 7075-T5 از نظر شیمیایی در برابر گاز کلر یا آب نمک و در برابر هوا مقاوم است. کاربردها شامل شفت پروانه دریایی، گیربکس و محفظه شفت پروانه، شفت/محورهای محرک خودرو یا اجزای فرمان/پیوندهای تعلیق جلو، مصالح ساختمانی برای پل‌ها و ساختمان‌ها، تجهیزات معدن مانند مته‌ها و پمپ‌ها، کالاهای ورزشی مانند راکت‌های تنیس و چوب گلف، پزشکی. ابزار (مانند آندوسکوپ)، صنایع تولید سفارشی (مانند مبلمان) و غیره.

آلومینیوم 6063-T6

آلومینیوم 6063-T6 یک آلیاژ عملیات حرارتی است که برای تولید آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود. مقاومت در برابر خوردگی عالی، سختی بالا و چگالی کم دارد. این ماده به شکل میله یا ورق موجود است و می‌توان آن را بیشتر در شمش ریخت

آلومینیوم 6061-T6

آلومینیوم 6061-T6 یک آلیاژ آلومینیوم با استحکام بالا، وزن کم و مقاوم در برابر خوردگی است که ماشین کاری عالی دارد. جوش پذیری، شکل پذیری و نفوذ جوش خوبی دارد. این ماده برای کاربردهای صنعتی مانند ماشین آلات، قطعات هواپیما و تجهیزات الکتریکی مناسب است.

برنج

برنج یک آلیاژ فلزی از مس و روی است که نسبت آن با نقطه ذوب و اسیدیته تعیین می شود. برنج CNC ماشینکاری آسیاب فلز با یک ماشین کنترل شده توسط کامپیوتر. مته ها، ماشین ها یا اره های چرخان فلز را برش می دهند. این یک تکنیک فلزکاری محبوب است. برنج نرم است و به راحتی به ورقه های نازک تبدیل می شود. برای جواهرات، معماری و پل ها استفاده می شود.

برنج C260

برنج C260 یک دستگاه چرخشی سنگین با ویژگی حرکت سه محوره است. تا سرعت 6000 دور در دقیقه کار می کند و دارای امتیاز دقت 0.001 میلی متر در هر محور است. دستگاه را می توان برای کارهای با قطر کوچک و بزرگ با ظرفیت فضای کاری 800 در 400 میلی متر استفاده کرد و بسته به اندازه کار می توان آن را با ابزارهای مختلفی نصب کرد.

این درجه به دلیل سابقه استفاده در فشنگ های مهمات گاهی اوقات به عنوان برنج فشنگ نیز شناخته می شود. سایر کاربردهای رایج عبارتند از پرچ، لولا و هسته رادیاتور.

برنج C360

برنج C360 یکی دیگر از ماشین های سنگین دوار نصب شده با ویژگی های حرکت سه محور است. تا سرعت 6000 دور در دقیقه کار می کند و دارای امتیاز دقت 0.001 میلی متر در هر محور است. دستگاه را می توان برای کارهای با قطر کوچک و بزرگ با ظرفیت فضای کاری 800×400 میلی متر استفاده کرد.

مس C101

مس C101 نوعی آلیاژ مس است که در آن ترکیب شیمیایی مس به یک یا چند عنصر اضافی تغییر یافته است. رایج ترین افزودنی ها قلع و روی هستند، اما سایر افزودنی ها نیز ممکن است اضافه شوند. مس C101 در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله سیم کشی برق، لوله کشی و مبدل های حرارتی استفاده می شود.

مس C101 یک فلز مایع با مقاومت در برابر خوردگی بالا و هدایت الکتریکی عالی است. خواص مکانیکی خوبی دارد و کار با آن آسان است. مس C101 را می توان در زمینه های مختلفی مانند الکترونیک، موتورهای الکتریکی، موتورهای مغناطیسی، تجهیزات روشنایی و سایر زمینه ها استفاده کرد.

