CNC加工 幅広い金属素材との親和性が高い製法です。これらの材料の中で、ステンレス鋼とチタンは、カスタム パーツや試作品を作成する際に最も一般的に使用される 2 つの材料です。これらの材料はどちらも用途が広く、外観も似ています。私たちの身の回りには、さまざまな用途でステンレス鋼やチタンから作られた製品があります。ステンレス鋼は、調理器具、消費財、建設、船舶などで頻繁に使用されています。一方、チタンは重量がはるかに軽く、多くの場合に使用されます 医療機器、スポーツ用品、自転車、 自動車、および航空宇宙産業。しかし、CNC 加工プロジェクトには、これら 2 つの一般的な金属のどちらを選択すればよいでしょうか?
この記事では、CNC 加工プロセスにおけるステンレス鋼とチタンの違いをさまざまな観点から徹底的に分析し、プロジェクトに最適な材料を選択するためのガイドを提供します。
チタンとステンレスの違い比較表
チタンとステンレス鋼は、他と区別する際立った優れた品質を備えています。この比較を明確にするために、これら 2 つの金属を互いに区別する膨大な数の特性について詳しく説明します。これらの特性には、元素組成、耐腐食性、電気と熱を伝導する能力、融点、硬度、重量、および調査に値するその他の側面など、さまざまな側面が含まれます。
| 財産 | チタン | ステンレス鋼 | 結論 |
| 耐久性 | 軽量で耐腐食性に優れ、ステンレス鋼よりも高温や熱衝撃に強い金属です。 | チタンよりもキズやへこみに強く、表面が無孔のためメンテナンスも容易です。 | チタンとステンレス鋼はどちらも耐久性の高い金属であり、特定の用途に合わせて選択できます |
| 原価 | 加工と製造コストが高いため、ステンレス鋼よりも高価になる傾向があります。 | 一般に、製造業で広く使用されているコスト削減ソリューションです。 | チタンは医療や航空宇宙などの重要な用途に最適ですが、予算が前提条件である場合はステンレス鋼が好まれます |
| 硬度 | 強度対重量比が高く、ほとんどの力に抵抗する硬質酸化物層を形成します。 | その硬度は、使用する合金組成と製造プロセスによって異なります | チタンとステンレス鋼はどちらも、過酷な環境で使用される強くて耐久性のある金属です |
| 重さ | その密度は約 4.51 g/cm³ | その密度は約 7.9 g/cm³ です。 | チタンは、同じ体積のスチールよりも約 40% 軽い |
| 耐食性 | 酸化皮膜の形成により、自然環境から人工環境まで幅広い環境で優れた耐食性を発揮することで知られています。 | 不動態被膜を形成するクロムを含有しているため、適度な耐食性があります。 | ステンレス鋼は、特定の環境や条件ではチタンよりも腐食しやすい |
| 電気伝導性 | その電気伝導率は約 3.1 x 10^6 ジーメンス/メートルです。 | ステンレス鋼の特定の等級に応じて、1.45 x 10^6 から 2.5 x 10^6 ジーメンス/メートルの範囲 | ステンレス鋼は、一般的にチタンよりも優れた電気伝導体です |
| 熱伝導率 | その熱伝導率は約 22 W/(m*K) です。 | 組成によって異なり、オーステナイト系ステンレス鋼の場合、14.4 W/(m*K) から 72 W/(m*K) の範囲になります。 | 一般に、ステンレス鋼は熱伝達に対する抵抗が大きいため、チタンに比べて熱伝導率が低くなります。 |
| 融点 | 融点は 1,668°C (3034°F) です。 | 通常、融点は 1,400 ～ 1,500°C (2,552 ～ 2,732°F) です。 | チタンはステンレスに比べて融点が高い |
| 機械加工性 | 弾性率が低いため加工が難しく、曲がりやすく変形しやすい | 弾性率が高く、切削工具にくっつきにくいため、機械加工が容易になります。 | 一般に、ステンレス鋼は強度と硬度が低いため、チタンよりも機械加工が容易です。 |
| 成形性 | 延性が低く、加工硬化傾向があるため、ステンレス鋼よりも成形性が低くなります。 | 延性と可鍛性のある金属なので、折れたり割れたりすることなく、さまざまな形状に簡単に成形できます。 | 通常、ステンレス鋼はチタンよりも加工しやすく、成形性に優れています。 |
| 溶接性 | 融点が高く、酸素との反応性が高いため、溶接が困難な場合があります | 酸素に対する反応性が低く、溶接性は使用する合金によって異なります。 | 全体として、チタンの溶接性はステンレス鋼よりも難しい |
