Механическая обработка с ЧПУ включает в себя резку, фрезерование или токарную обработку материалов для создания точных деталей и компонентов. Мы часто сталкиваемся с двумя типами металлов: твердым металлом и мягким металлом. Эти два материала обладают своими уникальными характеристиками и сценариями применения в механической обработке. Выбор металла для обработки с ЧПУ зависит от конкретного применения, требований к дизайну и желаемых свойств.
Твердые металлы
1. Обычные твердые металлы:
Твердые металлы, также известные как твердые сплавы или цементированные карбиды, часто относятся к таким материалам, как карбид вольфрама, кобальт-хромовые сплавы и инструментальные стали.
2. Свойства:
Твердые металлы обладают высокой твердостью, износостойкостью и прочностью. Они способны выдерживать высокие температуры и часто используются в тех областях применения, где истирание и износ являются критическими факторами.
При механической обработке с ЧПУ резка твердых металлов требует использования режущих инструментов большего диаметра, более высоких скоростей резания и большей глубины резания. Выбор правильных параметров резания имеет решающее значение для предотвращения перегрева и чрезмерного износа.
3. Приложения:
Режущий инструмент: Твердые металлы широко используются в производстве режущего инструмента, сверл, концевых фрез и пластин из-за их исключительной твердости и износостойкости.
Быстроизнашивающиеся детали: Они подходят для изготовления быстроизнашивающихся деталей в таких отраслях, как горнодобывающая промышленность, механическая обработка, нефтегазовая промышленность, где решающее значение имеет стойкость к истиранию.
Изготовление инструментов и штампов: Твердые металлы предпочтительны для применения в тех случаях, когда инструмент должен выдерживать многократное использование и сохранять свою остроту.
4. Проблемы:
Обработка твердых металлов может быть сложной задачей из-за их твердости. Часто требуются специализированные режущие инструменты и методы механической обработки, такие как высокоскоростная обработка и усовершенствованные покрытия для инструментов.
Мягкие металлы:
1. Обычные мягкие металлы:
Мягкие металлы обычно относятся к таким материалам, как алюминий, латунь, медь и некоторые марки стали.
2. Свойства:
Мягкие металлы характеризуются меньшей твердостью и более высокой пластичностью. Как правило, они легче поддаются механической обработке и формованию, что делает их пригодными для широкого спектра применений.
При обработке с ЧПУ для резки мягких металлов обычно используются меньшие глубины резания, более низкие скорости резания и более мягкие режущие инструменты. Точный контроль температуры резания и силы резания является ключом к обеспечению качества обработки.
3. Приложения:
Автомобильные компоненты: Мягкие металлы обычно используются в автомобильной промышленности для изготовления таких компонентов, как кронштейны, корпуса и теплообменники.
Аэрокосмические детали: Алюминиевые сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности из-за их легкого веса.
Бытовая электроника: Мягкие металлы используются в производстве деталей для бытовой электроники, таких как алюминиевые корпуса для смартфонов и ноутбуков.
Прототипирование: Мягкие металлы часто выбирают для быстрого создания прототипов из-за их простоты механической обработки.
4. Преимущества:
Мягкие металлы, как правило, легче поддаются обработке, что снижает износ инструмента и продлевает срок его службы.
Они часто обладают лучшей теплопроводностью, что делает их подходящими для применений, где важно рассеивание тепла.
Выбор между твердыми и мягкими металлами:
Механические свойства сплавов
Давайте начнем с механических свойств, которые измеряются характеристиками материалов при приложении различных усилий.
Основными ключевыми механическими свойствами, которые следует учитывать металлам, являются:
Эластичность (твердые металлы часто более эластичны, чем мягкие металлы)
Твердость (твердый металл)
Прочность (твердый металл)
Пластичность (мягкий металл)
Плотность (варьируется от мягкой до твердой в зависимости от соотношения плотности)
Магнитный (стальной)
Демпфирование (твердые металлы часто обладают меньшей демпфирующей способностью)
Вязкость при разрушении (диапазон вязкости при разрушении самый высокий для всех металлов, но он самый прочный от мягкого до твердого)
Износостойкость и усталостная стойкость металлов
Обычно, если вы обрабатываете деталь для получения прототипа сборки и функциональности, вам не нужно беспокоиться об износе материала. Ваш выбор материала будет очень важен, если вам нужна гарантированная прочность или если деталям, возможно, придется выдерживать экстремальные температуры и другие экологические испытания.
Коррозионная стойкость (стойкость к окислению) металлов
Коррозия сплавов вызывается химическими реакциями между сплавом и окружающей средой, приводящими к износу или окислению. Существует много причин коррозии металла, и стоит отметить, что все металлы подвержены коррозии. Чистое железо обычно быстро подвергается коррозии, но нержавеющая сталь в сочетании с железом и другими сплавами подвергается коррозии медленно. Если вы беспокоитесь о коррозии, хорошим выбором будет нержавеющая сталь.
Другой альтернативой нержавеющей стали является анодированный алюминий. Этот метод помогает уменьшить коррозию и, безусловно, является очень прочным покрытием.
Технологичность металлов
Когда дело доходит до технологичности, у каждого поставщика или партнера по производству может быть свой набор требований, основанный на их возможностях. Если вы обнаружите, что ваши детали не поддаются обработке, а дизайн вашей детали практически не отличается гибкостью, возможно, вам придется сменить метод изготовления на 3D-печать, которая обеспечивает уникальные решения в металле и пластике.
Стоимость металла
Последним важным элементом, который нам необходимо изучить перед выбором материалов, обычно является стоимость. Но если у вас есть более высокие требования к недвижимости, вы, скорее всего, заплатите за эти материалы больше. Мягкие металлы обычно более экономичны и просты в обработке, что может быть важным фактором при массовом производстве.
Таким образом, выбор между твердыми и мягкими металлами при обработке с ЧПУ зависит от конкретных потребностей применения. Твердые металлы обладают превосходной твердостью и износостойкостью, в то время как мягкие металлы обеспечивают преимущества с точки зрения обрабатываемости и экономической эффективности. Выбор должен соответствовать желаемым свойствам конечного продукта и задачам, связанным с процессом механической обработки.