选择完美的CNC材料

杰克·莱 CNC加工专家

专长于 CNC铣削, CNC车削, 3D打印, 聚氨酯铸造, 和 钣金加工 服务。


数控加工 能够制造任何金属或塑料制品。其可用材料的广泛应用使其完美选择是一个具有挑战性的过程。我们将在机械和热性能、成本和典型应用方面比较大多数 CNC 材料。在表格和图表中总结了所有这些信息,并提供了可用的 CNC 材料选项和具体细节。

材料选择过程

材料选择过程的基本步骤:

  1. 定义材料要求:包括机械、热学、成本、表面光洁度和其他材料要求。应考虑零件使用环境和相互作用的部件。
  2. 确定候选材料:确定某种候选材料,满足您的全部或大部分设计要求。
  3. 选择最合适的材料:折衷两种或多种设计,如机械性能和成本。确定最合适的材料。

您可以根据以下信息确定最适合您的应用的材料,并将您的项目控制在预算范围内。

CNC 材料选择指南

由于金属和塑料材料有显着差异,我们将这些材料分组并比较它们的特性。金属通常用于高强度、硬度和耐热性要求。虽然塑料重量轻,但具有耐化学性和电绝缘性能。

这些材料特性包括机械强度(作为拉伸屈服强度)、可加工性(数控加工的易加工性)、材料成本、金属硬度、塑料耐温性。

下图为具体工程材料识别CNC材料:

金属性能总结

材料年级力量硬度可加工性成本
6061中等的中等的出色的低的
6082中等的中等的出色的低的
7075高的中等的出色的中等的
5083中等的低的出色的低的
不锈钢304高的中等的较差的中等的
316高的中等的较差的高的
2205(复式)高的高的较差的高的
303高的高的中等的高的
17-4高的很高较差的高的
软钢1018中等的中等的中等的低的
1045中等的高的中等的中等的
A36高的中等的中等的中等的
合金钢4140中等的高的中等的中等的
4340高的高的中等的中等的
工具钢D2高的很高较差的高的
高的很高较差的高的
高的很高较差的高的
黄铜C3600中等的中等的出色的中等的

塑料性能总结

材料力量工作温度可加工性成本
ABS树脂中等的60℃中等的低的
尼龙高的100℃较差的低的
聚碳酸酯(PC)高的120℃较差的低的
POM(聚甲醛)中等的82℃出色的低的
聚四氟乙烯(铁氟龙)低的260℃出色的低的
高密度聚乙烯低的80℃较差的低的
PEEK高的260℃较差的高的

CNC金属合金概述

铝合金

铝合金 具有优异的强度重量比、高导热性和导电性、天然耐腐蚀性。它可以以低成本轻松加工,并且经常用作定制金属零件生产和原型制作的经济选择。铝合金的强度和硬度低于钢,而阳极氧化操作可以在金属表面形成一层坚硬的保护层/

铝 6061:最常见和应用最广泛的铝合金,具有良好的强度重量比和出色的可加工性。

铝 6082:与 6061 类似的成分和性能。

Aluminum7075:在航空航天工业中应用广泛,疲劳性能优异,热处理后具有与钢一样高的强度和硬度。

铝5083:强度高于其他铝合金,耐海水。广泛应用于建筑和海洋工业。焊接的绝佳选择。

材料特性:典型密度:2.65-2.80 g/cm³,非磁性,阳极氧化操作。

不锈钢

不锈钢具有高强度、高延展性、耐磨、耐腐蚀等特点。易于焊接、机加工和抛光。各种成分决定了它可以是磁性的也可以是非磁性的。

304不锈钢:作为最普通的不锈钢,具有优良的机械加工性、耐腐蚀性。

不锈钢316:另一种常见的不锈钢,机械性能与304相似。在盐溶液中具有更高的耐化学性和耐腐蚀性。特别适用于恶劣环境。

2205双相不锈钢:比其他普通不锈钢具有最高的强度,同时具有优异的耐腐蚀性。

不锈钢303:韧性极好,但耐蚀性低于304。广泛用于航空航天工业的螺母和螺栓。

Stainless steel 17-4: it can be precipitation hardened to high degree as tool steels. Most suitable for high performance application.