| 降伏強さ | 半分の密度でステンレス鋼と同様の強度を示すため、単位質量あたりの強度が最も高い金属の 1 つと考えられています。 | 合金元素に応じて、ステンレス鋼の降伏強度は 25 MPa から 2500 MPa まで変化します。 | 全体的な強度が必要なプロジェクトにはステンレス鋼が適していますが、単位質量あたりの強度が必要な場合はチタンが適しています。 |
| 抗張力 | 市販の純チタンの引張強度は 240 ～ 410 MPa (メガパスカル) ですが、一部の高強度合金の引張強度は最大 1,400 MPa です。 | ステンレス鋼の引張強度は、ステンレス鋼の等級と種類に応じて、通常 515 ～ 827 MPa の範囲です。 | ステンレス鋼の引張強度は一般にチタンよりも高い |
| 剪断強度 | チタンのせん断強度は、約 300 から 580 MPa (43,500 から 84,000 psi) の範囲です。 | ステンレス鋼の典型的なせん断強度は、400 ～ 800 MPa (58,000 ～ 116,000 psi) の範囲です。 | ステンレス鋼はチタンよりもせん断荷重に対する耐性が高い |
| 外観・色 | チタンは自然な状態では銀灰色です | ステンレス鋼はより銀色または灰色がかった白色の色調を持っています | ステンレス鋼は、コーティングまたは仕上げ後も金属のような輝きを保ちますが、チタンの自然な色は常に見えます。 |
| アプリケーション | 高い強度対重量比 優れた耐食性 極端な温度に対する高い耐性 | 汎用性の高い 優れた耐食性 高強度 良い耐久性 | チタン: 航空宇宙、産業、建築、消費、ジュエリー、医療産業、核廃棄物の保管。 ステンレス鋼: 建築、紙、パルプ、およびバイオマス変換、化学および石油化学の処理、食品および飲料、エネルギー、銃器、自動車、医療、3D 印刷 |
CNC 加工プロジェクトに適したものを選択する方法: ステンレス鋼またはチタン?
さまざまなチタンおよびステンレス鋼合金が、CNC 機械加工の分野で広く使用されています。これら 2 つの材料が機械加工プロセスでどのように機能するかの詳細な分析については、ここに示す比較表を参照してください。また、ページの詳細に進むこともできます ステンレス鋼加工 と チタン加工サービス より包括的な詳細を取得します。
| チタン | ステンレス鋼 | |
| 合金 | チタングレード1 グレード2チタン チタングレード5（TC4、Ti6Al4v） | ステンレス鋼 303 ステンレス鋼 304 ステンレス鋼 316 ステンレス鋼 416 ステンレス鋼 17-4PH ステンレス鋼 15-5 |
| 利点 | 高い強度対重量比 優れた耐食性 高い動作温度 低熱膨張無毒 | 耐熱性良好 優れた耐食性 高強度と靭性 |
| 短所 | 高コスト 機械加工が難しい 低弾性 変形しやすい | 磁気はその使用を制限します 成形や曲げが困難 同様の特性を持つ他の材料よりも重い |
| 公差 | これは、目的の効果と使用するチタンによって決まります。 ±0.005 インチ (±0.13 mm) の公差が達成可能です。 | それは、目的の効果と使用される正確な合金によって決まります。 ±0.005 インチ (±0.13 mm) の公差が達成可能です。 |
| 壁の厚さ | ±0.03 インチ (±0.8 mm) の最小肉厚。 | ±0.03 インチ (±0.8 mm) の最小肉厚。 |
| パーツサイズ | ほとんどの場合、利用可能な機械と部品の形状によって決まります。 | ほとんどの場合、利用可能な機械と部品の形状によって決まります。 |
| 仕上げ | 機械加工のまま、肌焼き、アルマイト。 | 機械加工のまま、粉体塗装、ビーズブラスト。 |
結論
ステンレス鋼とチタンは、CNC 加工で頻繁に使用される材料です。それらはさまざまな産業で見られ、それらの多数の合金はすべて優れた品質を持っています.これらの合金は、実質的にすべてに耐えることができます CNC加工方法 適切な機器とパラメータが利用されたら。適切なステンレス鋼やチタン合金を使用するには、その特性、加工環境、目的とする機能などを総合的に把握する必要があります。
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