فولاد

فولاد یک فولاد ابزار پر کربن است که مقاومت خوبی در برابر سایش و پارگی دارد. برای ابزارهای برش، مته ها و سایر مواردی که به استحکام بالا، چقرمگی خوب و مقاومت در برابر سایش عالی نیاز دارند، استفاده می شود. ساختار دانه این ماده شبیه به آن چیزی است که در بسیاری از فولادها یافت می شود. این بدان معنی است که می توان آن را با ابزارهای برشی که دارای روکش مشابهی هستند، ماشین کاری کرد. همچنین ویژگی‌های ماشین‌کاری خوبی دارد که به این معنی است که به راحتی سایر فولادها عملیات حرارتی نمی‌شود.

استیل 1008 به دو صورت گرم و نورد سرد موجود می باشد. فرم گرم قبل از ماشینکاری آنیل می شود در حالی که ورق نورد سرد غیر آنیل شده است. این امر بر روی سطح فولاد و نحوه نگه داشتن لبه آن در هنگام کار با ابزار تراش یا سنگ تیزکننده تأثیر می گذارد.

فولاد 1018 یک فولاد کم آلیاژ با مقاومت در برابر سایش و عمر خستگی خوب است. مقاومت در برابر خوردگی خوب و خواص برش تیز دارد.

فولاد 1020 یک فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا با مقاومت در برابر خوردگی خوب و خواص شکل دهی گرم عالی است. می توان آن را به راحتی با ابزار دستی ماشین کاری کرد و همچنین می توان آن را به فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا یا فولادهای ضد زنگ یا فولادهای کربنی تبدیل کرد.

فولاد 1045 یک فولاد کم آلیاژ با استحکام متوسط ​​و بالا با خواص گرم شکل دهی خوب و مقاومت در برابر خوردگی خوب است. چقرمگی عالی در دمای اتاق دارد و می توان آن را به راحتی با ابزار دستی ماشین کاری کرد، اما وقتی داغ می شود شکننده می شود.

فولاد 430F

فولاد 430F یک فولاد کربن متوسط ​​است که استحکام و مقاومت بالایی در برابر سایش دارد. قابلیت ماشینکاری، جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد. فولاد 430F را می توان برای کاربردهای مختلفی از جمله: ابزار کاری، ابزار برش، چاقو، مته، چرخ دنده و قالب استفاده کرد.

استیل 4130

4130 آلیاژی از کروم (50%) و مولیبدن (20%) است. در فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا که دارای استحکام کششی بالا، کشیدگی کم و چقرمگی عالی هستند استفاده می شود.

استیل 4140

4140 آلیاژی از نیکل (35%)، کروم (17%)، منگنز (10%) و نیکل (10%) است. قابلیت ماشینکاری، جوش پذیری و مقاومت در برابر خوردگی خوبی دارد. ویژگی های این آلیاژ آن را برای استفاده در قطعات ماشین آلات مانند شفت و چرخ دنده با بارهای بالاتر مناسب می کند.

فولاد 40CrMo

40CrMo آلیاژی از کروم (40%)، کربن (10%) و مولیبدن (10%) است. این ماده به دلیل ترکیبی از سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی همراه با مقاومت کششی بالا دارای خواص مکانیکی عالی است که آن را برای چرخ دنده ها ایده آل می کند.

42CrMo نیز نوعی ماده با استحکام بالا است. این محصول عمدتاً در ساخت قطارهای پرسرعت، هواپیما، اتومبیل و سایر صنایع و همچنین در تولید قطعات دقیق مختلف کاربرد دارد.

فولاد 12L14 یک فولاد کم آلیاژ است که حاوی منگنز، سیلیکون و مولیبدن است. به طور گسترده ای برای ساخت قالب های ریخته گری و سایر اهداف استفاده می شود. خواص فیزیکی بسته به ترکیب شیمیایی متفاوت است.