材料特性:典型密度:7.7-8.0 g/cm³,非磁性(304、306、303),磁性(2205 双相,17-4)

软钢

低碳钢也称为低碳钢。由于其低成本以及良好的机械性能、可加工性和可焊性,它被用作通用应用,如:机械零件、夹具、夹具。但是,它很容易受到化学腐蚀。

低碳钢 1018:作为最常用的低碳钢,具有良好的机械加工性和焊接性。

低碳钢1045:具有高强度和抗冲击性的中碳钢。

低碳钢A36:作为普通结构钢,具有良好的焊接性,特别适用于建筑应用。

材料特性:典型密度:7.8-7.9 g/cm³,磁性。

合金钢

合金钢含有除碳以外的其他元素,以提高硬度、韧性、疲劳和耐磨性。易受化学腐蚀。

合金钢4140:具有良好的强度和韧性,但不推荐用于焊接工艺。

合金钢4340:可热处理至高强度和硬度,具有良好的韧性、耐磨性和疲劳强度,并可焊接。

材料特性:典型密度:7.7-7.9 g/cm³,磁性

工具钢

工具钢具有异常高的硬度、刚度、耐磨性和耐热性。它通常用于工具制造,例如模具、冲压件和模具。通过热处理,可以获得良好的性能。

工具钢D2:是一种耐磨合金,在450℃的温度下具有优异的硬度,通常用于刀具和模具制造。

工具钢 A2:它是一种空气硬化钢,在高温下具有出色的韧性和尺寸稳定性。

工具钢O1:油淬合金,硬度高达65HRC。

材料特性:典型密度:7.8 g/cm³,典型硬度:45-65HRC。

黄铜

黄铜具有良好的机械加工性和优良的导电性,特别适用于低摩擦要求。出于审美目的,常用于建筑中的金色外观。

黄铜C3600:抗拉强度高,天然耐腐蚀。广泛用于大批量应用,易于加工。

材料特性:典型密度:8.4-8.7 g/cm³。

CNC塑料概述

ABS树脂

ABS 是最常见的热塑性材料,具有良好的可加工性、优异的冲击强度和高耐热性。 ABS具有低密度,特别适用于轻量化应用,广泛用于注塑批量生产。

材料特性:典型密度:1.00-1.05 g/cm³。

尼龙

尼龙也称为聚酰胺 (PA),具有出色的冲击强度、高耐化学性和耐磨性,但易吸水和吸湿。 Nylon 6 和 Nylonn 66 是 CNC 加工中的常用牌号。

材料特性:典型密度:1.14 g/cm³。

聚碳酸酯

聚碳酸酯是一种热塑性塑料,具有比 ABS 更高的机械性能。它是光学透明的,也可以着色。广泛应用于汽车行业的流体装置。

材料特性:典型密度:1.20-1.22 g/cm³。

POM(聚甲醛)

POM商业名称为Delrin,它是具有最高机械加工性的工程热塑性塑料。 POM是最适合高精度、高刚度、低摩擦、高温尺寸稳定性优良的塑料。

材料特性:典型密度:1.40-1.42 g/cm³。

聚四氟乙烯(铁氟龙)

PTFE 被称为聚四氟乙烯,具有出色的耐热性和耐化学性,摩擦系数最低。可耐200℃高温,电气绝缘。

材料特性:典型密度:2.2 g/cm³。

高密度聚乙烯

HDPE具有高强度重量比、高冲击强度和耐磨性。适用于室外应用和管道。

材料特性:典型密度:0.93-0.97 g/cm³。

PEEK

PEEK具有高强度重量比、宽温度范围内的热稳定性和优异的耐化学性。广泛应用于医疗和生物医药行业,

材料特性:典型密度:1.32 g/cm³。