فولاد 12L15 یک فولاد کم آلیاژ است که حاوی کروم و مولیبدن است. به طور گسترده برای ریخته گری و سایر کاربردهایی که به استحکام و چقرمگی بالا در دماهای بالا نیاز دارند استفاده می شود. خواص فیزیکی بسته به ترکیب شیمیایی متفاوت است.

فولاد ضد زنگ 304

فولاد ضد زنگ 304 یکی از همه کاره ترین و پرکاربردترین فولادهای زنگ نزن است. مقاومت در برابر خوردگی خوبی در برابر بسیاری از رسانه ها از جمله آب شیرین و شور، اکثر مواد شیمیایی صنعتی و محصولات غذایی دارد. این دارای خواص مکانیکی خوبی است، اما به اندازه برخی از انواع دیگر فولاد ضد زنگ قوی نیست.

فولاد ضد زنگ 304L یک نسخه کم کربن از فولاد ضد زنگ 304 با محتوای کربن کمتر نسبت به گرید 304 معمولی است. این امر ساخت، جوش و صیقل دادن آن را نسبت به درجه معمولی 304 بدون کاهش استحکام یا مقاومت در برابر خوردگی آسان تر می کند. همچنین می‌توان از آن در کاربردهایی استفاده کرد که دمای بالا مورد انتظار است مانند پیچ‌های منیفولد اگزوز، پیچ‌های توربوشارژر و پین‌های تیغه توربین.

فولاد زنگ نزن 304F یک فولاد ضد زنگ آستنیتی کروم نیکل است که مقاومت در برابر خوردگی آلیاژهای کروم نیکل آستنیتی را با استحکام آلیاژهای پایه آهن فریتی ترکیب می کند. این امر آن را برای کاربردهایی که در آن استحکام بالا در دماهای بالا مورد نیاز است مانند قطعات کوره، لوله های مبدل حرارتی، لوله های مولد بخار و مخازن تحت فشار راکتور هسته ای بسیار جذاب می کند.

فولاد ضد زنگ 316

فولاد زنگ نزن 316 یک آلیاژ آستنیتی مقاوم در برابر خوردگی با کروم به عنوان ماده اولیه تشکیل دهنده آن است. ترکیبی عالی از شکل پذیری، استحکام و چقرمگی دارد. نام گذاری 15-5-3 نشان دهنده ترکیبی از 15٪ کروم، 5٪ مولیبدن و 3٪ نیکل است. این ماده در برابر خوردگی حفره ای و شکافی در محلول های کلرید مقاومت بسیار خوبی دارد. همچنین در محیط های سخت که به استحکام بالا همراه با مقاومت در برابر خوردگی خوب نیاز است استفاده می شود.

فولاد ضد زنگ 316 لیتر

فولاد ضد زنگ 316L مشابه فولاد ضد زنگ 316 است اما حاوی کربن کم (0.030٪) است. فولاد ضد زنگ 316L زمانی استفاده می شود که قابلیت جوشکاری بدون از بین بردن مقاومت خوردگی یا استحکام لازم باشد.

فولاد ضد زنگ 316F

فولاد ضد زنگ 316F مشابه فولاد ضد زنگ 316 است اما به جای 5 درصد حاوی 1 درصد مولیبدن است. نسبت به فولاد ضد زنگ 316 مقاومت بهتری در برابر سوراخ شدن دارد و می توان در دماهای بالا تا 1800 درجه فارنهایت (980 درجه سانتیگراد) استفاده کرد.

فولاد ضد زنگ 303

استنلس استیل 303 نوعی فولاد ضد زنگ 18-8 می باشد. این فولاد به دلیل مقاومت بالا در برابر خوردگی، شکل پذیری عالی و خواص مکانیکی فوق العاده یکی از محبوب ترین انواع فولاد ضد زنگ می باشد.

فولاد ضد زنگ 303 دارای استحکام کششی بالا، چقرمگی خوب و مقاومت عالی در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش کلرید است. این آلیاژ دارای هدایت حرارتی بالا و دمای اعوجاج حرارتی پایین است. این ماده همچنین در برابر خوردگی جوی به ویژه در جوهای دریایی بسیار مقاوم است. مقاومت در برابر خوردگی را می توان با افزودن مولیبدن و نیتروژن بهبود بخشید.

فولاد ضد زنگ 303 با غذاها یا نوشیدنی ها از هر نوعی واکنش نشان نمی دهد.

فولاد ضد زنگ PH17-4

فولاد ضد زنگ PH17-4 یک فولاد کروم مولیبدن با کربن بالا با حداقل استحکام تسلیم 110000 psi و مقاومت کششی 140000 psi است. این در صنعت هواپیما برای بسیاری از کاربردهای ساختاری که در آن به استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب و خواص دمای بالا نیاز است استفاده می شود. این آلیاژ همچنین به عنوان فولاد ضد زنگ P-1، P-11 یا 18/8 شناخته می شود.

سوپر آلیاژ

سوپر آلیاژ یک آلیاژ برتر است. این فلز با کیفیت بالا در ساخت تجهیزات پزشکی، هواپیما و خودرو استفاده می شود. این ماده همچنین "سوپر تیتانیوم" نامیده می شود.

خواص سوپر آلیاژ آن را در بسیاری از صنایع، از جمله صنایعی که به مواد قوی و سبک نیاز دارند، محبوب کرده است.

اجزای اصلی سوپر آلیاژ تیتانیوم، زیرکونیوم و هافنیوم هستند. این عناصر با آهن، آلومینیوم و وانادیوم ترکیب می شوند تا فلزی با نقطه ذوب بالا و استحکام کششی ایجاد کنند.

سوپر آلیاژ را می توان در انواع مختلفی از محصولات یافت، از جمله:

موتورهای هواپیما

شاتل های فضایی

قطعات خودرو

سوپر آلیاژ نسبت به آلیاژهای سنتی مبتنی بر آهن مانند چدن و ​​فولادهای کربنی دارای تعدادی مزیت است. این شامل:

استحکام بالا در دماهای بالا؛

مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی؛

ضریب انبساط حرارتی پایین؛

هدایت الکتریکی بالا؛

مدول الاستیسیته بالا؛

شکل پذیری خوب در دمای محیط

آلیاژ تیتانیوم

آلیاژ تیتانیوم ترکیبی از تیتانیوم و سایر فلزات است. رایج ترین عنصر آلیاژی آلومینیوم است که تا 60 درصد وزن کل را تشکیل می دهد. سایر عناصر آلیاژی عبارتند از وانادیوم و مولیبدن.

خواص آلیاژهای تیتانیوم بسته به نوع و مقدار عناصر آلیاژی مورد استفاده متفاوت است. آلیاژهای تیتانیوم به طور کلی قوی تر، سبک تر و مقاوم تر از تیتانیوم خالص هستند.

زیرچشمی نگاه کردن

PEEK یک شکل بسیار کریستالی از پلی اتر اتر کتون (PEEK) است. این یک پلیمر نیمه کریستالی است که به صورت ورق، میله و لوله موجود است.

PEEK دارای دمای انتقال شیشه ای در حدود 140 درجه سانتیگراد و نقطه ذوب حدود 400 درجه سانتیگراد است. PEEK مقاومت شیمیایی خوبی در برابر بیشتر محیط های خورنده از جمله اسیدها، قلیاها و الکل ها دارد. همچنین مقاومت خوبی در برابر گرما، اشعه ماوراء بنفش و اشعه گاما دارد.

PEEK دارای خواص مکانیکی عالی از جمله مدول بالا (استحکام کششی) در دماهای بالا، خزش کم تحت بار، استحکام کششی بالا در دمای پایین (ضریب انبساط حرارتی پایین)، جذب آب کم، پایداری ابعادی عالی و مقاومت در برابر سایش بالا است.